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Die
Erfindung betrifft eine hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung
mit einer außen
angeordneten, stromleitfähigen
Buchse, mit einer in der Buchse angeordneten Kontakthülse, und
mit einem in diese Kontakthülse
eingebrachten, stromleitfähigen
Stiftelement, wobei die Kontakthülse
eine Vielzahl von langgestreckten Federelementen zur elektrischen
Vielpunktkontaktierung des in die Kontakthülse angeordneten Stiftelements
und/oder der außen angeordneten
Buchse aufweist.
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Eine
derartige hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung ist beispielsweise
aus der
US 5,474,479 bekannt.
Sie weist zwischen einer äußeren, kreiszylinderförmigen Buchse
und einem dazu komplementären,
innenliegenden Stecker eine kreiszylinderförmige Kontakthülse auf,
rings um deren Außenumfang
sich axial erstreckende, d.h. im wesentlichen geradlinig verlaufende
Lamellen vorgesehen sind. Jede Lamelle hat axial verlaufende Längsseiten,
die radial nach innen von der Innenwand der Buchse weg zur Kontaktierung
mit dem komplementären
Stecker abstehen und zwischen sich ein Planarteil einschließen. Dabei
wird lediglich mithilfe des axialem Planarteils der jeweiligen Lamelle
eine Kontaktnormalkraft in radialer Richtung ausgeübt, während die
radial abstehenden Längsseiten
jeder Lamelle steif bzw. starr auf dem Außenumfang des Steckers aufstehen.
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Unter
manchen praktischen Gegebenheiten kann somit die Anpresskraft, die
durch die lediglich axial- bzw. geradlinig verlaufenden Längslamellen
einer derartigen elektrischen Kontakthülse auf das innen angeordnete
Stiftelement oder auf die außen konzentrisch
angeordnete Buchse ausübbar
ist, für eine
dauerhafte und zuverlässige
elektrische Kontaktierung unzureichend sein. Insbesondere ist eine ausreichende
elektrische Kontaktierung zwischen einer derartigen Kontakthülse, der
außen
angeordneten Buchse sowie dem innen angeordneten Stiftelement bzw.
Steckerstift dann schwierig, wenn Stiftelemente mit verschiedenen
Außendurchmessern
in dieselbe Buchse eingesteckt werden, der jeweilig einzuführende Steckerstift
entlang seiner axialen Längserstreckung
Außendurchmesserschwankungen
oder sonstige Unregelmäßigkeiten
bzw. Inhomogenitäten
wie z.B. abgelagerte Schmutzpartikel, Grate, lokale Materialakkumulationen
durch elektrische Überschläge, Rillen,
usw. aufweist. Noch kritischer ist der Einsatz solcher elektrischer
Kontakthülsen
in hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtungen bei vibrierenden
oder schwingenden Feldanwendungen wie z.B. in Transformatorstationen,
in Kraftfahrzeugen, Umspannwerken oder Hochspannungsfreileitungen.
Mit Hilfe der starren, radial nach innen abstehenden Längsseiten
bzw. Vorsprünge
dieser bekannten Kontakthülsen
können
aufgrund der zu geringen aufbringbaren Kontaktkraft Durchmesserschwankungen
oder sonstige Inhomogenitäten
am Außenumfang
des jeweiligen Stiftelements nur unzureichend oder gar nicht ausgeglichen
bzw. kompensiert werden.
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Die
DE 199 43 373 A1 und
die
DE 198 36 196
A1 offenbaren jeweils einen Buchsenkontakt für hohe elektrische
Ströme
mit einem innenliegenden im Wesentlichen zylinderförmigen Federkontakt,
der eine Mehrzahl lamellenartiger, nach innen gebogener Blattfedern
für die
Kontaktierung mit einem Steckerkontakt aufweist, wobei die Blattfedern
an wenigstens einem Längsende
in einen gemeinsamen zylinderförmigen
Abschnitt übergehen.
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Die
DE 693 13 729 T2 offenbart
einen Buchsenkontakt zur Aufnahme eines zylindrischen Steckers,
mit einem vorderen axial von Schlitzten unterbrochenen Abschnitt
zur Aufnahme eines Steckkontakts, wobei der Abschnitt in einem Bereich
eingeschnürt
ist und die von den Schlitzen gebildeten Lamellen frei in ein Gehäuse des
Buchsenkontakts vorstehen.
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Die
US 5 667 413 offenbart einen
Buchsenkontakt, dessen Kontaktierungsbereich lamellenartig ausgestaltet
ist, wobei die einzelnen, zueinander radial beabstandeten Lamellen
jeweils eine nach innen in den Buchsenkontakt vorstehende Kontaktstelle aufweisen
und jeweils einander direkt benachbarte Kontaktstellen axial beabstandet
zu einander angeordnet sind.
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Die
DE 92 07 937 U1 offenbart
einen Buchsenkontakt mit nach innen in ein Gehäuse des Buchsenkontakts frei
vorstehenden, lamellenartigen Kontaktfingern, die in einem vorderen
Bereich eingeschnürt
sind und frei in das Gehäuse
vorstehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung mit
einer Kontakthülse
bereitzustellen, die unter einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten
eine zuverlässige
und dauerhafte elektrische Vielpunktkontaktierung zwischen einem
innen angeordneten Stiftelement und einer außen angeordneten Buchse bei gleichzeitigem,
mechanischen Toleranzausgleich ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird bei einer hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung
der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Kontakthülse an mindestens
einem stirnseitigen Ende einen ringförmigen Bundabschnitt aufweist,
und dass um dessen Außenumfang
herum durch Längsschlitze
voneinander getrennte, langgestreckte Federelemente angeordnet sind,
die in einem Soll-Kontaktierungsbereich auf das Stiftelement zu
nach innen vorgebogen sind, wodurch dort ein Kontaktsitz der Kontakthülse auf dem
Stiftelement bewirkt ist und außen
an der Kontakthülse
am Soll-Kontaktierungsbereich ein Federring die Federkraft der Federelemente
unterstützt.
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Dadurch,
dass die elektrische Kontakthülse einen
endseitigen, ringförmigen
Bundabschnitt aufweist, rings um dessen Außenumfang durch Längsschlitze
voneinander getrennte, langgestreckte Federelemente angeordnet sind,
und diese langgestreckten Federelemente in einem Soll-Kontaktierungsbereich
auf das Stiftelement zu nach innen vorgebogen sind, kann zum einen
das innenliegende Stiftelement mit Federkraft bzw. Anpresskraft
kontaktiert werden. Der außen
am Kontaktierungsbereich angeordnete Federring dient der Erhöhung der
radialen Federkraft und stellt eine dauerhafte und kraftvolle Vielpunktkontaktierung
des Stiftelements mit der Kontakthülse und somit auch der Buchse
sicher. Zum anderen wird durch den ringförmigen Bundabschnitt eine mechanisch
feste Verankerung bzw. Aufhängung
für die
langgestreckten Federelemente und des Federrings gebildet. Zugleich
ist der ringförmige
Bundabschnitt aufgrund seiner im Vergleich zu den langgestreckten
Federelementen größeren mechanischen
Radialstabilität
und Formsteifigkeit kraftschlüssig,
formschlüssig
und/oder stoffschlüssig
mit der Innenwand der Buchse verbindbar. Dadurch ist eine zuverlässige elektrische
Kontaktierung im Bereich des Bundabschnitts der Kontakthülse zur stromleitenden
Buchse bewirkbar.
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Die
vom Bundelement in axialer Richtung ausgehenden langgestreckten
Federelemente sind in dem Soll-Kontaktierungsbereich
auf das Stiftelement zu nach innen vorgebogen, so dass dort auf
das Stiftelement eine Anpresskraft und damit ein Kontaktdruck gegenüber Federelementen
aufbringbar ist, die rein planar bzw. axial entlang ihrer gesamten
Längserstreckung
verlaufen. Durch diese Vorbiegung der Federelemente im Soll-Kontaktierungsbereich
der Kontakthülse
nach innen ist dort eine Verjüngung bzw.
Durchmesserreduzierung der Kontakthülse bewirkt. Daraus, und aufgrund
des Federrings resultiert dort eine erhöhte Anpresskraft, insbesondere
erhöhte
Kontaktnormalkraft, der Federelemente auf das innen angeordnete,
stromleitende Stiftelement. Auf diese Weise sitzt die Kontakthülse in einer
vorgebbaren Kontaktzone entlang einem Teilabschnitt ihrer Längserstreckung
auf dem innenliegenden Stiftelement stets mit ausreichendem Kontaktdruck
auf.
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Auf
diese Weise ist eine dauerhafte Vielpunktkontaktierung im Soll-Kontaktierungsbereich der
nach innen vorgebogenen Abschnitte der Federelemente zum Stiftelement
sowie im Bereich des Bundabschnitts der Kontakthülse zur äußeren Buchse ermöglicht.
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Aufgrund
des federnden Kontaktsitzes sowie des daran vorgesehenen Federrings
passt die Kontakthülse
auch für
Stiftelemente mit unterschiedlichen Außendurchmessern in einem Toleranzbereich, der
gegenüber
der zulässigen
Außendurchmesser-Abweichung des Stiftelements
bei der bekannten Kontakthülse
nach dem Stand der Technik vergrößert ist.
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Aufgrund
der durch den Federring vergrößerten radialen
Federspannung der Federelemente im Soll-Kontaktierungsbereich radial
nach innen auf das jeweilige Stiftelement zu ist die er findungsgemäße Konstruktion
der Kontakthülse
in vorteilhafter Weise weitgehend unempfindlich gegenüber Durchmesserschwankungen
des jeweilig eingebrachten Stiftelements. Selbst dann, wenn die
Kontaktfläche
des inneren Stiftelements unregelmäßig oder nicht plan ist, sondern
z.B. mit Graten, Rillen, Durchmesserschwankungen oder sonstigen
Inhomogenitäten
bzw. Unregelmäßigkeiten
beaufschlagt ist, kann die ursprüngliche
axiale Lage und Umfangsposition der Kontakthülse relativ zur Lage des in
ihm festsitzenden Stiftelements weitgehend beibehalten werden. Relativbewegungen
der elektrischen Kontakthülse bezüglich seiner
axialen Lage sowie hinsichtlich seiner Umfangsposition gegenüber dem
inneren Stiftelement und/oder der äußeren Buchse sind aufgrund des
verbesserten Kontaktdrucks somit weitgehend vermieden. Durch die
Vorbiegung der Federelemente entlang einem Teilabschnitt ihrer Längserstreckung nach
innen und der mit dem Federring einhergehenden, vergrößerten Anpresskraft,
insbesondere vergrößerten Kontaktnormalkraft,
ist die Kontakthülse unempfindlicher
gegenüber
Vibrationen oder Schwingungen als bekannte Kontakthülsen. Da
die Kontakthülse
stets an vorgegebenen Kontaktzonen das innere Stiftelement und/oder
die äußere Buchse in
definierter Weise elektrisch kontaktiert und dabei in vorteilhafter
Weise ihre Lage in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung beibehält, sind
lokale Stromeinschnürungen
und damit einhergehende unzulässig
hohe lokale Stromspitzen, die z.B. zu unerwünschten Materialverschweißungen führen könnten, weitgehend
vermieden. Auch der Bildung von Randspalten oder Freiräumen im
Bereich der Kontaktzonen bzw. Aufliegeflächen der Federelemente an der
Kontaktfläche
des inneren Stiftelements und/oder des Bundabschnitts an der äußeren Buchse
ist aufgrund der Konstruktion der Kontakthülse entgegengewirkt, so dass
etwaige unerwünschte Stromüberschläge und damit
einhergehende Coronabildungen weitgehend vermieden sind. Dadurch lässt sich
der Verschleiß der
Bauteile der erfindungsgemäßen hochstrombelastbaren
Verbindungsvorrichtung reduzieren. Da das Stiftelement im Bereich des
Soll-Kontaktierungsbereichs
der Kontakthülse festsitzt
und die Kontakthülse
selbst wiederum im Bereich ihres Bundabschnitts mit der Buchse eine
definierte Kontaktzone aufweist, sind auf den Kontaktoberflächen des
inneren Stiftelements, der äußeren Buchse
sowie der Kontakthülse
selbst Abriebpartikel oder Kratzer weitgehend vermieden. Diese sind
unerwünscht,
weil sie zu unkontrollierten Strompfaden, unzulässigen Stromeinschnürungen und
somit zu Funktionsbeeinträchtigungen
der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung führen könnten.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, dass sich die erfindungsgemäße Kontakthülse aus einem zunächst planflächigen Endlosband
durch Ausstanzen, Umformen und/oder einer entsprechenden Oberflächenveredelungstechnik
in konstruktiv einfacher Weise herstellen lässt.
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Die
Erfindung betrifft auch eine hochstrombelastbare Kontakthülse mit
einer Vielzahl von Federelementen zur elektrischen Vielpunktkontaktierung
zwischen einem innen anordenbaren, stromleitfähigen Stiftelement und einer
außen
anordenbaren, stromleitfähigen
Buchse, die zu einer hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung
zusammensetzbar sind, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontakthülse an mindestens
einem stirnseitigen Ende einen ringförmigen Bundabschnitt aufweist, rings
um dessen Außenumfang
durch Längsschlitze voneinander
getrennte, langgestreckte Federelemente angeordnet sind, die in
einem Soll-Kontaktierungsbereich auf das Stiftelement zu nach innen
vorgebogen sind und sich außen
am Soll- Kontaktierungsbereich
ein Federring zur Verstärkung
der Radialkraft befindet, wodurch dort ein Kontaktsitz der Kontakthülse auf
dem Stiftelement bewirkt ist.
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Sonstige
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die
Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, hochstrombelastbaren
Verbindungsvorrichtung mit einer ersten Ausführungsform einer Kontakthülse,
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2 die
erste Kontakthülse
von 1 in schematischer Draufsichtsdarstellung mit
Blickrichtung von deren endseitigem Bundabschnitt her,
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3 die
erste Kontakthülse
von 1 schematisch im Längsschnitt,
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4 schematisch
im Längsschnitt
eine zweite Kontakthülse,
die gegenüber
der ersten Kontakthülse
von 1 modifiziert ist,
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5 schematisch
im Längsschnitt
eine dritte Kontakthülse,
die gegenüber
der ersten Kontakthülse
von 1 modifiziert ist,
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6 schematisch
in perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen, hochstrombelastbaren
Verbindungsvorrichtung mit einer weiteren Kontakthülse,
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7 schematisch
im Längsschnitt
eine gegenüber 1 abgewandelte,
hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung, bei der im Soll- Kontaktierungsbereich
des Stiftelements rings um die Kontakthülse ein zusätzlicher Federring aufsitzt,
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8 schematisch
in perspektivischer Darstellung die Kontakthülse der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung
von 7 als Einzelheit,
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9 schematisch
im Längsschnitt
eine gegenüber 7 weitermodifizierte,
hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung,
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10 schematisch
in perspektivischer Darstellung die Kontakthülse der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung
von 9 als Einzelheit,
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11 schematisch
im Transversalquerschnitt die hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung
von 9 im Bereich des zusätzlichen Federrings deren Kontakthülse,
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12 schematisch
im Längsschnitt
eine gegenüber 1 weitermodifizierte,
hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung,
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13 schematisch
im Transversalquerschnitt die hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung
von 12 im Bereich des Bundabschnitts deren Kontakthülse,
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14 als
Einzelheit der Verbindungsvorrichtung von 12 in
perspektivischer Darstellung einen Federring, der im Soll-Kontaktierungsbereich außen auf
der Kontakthülse
der Verbindungsvorrichtung aufsitzt,
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15 als
Einzelheit der Verbindungsvorrichtung von 12 in
perspektivischer Darstellung deren Kontakthülse, und
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16 für die Verbindungsvorrichtung
von 12 in perspektivischer Darstellung eine weiter modifizierte
Kontakthülse.
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Elemente
mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 mit 16 jeweils
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine erste hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung 90,
die nach dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip
aufgebaut ist. Im Einzelnen weist sie eine außen angeordnete Buchse 1 auf,
die in der 1 längs aufgeschnitten dargestellt
ist und damit den Blick in ihren Innenraum bzw. in ihre Aufnahmekammer 141 freigibt.
Dort ist eine elektrische Kontakthülse 3 untergebracht.
Diese dient dazu, in ihrem Inneren ein elektrisches Stiftelement 2 aufzunehmen
und zwischen diesem innen angeordneten, stromleitfähigen Stiftelement 2 und
der außen
angeordneten, stromleitfähigen
Buchse 1 in mindestens einem definierten Kontaktierungsbereich
eine elektrische Vielpunktkontaktierung bereitzustellen. In der 1 ist dabei
das elektrische Stiftelement 2 zur besseren Veranschaulichung
der räumlichen
Geometrieform der stromleitfähigen
Kontakthülse 3 vor
seinem Einbau in diese oberhalb der Buchse 1 separat dargestellt.
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Die
Kontakthülse 3 weist
in erster Näherung eine
Art vasenförmiges
Grundprofil auf. Sie setzt sich aus einem ringförmigen Bundabschnitt 31,
einem sich in Längsrichtung
daran anschließenden,
in Längsrichtung
verjüngenden
Strukturabschnitt 32 mit einer Vielzahl von Federelementen 41,
sowie einer sich daran in Längsrichtung
anschließenden,
nach außen
aufweitenden, gemeinsamen Auskragung 33 zusammen. Der ringförmige Bundabschnitt 31 ist durch
einen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Röhrchenabschnitt gebildet, so
dass um die strichpunktiert eingezeichnete Zentralachse 44 der
Kontakthülse 3 eine
weitgehend rundum geschlossene Außenmantelfläche vorhanden ist. Der Außendurchmesser
des Bundabschnitts 31 ist hier im Ausführungsbeispiel derart gewählt, dass
die Kontakthülse 3 im
Bereich dieses Bundabschnitts 31 mit Kontaktsitz 71 in
der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 sitzt. Zur
Erreichung eines ausreichenden Kontaktsitzes kann es insbesondere
vorteilhaft sein, im Bundabschnitt 31 einen Längsschlitz
vorzusehen. Durch die axiale Schlitzung kann der Bundabschnitt in
radialer Richtung auffedern. Durch diese Auffedermöglichkeit
lässt sich
für die
Kontakthülse
eine selbsthemmende Arretierung bzw. Klemmung in der Buchse 1 bewirken.
In der 1 ist ein solcher Längsschlitz zusätzlich strichpunktiert
im Bundabschnitt 31 eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 311 versehen.
Aufgrund der Längsschlitzung
des Bundabschnitts steht dieser im eingebauten Zustand unter radialer
Federspannung. Denn zweckmäßigerweise
ist der Außendurchmesser
des Bundabschnitts vor dem Einbau der Kontakthülse größer als der Innendurchmesser
der Buchse gewählt,
so dass der Bundabschnitt beim Einführen in die Buchse zusammengepresst,
d.h. im Umfang verkleinert wird, wodurch sich eine Kontaktkraft
in radialer Richtung nach außen
auf die Innenwand der Buchse 1 in gewünschter Weise aufbaut. Dadurch
lässt sich
bei den in der Praxis vorkommenden Fertigungstoleranzen von Kontakthülse und/oder
Buchse stets ein ausreichend fester Kontaktsitz zwischen der Kontakthülse und
der Buchse sicherstellen. Durch die in Umfangsrichtung bis auf den
Längsschlitz 311 rundum
geschlossene Röhrchenform
des Bundabschnitts 31 weist die Kontakthülse 3 in
diesem Bereich auch eine ausreichend hohe mechanische Formstabilität und Formsteifigkeit auf,
so dass bei etwaigen mechanischen Beanspruchungen der mechanische
und elektrische Übergang zwischen
der Außenoberfläche des
Bundabschnitts 31 und der Innenwand der Aufnahmekammer 141 der
Buchse 1 stets weitgehend formschlüssig gewährleistet ist.
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Insbesondere
kann der Kontaktsitz durch einen Presssitz erzeugt werden, so dass
die Kontakthülse
in der Buchse mit ihrem Bundabschnitt weitgehend ortsfest festsitzt,
d.h. die Kontakthülse
ist dann mit Presssitz in die Buchse eingepasst. Die Außenmantelfläche des
Bundabschnitts 31 kontaktiert dabei weitgehend kraft- und/oder
formschlüssig
die Innenwandfläche
der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1, wodurch eine
elektrische Vielpunktkontaktierung zwischen der Kontakthülse 3 und
der stromleitenden Buchse 1 in zuverlässiger Weise gebildet ist. Vorzugsweise
ist der Bundabschnitt 31 der Kontaktfeder mit der Buchse 1 verschweißt. Durch
einen solchen Press- und Formsitz des Bundabschnitts 31 in der
Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 schmiegt sich
die Außenwandung
des Bundabschnitts 31 weitgehend vollständig an die Kontaktoberfläche der
Innenwandung der Buchse 1 an. Da auf diese Weise die Kontakthülse 3 mit
ihrem ringförmigen,
geschlitzten Bundabschnitt 31 kraftschlüssig in der Buchse 1 festgeklemmt
ist, ist sie zugleich auch in axialer Richtung und in Umfangsrichtung
lagegesichert. Dadurch sind zwischen dem kreiszylinderförmigen Außenmantel
des Bundabschnitts 31 und der elektrischen Kontaktoberfläche der
Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 Randspaltzonen
weitgehend vermieden, die ansonsten zu unzulässig hohen Stromeinschnürungen (wegen
zu geringer Kontaktierungsfläche) oder
zu unzulässigen
elektrischen Überschlägen mit einhergehenden,
unerwünschten
Materialverschweißungen
führen
könnten.
Der bis auf den Längsschlitz 311 rundum
geschlossene Röhrchenkörper des
Bundabschnitts 31 verhilft der Kontakthülse 3 in vorteilhafter
Weise zu einer ausreichend großen
Kontaktoberfläche,
so dass entlang dem kreisringförmigen Band
des Bundabschnitts 31 eine Vielzahl von Strompfaden zur
Innenwand der Buchse 1 bereitgestellt wird. Dadurch lassen
sich zwischen der Kontakthülse 3 und
der Buchse 1 elektrisch hohe Ströme transportieren.
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Zusätzlich oder
unabhängig
von der form- und/oder kraftschlüssigen
Verbindung zwischen der Buchse und der Kontakthülse ist es ggf. auch möglich, die
Kontakthülse
durch eine stoffschlüssige
Verbindung mit der Buchse fest zu verbinden. Dazu kann die Kontakthülse beispielsweise
im Bereich des Bundabschnitts mit Hilfe eines Lasers mit der Innenwand der
Buchse verschweißt
werden (siehe 50 in 12).
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Ggf.
kann es auch zweckmäßig sein,
den Kontaktsitz zwischen der Kontakthülse und der Buchse derart vorzusehen,
dass in axialer Richtung eine Lagesicherung beider Bauteile zueinander
bewirkt ist, aber in Umfangsrichtung nur eine geringe Relativbewegung
der Kontakthülse
bezüglich
der Buchse noch möglich
ist.
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Gleichzeitig
hat der Bundabschnitt 31 die Funktion einer federnden Aufhängung bzw.
Lagerung für
die Federelemente 41. Die Federelemente 41 sind rings
um den Außenumfang
des oberen, kreisringförmigen
Randes des Bundabschnitts 31 angeordnet. Sie weisen jeweils
in Umfangsrichtung betrachtet äquidistante
Abstände
voneinander auf. Sie sind als langgestreck te Streifenelemente bzw.
Lamellenelemente ausgebildet. Je zwei benachbarte, langgestreckte
Federelemente sind jeweils durch einen langgestreckten Längsschlitz
voneinander getrennt. Allgemein ausgedrückt sind entlang einem Strukturabschnitt 32 der
Kontakthülse
in einen ursprünglich rundum
geschlossenen Hülsenabschnitt
in äquidistanten
Abständen
in Umfangsrichtung Längsschlitze 51 eingelassen,
insbesondere eingestanzt oder eingeschnitten, so dass lediglich
die streifenförmigen, langgestreckten
Federelemente 41 verbleiben. Die langgestreckten Federelemente 41 hängen dabei
mit ihren dem Bundabschnitt 31 zugewandten Stirnseiten
mit dessen oberer Randzone zusammen, d.h. sie sind mit dieser fest
verbunden. In entsprechender Weise sind ihre dem Bundabschnitt 31 abgewandten Enden
durch die gemeinsame Auskragung 33 und damit durch einen
oberen Bundabschnitt zusammengefasst. Aufgrund der Längsschlitze
bzw. langgestreckten Einschnitte 51 weist der Strukturabschnitt 32 eine
geringere Formsteifigkeit als der Bundabschnitt 31 auf,
so dass seine langgestreckten Federelemente 41 radial nach
innen und radial nach außen
unter Federspannung nachgeben können.
Hier im Ausführungsbeispiel
von 1 sind die Einschnitte 51 im wesentlichen
schlank rechteckförmig
ausgebildet, wodurch auch die Federelemente eine schlank rechteckförmige Gestalt
aufweisen. Selbstverständlich
sind daneben auch andere Geometrieformen für die Schlitze bzw. Einschnitte
möglich,
solange Federelemente zwischen ihnen gebildet sind, die radial nach
innen und radial nach außen
eine ausreichende Federspannung aufweisen.
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Dieser
aus den langgestreckten Federelementen 41 gebildete Strukturabschnitt 32 verjüngt sich
ausgehend vom Bundabschnitt 31 in Richtung auf die Auskragung 33 zu,
d.h. er weist einen sich verjüngenden
Hülsenhals
auf. Annäherungsweise verjüngt sich
der Strukturabschnitt 32 konusförmig. Dies bedeutet allgemein
betrachtet, dass seine langgestreckten Federelemente 41 in
einem vorgebbaren Soll-Kontaktierungsbereich nach innen (bezogen
auf die Zentralachse 44) vorgebogen sind, um dort das eingeführte Stiftelement 2 elektrisch
einwandfrei zu kontaktieren. In der 1 ist dieser
gewünschte Soll-Kontaktierungsbereich
strichpunktiert angedeutet und mit dem Bezugszeichen 34 versehen.
Dadurch, dass der Strukturabschnitt 32 der langgestreckten
Federelemente 41 in einem vorgebbaren Längsabschnittsbereich bzw. Soll-Kontaktierungsbereich 34 einen
geringeren Innendurchmesser als in seinen übrigen Längsabschnitten sowie einen
geringeren Innendurchmesser als der Bundabschnitt 31 aufweist,
kann dort in gezielter Weise eine größere radiale Anpresskraft bzw.
Kontaktnormalkraft auf das eingeführte Stiftelement 2,
d.h. vorrangiger als in den übrigen
Hülsenbereichen
aufgebracht werden. Insbesondere sind die Federelemente 41 im
Soll- Kontaktierungsbereich 34 bezogen auf die axiale Zentralachse 44 konkav
nach innen gekrümmt.
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Die
Federelemente 41 können
auch in jeder anderen Geometrie oder Anordnung, insbesondere in
einem Winkel geneigt zur Längsachse
der Buchse angeordnet sein. Beispielsweise können die Federelemente 41 in
Mäanderform
ausgebildet sein.
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Damit
die Kontakthülse 3 im
gewünschten Soll-Kontaktierungsbereich 34 mit
Kontaktsitz auf dem in das Innere der Kontakthülse 3 eingebrachten Stiftelement 2 fest
aufsitzt, ist der Innendurchmesser des Strukturabschnitts 32 in
diesem Soll-Kontaktierungsbereich 34 zweckmäßigerweise
kleiner als der Außendurchmesser
des Stiftelements 2 gewählt.
Dadurch spannen die Federelemente 41 das Stiftelement 2 in
diesem Soll-Kontaktierungsbereich 34 unter einer definierten,
radial nach innen wirkender Federkraft fest ein. Zum einen legen
sich dadurch dort die Federelemente 41 mit ihren Innenflächen weitgehend
formschlüssig,
insbesondere weitgehend planflächig,
an die äußere Kontaktierungsfläche des kreiszylinderförmigen Stiftelements 2 an,
so dass ein einwandfreie, elektrische Vielpunktkontaktierung zwischen
dem Stiftelement 2 und der Kontakthülse 3 gebildet ist.
Zum anderen ist durch diese Festklemmwirkung des Strukturabschnitts 32 im
Soll-Kontaktierungsbereich 34 eine
Lagesicherung des Stiftelements 2 in axialer Längsrichtung
sowie in Umfangsrichtung bewirkt. Auf diese Weise ist ein ausreichend großflächiger elektrischer Übergang
zwischen den innenliegenden Kontaktierungsflächen der langgestreckten Federelemente 41 und
der äußeren Kontaktierungsfläche des
Stiftelements 2 unter einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten
bei gleichzeitiger Selbstsicherung bereitgestellt.
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Aufgrund
der radialen Federvorspannung der Federelemente 41 können in
vorteilhafter Weise Außendurchmesserschwankungen
des jeweilig eingesteckten Stiftelements 2 verbessert gegenüber Federelementen
ohne Innenbiegung ausgeglichen werden. Insbesondere lassen sich
in ein und dieselbe Kontakthülse
korrespondierend dimensionierte Stiftelemente unter Ausgleich üblicher
Fertigungstoleranzen ihres Außendurchmessers
einstecken, wobei sich stets eine selbstsichernde Kontaktierung
im Soll-Kontaktierungsbereich 34 aufgrund der dortigen Innendurchmesserreduzierung
der Kontakthülse
einstellt. Auf diese Weise ist die Gesamtkonstruktion der Kontakthülse weitgehend
unempfindlich gegenüber mechanischen
Erschütterungen,
Vibrationen oder sonstigen Schwingungsbeanspruchungen, wie sie z.B.
in einem Kraftfahrzeug bei einer Autofahrt auftreten können. Dadurch,
dass die langgestreckten Federelemente 41 im Soll-Kontaktierungsbereich 34 radial
nach innen auf das Stiftelement 2 zu vorgebogen bzw. vorgekrümmt sind,
kann die Kontakthülse 3 in dieser
Einschnürzone
das Stiftelement 2 derart festhalten bzw. festklemmen,
dass sich dort die Federelemente 41 unter radialer Federspannung
an die Außenoberfläche des
Stiftelements anschmiegen und dort flächig anlegen. Je dicker das
jeweilig eingesteckte Stiftelement ist, d.h, je größer dessen
Außendurchmesser
ist, desto größer wird
die axiale Erstreckung, d.h. Breite der sich einstellenden Kontaktierungszone 34.
Auf diese Weise lässt
sich in der Praxis ein und dieselbe Kontakthülse für Stiftelemente in einem weiten
Bereich von unterschiedlichen Außendurchmessern verwenden.
Denn stets lässt
sich aufgrund der radialen Federkraft der Federelemente 41 im
Außendurchmesser – verjüngten Soll-Kontaktierungsbereich 34 eine
zangenartige Festklemmung des Stiftelements 2 erreichen,
solange dessen Außendurchmesser
vorzugsweise größer als
der Innendurchmesser der Kontakthülse 3 in diesem Kontaktierungsbereich 34 ist.
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Dies
erleichtert in vorteilhafter Weise die Herstellung einer hochstrombelastbaren
Verbindungsvorrichtung, weil an einen Monteur keine hohen Anforderungen
hinsichtlich der Auswahl zueinander passender Stiftelemente und
Kontakthülsen, an
die Präzision,
mit der das jeweilige Stiftelement in die Kontakthülse eingesteckt
werden muss, sowie an die dafür
erforderliche Fingerfertigkeit beim Einführen des Stiftelements in die
Kontakthülse
selbst im Feldeinsatz gestellt werden. Weiterhin ist auch die Lagerhaltung
vereinfacht, da mit weniger verschiedenen Typen von Kontakthülsen hochstrombelastbare Verbindungen
zu verschieden dicken Stiftelementen herstellbar sind, d.h. es reichen
weniger verschiedene Kontakthülsen
aus. Denn die Anforderungen an eine komplementäre Übereinstimmung der Geometrieformen
der Stiftelemente und Kontakthülsen
aufeinander sind nunmehr geringer als bei Kontakthülsen ohne
Innenvorbiegung.
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Aufgrund
der sich in Längsrichtung
auf die Auskragung 33 zu verjüngenden Geometrieform des Strukturabschnitts 32 ergibt
sich ein in Richtung auf die Auskragung 33 zu aufweitender
Spaltfreiraum 15 zwischen der Kontakthülse 3 und der Buchse 1.
In diesen eingangsseitigen Ausgleichsfreiraum 15 hinein
lassen sich die langgestreckten Federelemente 41 hineinbewegen,
wenn das Stiftelement 2 mit einem Radialversatz zur Zentralachse
der Buchse in die Kontakthülse 3 eingeführt wird.
Durch diesen eingangsseitigen Spaltfreiraum bzw. Ausdehnungsfreiraum 15 hat
die Kontakthülse 3 Spiel
zur Innenwand der Buchse 1. Dadurch sind laterale Ausgleichsbewegungen
der Kontakthülse
bezogen auf die axiale Zentralachse 44 ermöglicht,
während
die Kontakthülse
an ihrem Bundabschnitt in der Buchse lagegesichert ist. Kommt es
zu einem radialen Versatz des Stiftelements bezogen auf. die Zentralachse 44 der Buchse
z.B. bei Biegebeanspruchungen in der Zuleitung des Stiftelements,
so kann die Kontakthülse
bezüglich
der Zentralachse 44 der Buchse seitlich gekippt, d.h. ausgelenkt
werden. Dadurch wird die Zuführung
des Stiftelements erleichtert. Die radiale Spaltweite des Spaltfreiraums
ist dabei zweckmäßigerweise
derart gewählt,
dass eine Berührung
der Innenwand 141 der Buchse 1 durch die Kontakthülse bei
derartigen Taumelbewegungen des eingangsseitigen Teilabschnitts
der Kontakthülse 3 weitgehend vermieden
ist. Lediglich im Bereich des Bundabschnitts 31 ist eine
definierte Kontaktierung zwischen der Kontakthülse 3 und der Buchse 1 bereitgestellt.
-
Die
langgestreckten Federelemente 41 werden an ihren dem Bundabschnitt 31 abgewandten Stirnseiten
mit Hilfe der gemeinsamen Auskragung 33 zusammengehalten.
Die Innenweite dieser Auskragung 33 ist gegenüber dem
Innendurchmesser des Strukturabschnitts 32 im Kontaktierungsbereich 34 vergrößert.
-
Die
Auskragung 33 ist derart an den Strukturbereich 32 angeformt,
das sie einen trichterförmigen Einlass
für das
Stiftelement 2 bildet. Dadurch, dass die langgestreckten
Federelemente 41 an ihren dem Bundabschnitt 31 abgewandten
Endabschnitten entgegen ihrer Innenwölbung im Soll-Kontaktierungsbereich 34 konvex
nach außen
umgebogen sind, ist die Einstecköffnung
der Kontakthülse 3 für das Stiftelement 2 aufgeweitet,
was die Einführung
des Stiftelements 2 dort hinein erleichtert. Durch die
gemeinsame Auskragung ist es insbesondere möglich, bei einem radialen Versatz
des Kontaktstiftes zur Kontaktbuchse ein Einstecken des Kontaktstiftes
zu ermöglichen
und im Betrieb der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung ein
Ablösen
oder Abbrechen von Federelementen zu vermeiden. Denn die lamellenartigen
Federelemente werden durch die gemeinsame Auskragung nachgeführt.
-
Im
Bereich des verjüngten
Halses und der sich daran anschließenden Auskragung 33 der
Kontakthülse 3 (bei
Blickrichtung entgegen der Einführrichtung
des Stiftelements) weist die Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 eine
Innennut 131 auf. Diese ist hier im Ausführungsbeispiel
kreisringförmig
ausgebildet. Durch diesen Freiraum bzw. Spalt zwischen der Kontakthülse und
der Buchse lässt
sich bei maximaler radialer Bewegung des Kontaktstiftes und somit
der Kontakthülse
bzw. Kontaktfeder eine Kollision der Kontaktfeder und der Kontaktbuchse
in zuverlässiger
Weise außerhalb
des Bundabschnitts 31 vermeiden. Es wird also sichergestellt,
dass die Kontakthülse
lediglich im Bereich ihres endseitigen, unteren Bundanschnitts die
Buchse in definierter Weise kontaktiert und ansonsten von dieser
entlang ihrer übrigen
Längserstreckung
fernbleibt. Unzulässige
Fehlkontaktierung zwischen Buchse und Kontakthülse sind somit weitgehend vermieden.
Es ist ein Taumelkreisspiel zwischen der Kontakthülse und
der Buchse vorzugsweise in de ren Einführbereich, insbesondere entlang
dem Soll- Kontaktierungsbereich des Stiftelements ggf. bis zum Beginn
des Bundabschnitts bereitgestellt. Auf diese Weise kann sich die
Kontakthülse
bei radialem, d.h. lateralem Versatz des Kontaktstiftes zur Kontaktbuchse
frei bewegen, ohne die Innenwand der Aufnahmekammer der Buchse außerhalb
des Bundabschnittes zu berühren.
Solche lateralen Versätze
zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktbuchse können z.B.
durch mechanische Beanspruchungen, insbesondere Biegebelastungen
im Feldeinsatz, hervorgerufen werden.
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Weiterhin
kann es zweckmäßig sein,
im Eintrittsbereich der Buchse einen Einführtrichter vorzusehen, um das
Einstecken des jeweiligen Stiftelements zu erleichtern. Ein solcher
Einführtrichter
ist insbesondere zweckmäßig, um
Montagetoleranzen beim Einführen
von Kontakthülse
und Kontaktstift auszugleichen. Einen derartigen, sich in Richtung
auf die Aufnahmekammer 141 zu verjüngenden Einführtrichter 12 weist
beispielsweise die Buchse 1 der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung 90 von 1 auf.
-
Der
Spaltfreiraum zwischen der Kontakthülse und der Buchse im Soll-Kontaktierungsbereich, hier
im Ausführungsbeispiel
insbesondere die dortige Ringnut 131 in der Innenwandung 141 der
Buchse kann vorzugsweise zur Aufnahme eines äußeren Federrings dienen, mit
dem sich eine zusätzliche,
radiale Haltekraft auf das jeweilig eingesteckte Stiftelement aufbringen
lässt. 7 zeigt
schematisch im Längsschnitt
eine hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung 92, in
deren Buchse 1 eine derart gegenüber 1 modifizierte
Kontakthülse 303 untergebracht
ist. Die im Längsschnittbild
im Bereich der Soll-Kontaktierungszone 34 im wesentlichen
geradlinig verlaufenden, langgestreckten Federelemente 41 sind
zusätzlich
au ßen
durch einen Federring 8 eingeschnürt und werden von diesem radial
nach innen zusammengehalten. Dabei ist der Federring 8 in der
Ringnut 131 der Buchse 1 eingelagert. Der Federring 8 presst
die Federelemente 41 im Soll-Kontaktierungsbereich 34 fest
auf den Stift 2, der hier in der 7 der zeichnerischen
Einfachheit halber weggelassen worden ist. Dadurch wird eine besonders
enge Verbindung zwischen den elektrischen Kontaktflächen des
Stiftelements und den Federelementen im gewünschten Soll-Kontaktierungsbereich 34 bewirkt.
Eine unerwünschte
Randspaltbildung oder ein Abheben von Teilen oder Bereichen der
Federelemente in der gewünschten
Soll-Kontaktierungszone 34 ist somit in zuverlässiger Weise
vermieden.
-
In
Abwandlung zu 1 weist die Kontakthülse 303 in
der 7 eingangsseitig eine Auskragung 331 auf,
die bezüglich
ihrer Form an die Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 in
deren Eingangsbereich angepasst ist. Insbesondere kann die Auskragung 331 entsprechend
dem Bundabschnitt 31 der Kontakthülse 3 von 1 ausgebildet
sein, d.h. eine kreiszylinderförmige
Form aufweisen. Genauso wie der Bundabschnitt 31 kann die
Auskragung 331 zweckmäßigerweise
derart dimensioniert sein, dass sie passförmig in der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 steckt
und eine zuverlässige
elektrische Vielpunktkontaktierung von der Kontakthülse 303 zur Buchse 1 herstellt.
Zusätzlich
ist in der 7 dargestellt, dass der innen
angeordnete Bundabschnitt 31 der Kontakthülse 303 in
der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 durch eine
Anschlagschulter 111 in axialer Richtung (entgegengesetzt
zur Einsteckrichtung des Stiftelements) festgehalten oder dort festgeschweißt ist.
-
Gegebenenfalls
kann es auch zweckmäßig sein,
die langgestreckten Federelemente im Soll-Kontaktierungsbereich
bezüg lich
ihrer axialen Längserstreckung
in Umfangsrichtung zu versetzen, insbesondere bogenförmig zu
krümmen. 9 zeigt schematisch
im Längsschnitt
eine derart modifizierte Kontakthülse 304, die an Stelle
der Kontakthülse 303 von 7 in
die Buchse 1 der hochstrombelastbaren Verbindungsvorrichtung 92 von 7 eingesetzt
ist. Diese weitermodifizierte Kontakthülse 304 weist im Längsschnittbild
von 9 Federelemente 24 sowie zwischen diesen
entsprechende Längsschlitze 25 auf,
die bezüglich
ihrer axialen Längserstreckung
im Soll-Kontaktierungsbereich 34 in
Umfangsrichtung lateral ausgelenkt verlaufen. Dadurch resultiert
eine Torsionsfederwirkung für
die Kontakthülse 304 im Soll-Kontaktierungsbereich 34.
Wie bei der Ausführungsvariante
nach 7 ist hier wiederum der Federring 8 zusätzlich um
die Kontakthülse
im Soll-Kontaktierungsbereich 34 zur
zusätzlichen
Fassung und Sicherung der Federelemente und/oder des eingesteckten
Stiftelements vorgesehen.
-
Um
zu erreichen, dass die Kontakthülse
auf einem möglichst
langen Teilabschnitt ihrer axialen Längserstreckung oder über ihre
ganze axiale Längserstreckung
hinweg unter Federvorspannung steht, kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein,
einen in axialer Richtung durchgehenden Längsschlitz im Mantel der Kontakthülse vorzusehen. 4 zeigt dazu
schematisch im Längsschnitt
eine Kontakthülse 30,
die in Abwandlung zur Kontakthülse 3 der 1 mit 3 einen
in axialer Richtung durchgängigen
Längsschlitz 35 aufweist.
Dieser Längsschlitz 35 erstreckt sich
also vom unteren ringförmigen
Rand des Bundabschnitts 31 bis zum oberen Rand der Auskragung 33.
Er verläuft
im wesentlichen parallel zu den Längsschlitzen 51. Dadurch
lässt sich
die Kontakthülse 30 in
radialer Richtung verbessert gegenüber der ringförmigen Kontakthülse 3 von 1 mit
dem Teillängsschlitz 311 lediglich
am Bundabschnitt 31 bei gleichzeitigem Erhalt der radialen
Festklemmwirkung für
das Stiftelement 2 aufweiten und verbessert an ein Stiftelement
mit größerem Außendurchmesser anpassen.
Insbesondere kann durch diese Maßnahme in vorteilhafter Weise
erreicht werden, dass die Kontakthülse auf einem längeren Teilabschnitt
als bei der Ausführungsvariante
nach 1 auf dem Stiftelement federnd aufsitzt.
-
Zusätzlich oder
unabhängig
hiervon kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, die Längsschlitze
der jeweiligen Kontakthülse
im Bereich deren Eintrittsöffnung
für das
Stiftelement offen zu lassen. Dies veranschaulicht das Längsschnittbild
von 5. Dort ist eine gegenüber den Kontakthülsen der 1 mit 4 abgewandelte
Kontakthülse 301 abgebildet,
die ebenfalls die Vasenform der Kontakthülsen 3 und 30 aufweist.
-
Im
Unterschied zu den Kontakthülsen 3 und 30 der 1 mit 4 weist
die modifizierte Kontakthülse 301 von 5 von
außen
frei zugängliche
Längsschlitze 501 auf,
so dass langgestreckte Federelemente 401 gebildet sind,
die frei abstehende Enden im Bereich der Einführöffnung der Kontakthülse 301 haben.
Dadurch ergibt sich im Bereich ihrer Eintrittsöffnung eine erhöhte Aufspreizbarkeit
der Kontakthülse 301 radial
nach außen,
wenn das Stiftelement 2 in die Kontakthülse eingesteckt wird, was die
Handhabbarkeit erleichtert. Ansonsten entspricht die Kontakthülse 301 nach
Funktion und Wirkungsweise dem Konstruktionsprinzip der Kontakthülsen 3 und 30 der 1 mit 4.
-
6 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung eine weitere, hochstrombelastbare
Verbindungsvorrichtung 91, deren Buchse 1 ebenfalls aufgeschnitten
dargestellt ist, um einen Blick auf die dorthinein eingebrachte
Kontakthülse 302 freizugeben.
Die Kontakthülse 302 entspricht
im wesentlichen der Grundkonstruktion der Kontakthülse 301 von 5.
Allerdings sind gegenüber
deren Geometrieform jetzt die lamellenartigen, langgestreckten Federelemente 4001 mit
dazwischenliegenden Längsschlitzen 5001 im
gewünschten
Soll-Kontaktierungsbereich 34 nach
innen auf das Stiftelement 2 zu gebogen und anschließend (bei
Blickrichtung entgegen der Einsteckrichtung des Stiftelements) in
Gegenrichtung dazu wieder nach außen gekrümmt. Dadurch weisen die langgestreckten
Federelemente 4001 von der Seite her in Umfangsrichtung
betrachtet bei Blickrichtung im Uhrzeigersinn ein S-förmiges Seitenprofil
an ihren freien Endabschnitten auf. Die S-förmige
Krümmung
der streifenförmigen
Federelemente 4001 im Bereich ihrer frei abstehenden Enden setzt
sich dabei aus einer konkaven Krümmung
radial nach innen und einer sich daran anschließenden konvexen Krümmung radial
nach außen
zusammen. Dadurch übt
diese modifizierte Kontakthülse 302 zum
einen im Bereich ihrer Mantelverjüngung im Soll-Kontaktierungsbereich 34 eine
radiale Federkraft nach innen auf das eingesteckte Stiftelement 2 aus.
Zum anderen spreizen sich die frei abstehenden Endabschnitte der
Federelemente 4001 der Kontakthülse 30 radial nach
außen
gegen die Innenwandung der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1 ab.
Dadurch kontaktieren die freien Enden der Federelemente 4001 an
ihren Außenseiten
die Innenwand der Aufnahmekammer 141 der Buchse 1.
Auf diese Weise stellen die langgestreckten, endseitig S-förmig gebogenen
Federelemente 4001 sowohl eine elektrische Vielpunktkontaktierung
nach innen hin zum Stiftelement als auch eine Vielpunktkontaktierung
nach außen
zur Buchse 1 her und zwar zusätzlich zur Außenkontaktierung
der Kontakthülse 302 mittels
ihres Bundabschnittes 31. Zur axialen Längssicherung ist die Kon takthülse 302 in
der Buchse 1 an ihrer unteren und oberen Stirnseite durch
Anschlagschultern 111 und 112 festgehalten.
-
12 zeigt
schematisch im Längsschnitt eine
weiter modifizierte hochstrombelastbare Verbindungsvorrichtung,
deren Hauptkomponenten im wesentlichen wie die Bauteile der Verbindungsvorrichtung 90 von 1 konstruiert
sind. Zusätzlich
oder unabhängig
von der form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung
zwischen dem Bundabschnitt 31 ihrer Kontakthülse 305 und
der Buchse 1 ist jetzt eine Laserverschweißung 50 an
mehreren Umfangsorten im Bereich der innenliegenden Stirnseite der
Kontakthülse 305 vorgesehen.
Durch dieses Anschweißen des
Bundabschnitts 31 an die Innenwand 141 der Buchse 1 ist
eine besonders zuverlässige
Lagesicherung der Kontakthülse 305 in
der Buchse 1 bereitgestellt. Die Kontakthülse 305 weist
dabei wie die Kontakthülse 35 von 4 einen
axial durchgängigen Längsschlitz 35 auf,
der sich über
ihre Gesamtlänge erstreckt
(siehe 15, die die Kontakthülse 305 als Einzelheit
in räumlicher
Darstellung zeigt). Im Unterschied zur Verbindungsvorrichtung 90 von 1 sitzt hier
in der 12 im Soll-Kontaktierungsbereich 34 außen ein
Federring 81 zusätzlich
auf, der die Federelemente 41 als Gruppe zusammenhält und diese
mit zusätzlicher
radialer Haltekraft auf das eingesteckte Stiftelement aufdrückt. Der
Federring 81 ist dabei als geschlitzter Sprengring ausgebildet,
der sich nur unter Überwindung
einer vorgebbaren radialen Federkraft beim Einstecken des Stiftelements
in die Kontakthülse 305 aufspreizen
lässt.
Dadurch wird eine verstärkte
Haltekraft auf das Stiftelement im Bereich der Soll-Kontaktierungszone
ausgeübt.
Insbesondere weist der Federring 81 die Form einer Schraubenlinie
mit einer Ganghöhe
auf (siehe 14).
-
Im
Eingangsbereich der Buchse 1 ist ein seitliches Spiel 40 in
Form eines sogenannten Taumelkreises für die Kontakthülse 305 von 12 vorgesehen.
Dadurch kann die Kontakthülse
305 im Bereich ihrer eingangsseitigen Stirnseite seitlich gegenüber der
Zentralachse 44 der Buchse 1 in gewissem Umfang
ausweichen, wenn das Stiftelement gegenüber der Zentralachse radial
versetzt ist. Das Spiel 40 wird vorzugsweise derart dimensioniert,
dass in der Praxis Berührungen
zwischen der Kontakthülse 305 und der
Buchse in diesem eingangsseitigen Abschnitt weitgehend vermieden
sind, und erst im Bereich des Bundabschnitts 31 eine gezielte
Kontaktierung zwischen der Kontakthülse und der Buchse vorliegt.
-
Weiterhin
ist die Spaltweite zwischen der Kontakthülse 305 und der Buchse 1 derart
gewählt, dass
sich der Federring 81 bezüglich seines Außenumfangs
lediglich um eine vorgebbare, zusätzliche Breite 41 aufdehnen
lässt.
Dadurch ist eine unerwünschte Überdehnung
des Federrings 81 weitgehend vermieden.
-
Ggf.
kann es auch zweckmäßig sein,
den gesamten Längsschlitz 35 der
Kontakthülse 305 durch eine
Laserverschweißung 51 zu
verschließen,
was in der 16 dargestellt ist. Dadurch
lässt sich
die Kontakthülse
ebenfalls sehr dicht und enganliegend mit dem Stiftelement im Soll-Kontaktierungsbereich 34 verbinden.
-
- 1
- Buchse
- 2
- Stiftelement
- 3
- Kontakthülse
- 30,
301, 302, 303, 304, 305
- verschiedene,
modifizierte Kon
-
- takthülsen
- 41
- langgestreckte
Federelemente
- 24,
401, 4001
- modifizierte,
langgestreckte Fe
-
- derelemente
- 51
- Längsschlitze
zwischen den Feder
-
- elementen
- 25,
501, 5001
- modifizierte
Längsschlitze
zwi
-
- schen
den Federelementen
- 8,
81
- Federring
- 12
- Einführtrichter
der Buchse
- 131
- Ringnut
in der Buchse
- 141
- Aufnahmekammer
der Buchse für
-
- Kontakthülse
- 15
- Spaltfreiraum
- 31
- Bundabschnitt
der Kontakthülse
- 32
- Strukturabschnitt
der Kontakthül
-
- se
aus Federelementen
- 33
- Auskragung
der Kontakthülse
im
-
- Einsteckbereich
für Stiftelement
- 331
- modifizierte
Auskragung der Kon
-
- takthülse im Einsteckbereich
für
-
- Stiftelement
- 34
- Soll-Kontaktierungsbereich
zwi
-
- schen
Kontakthülse
und Stiftele
-
- ment
- 35
- durchgängiger Längsschlitz
in der
-
- Kontakthülse
- 311
- Teillängsschlitz
lediglich im Be
-
- reich
des Bundabschnitts
- 40
- Taumelkreisspiel
- 41
- Überdehnungsschutzweite
- 50
- Laserverschweißung von Kontakt
-
- hülse und
Buchse im Bereich deren
-
- Bundabschnitts
- 51
- Laserverschweißung des Längs
-
- schlitzes
der Kontakthülse
- 44
- Zentralachse
- 71
- Presssitz
- 90,
91, 92
- verschiedene,
hochstrombelastbare
-
- Verbindungsvorrichtungen
- 111,
112
- Anschlagschulter
der Buchse für
-
- Kontakthülse