Übertragung von Strömen durch elektromechanische Kontaktstifte – eine innovative Lösung

uwe electronic ist ihr Spezialist für gefederte Batteriekontakte

Übertragung von Strömen durch elektromechanische Kontaktstifte - eine innovative Lösung

uwe electronic – Ihr Partner bei der elektromechanischen Kontaktierung

Ein gefederter Batteriekontakt besteht aus einem Kolben, der sich in einem Zylinder bewegen lässt und durch eine interne Feder entsprechend an den gekrimpten Zylinder gedrückt wird. Der Strom darf hierbei nicht durch die Feder fließen. Er muss vom Kopf des Federkontakts über den Rand des Kolbens in die Innenseite des Zylinders fließen. Von dort geht er weiter durch diesen hindurch an die Außenseite bis zur Abkontaktierung, die z.B. am Flansch oder in der unteren Hälfte des Zylinders stattfinden kann.

Die verwendeten Materialien des Federkontaktstiftes beeinflussen den Gesamtwiderstand der Kontaktierung, aber auch die Übergangswiderstände an Zu- und Abkontaktierung sowie den Übergangswiderstand zwischen Kolben und Zylinder. Neben der Materialauswahl für die einzelnen Komponenten ergeben sich aus der Qualität des mechanischen Aufbaus und der sorgfältigen Montage die endgültigen elektrischen Eigenschaften des Kontaktstifts. Ein gleichbleibender aber möglichst niedriger Gesamtübergangswiderstand ist das Ziel. Entscheidend für einen gleichbleibenden und geringen Übergangswiderstand an dem kritischen Übergang zwischen Kolben und Zylinder ist eine über die Zeit weitgehend unveränderte und gute Kontaktierung. Unterstützt wird diese Kontaktierung durch ein gezieltes Verkanten des Kolbens innerhalb des Zylinders mit einer gezielten Vorspannung.

Mobile Geräte nehmen im Alltag einen immer höheren Stellenwert ein. Die Anzahl der einzelnen Verbraucher und die Komplexität von Soft- und Hardware wirken sich auf den Energieverbrauch der Geräte aus. Dies zieht den Wunsch nach einer für das Gerät sicheren und zuverlässigen Versorgung mit Energie aus Batterien und Akkus nach sich. Ein gefederter Batterieladekontakt erfüllt in Kombination mit anderen Komponenten diese hohen Erwartungen.

Jeder Batterieladekontakt, der häufigen Kontaktierungszyklen unterliegt, nutzt sich im Laufe der Zeit ab. Dies gilt ebenso für diskrete Schraubenfeder gleichermaßen wie für Bügelfederkontakte und der Kombination aus Stecker und Buchse. Durch diese Abnutzung erhöht sich der Übergangswiderstand und ein Teil der Energie wird in Wärme umgewandelt. Dem Gerät steht dadurch nicht die volle Batteriekapazität zur Verfügung. Daraus ergibt sich ein Widerspruch zwischen der tatsächlichen und rechnerischen Batteriespannung. Dies wirkt sich in mehrfacher Weise negativ aus.

– Die genaue Batteriespannung ist für die Restenergie-Anzeige eines Gerätes unbekannt.
– Präzise Aussagen über die Restlaufzeit in Form von Prozent oder eines Ladebalkens sind nicht möglich.
– Betriebszeit des Gerätes verkürzt sich im Vergleich zur errechneten Laufzeit.
– Ein höherer Übergangswiderstand erfordert häufigere Ladezyklen.
– Die Lebensdauer der Batterie verkürzt sich.
– Kontaktierung im Allgemeinen wird mangelhaft.

Bei der Verwendung mobiler Geräte wie Mobiltelefonen oder Notebooks ist diese Problematik zwar unangenehm, aber nicht unbedingt sicherheitsrelevant. Anders präsentiert sich die Situation bei sicherheitskritischen Anwendungen wie in der Medizintechnik oder Luft- und Raumfahrt. Bereiche, in denen eine mangelhafte Kontaktierung oder fehlerhafte Angaben zur Batteriespannung kritische Auswirkungen nach sich ziehen kann.

Eine sichere und vor allem auch höherwertige Alternative zum herkömmlichen Batterieladekontakt ist der gefederte Batteriekontakt mit seinen zahlreichen Vorteilen. Vor allem dann, wenn der Batteriekontakt nicht nur der Energieübertragung, sondern auch der Übertragung hochfrequenter Datenströme dient. In diesem Fall gewährleistet diese innovative Technologie ein hohes Maß an Sicherheit durch eine zuverlässige Übertragungsrate. Diese hohe Zuverlässigkeit ist ein Grund, warum im Leiterplattentest seit mehr als zwei Jahrzehnten Federkontaktstifte zum Einsatz kommen.

Zusätzlich zur zuverlässigen Reduzierung des ohmschen Widerstandes an den Batteriekontakten weist die Technologie der gefederten Batteriekontakte eine hohe Integrationsdichte auf. Dies ist bei den immer kleiner werdenden Batterien mit den immer geringeren Abständen zwischen den Kontakten ein wichtiges Kriterium. Im Vergleich zu herkömmlichen Batterieladekontakten benötigt ein gefederter Batteriekontakt einen wesentlich geringeren Kontaktabstand als beispielsweise Federbügelkontakte.

Ein gefederter Batteriekontakt erzielt eine ausgesprochen hohe Gesamt-Lebensdauer bei durchschnittlich einer Million Ladezyklen. Die sehr niedrigen Übergangswiderstände von durchschnittlich 3mOhm und einer Streuung von maximal 2mOhm über die gesamte Lebenszeit prädestiniert diesen Batteriekontakt für die verschiedensten Einsatzbereiche. Für die Schnittstelle einer intelligenten Ladeschalen-Anwendung, die zusätzlich zur Ladefunktion die Übertragung hochfrequenter Datenströme übernimmt, bietet sich dieser spezielle Batteriekontakt an. Als Roboterschnittsteller gewährleistet er die Stromversorgung und übernimmt die Weiterleitung von Daten. Aber auch in weniger komplexen Anwendungsgebieten wie als Batterieladekontakt bei elektrischen Zahnbürsten ist ein gefederter Batteriekontakt eine langlebige und kostengünstige Lösung.

Detailierte Produktinformationen erhalten Sie unter:
https://www.uweelectronic.de/de/prueftechnologie-kontakttechnologie/federkontaktleisten.html
https://www.uweelectronic.de/de/prueftechnologie-kontakttechnologie/batterieladekontakte/batterieladekontakte-all.html
https://www.uweelectronic.de/de/prueftechnologie-kontakttechnologie/batterieladekontakte/konfigurierbarekontaktleisten.html
https://www.uweelectronic.de/de/prueftechnologie-kontakttechnologie/batterieladekontakte/dienstleistung-sonderstecker-steckverbinder.html

Firmenbeschreibung
Die uwe electronic GmbH ist ein international tätiges Systemhaus mit Sitz in Unterhaching bei München. Unsere Kunden reichen vom mittelständischen Betrieb bis hin zu High-Tech-Konzernen in Deutschland und Zentraleuropa. Unsere Produktpalette umfasst Produkte und Lösungen aus den Bereichen Prüftechnik für Elektronik, Temperaturmanagement, Automatisierung und Elektronische Bauelemente. Unsere Kernkompetenz liegt in den Bereichen Federkontakte für das Prüfen von bestückten Leiterplatten, Steckverbinder mit gefederten Kontaktstiften und Temperaturmanagement.

Die uwe electronic GmbH ist ein international tätiges Systemhaus mit Sitz in Unterhaching bei München. Unsere Kunden reichen vom mittelständischen Betrieb bis hin zu High-Tech-Konzernen in Deutschland und Zentraleuropa. Unsere Produktpalette umfasst Produkte und Lösungen aus den Bereichen Prüftechnik für Elektronik, Temperaturmanagement, Automatisierung und Elektronische Bauelemente. Unsere Kernkompetenz liegt in den Bereichen Federkontakte für das Prüfen von bestückten Leiterplatten, Steckverbinder mit gefederten Kontaktstiften und Temperaturmanagement.

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