DE10160871A1 - Elektrisches Kontaktelement - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement (1) zur Kontaktierung eines Kontaktstifts (4), welches als geschlossenes, ebenes, ringförmiges Element ausgebildet ist; mindestens eine nach innen gerichtete deformierbare Haltenase (2) aufweist und aus einem Stück gefertigt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement.
• Bei der elektrischen Kontaktierung, insbesondere von Relais und Sicherungen im Kraftfahrzeug, wie beispielsweise in Sicherungsboxen, besteht das Problem, auf engem Raum mehrere elektrische Kontaktierungspunkte bereitzustellen, welche sehr strenge Vorgaben bezüglich der zu erreichenden Einsteck- und Ausziehkräfte sowie den Übergangswiderständen mit hoher Reproduzierbarkeit bei gleichzeitiger Kostenreduzierung erfüllen müssen.
• Bislang wird üblicherweise zur elektrischen Kontaktierung von Relais und Sicherungen im Kraftfahrzeug, wie z. B. in einer Sicherungsbox, ein Stanzgitter aus leitendem Blech eingesetzt. Hierbei werden die stanzgitterseitigen Kontaktierungen entweder durch einen separat eingebrachten Kontakt (Verbindung durch Löten, Schweißen mit den Leiterbahnen) oder aber durch eine Schneid-Klemm-Verbindung, bei welcher der Kontakt aus der Stanzgitterebene herausgebogen wird, hergestellt.
• Die enge räumliche Anordnung der vier bis fünf Relaiskontakte auf einer Fläche von in etwa 22 × 18 mm sowie ihre geometrischen Randbedingungen (Größe, Federweg) lassen eine Ausführung der Relaiskontaktierung in einer Stanzgitterebene nach bisher bekanntem Vorgehen in der Regel nicht zu.
• Das Problem der räumlichen Beschränkung wird vielmehr dadurch umgangen, dass das Stanzgitter für jedes Relais aus mehreren Einzelteilen und vor allem in mehreren Ebenen hergestellt werden muss (Mehrlagigkeit). Ursache dieser Vorgehensweise ist die Randbedingung, dass bei der Herstellung des Stanzgitters für ein Relais/eine Sicherung jeweils die entsprechende Abwicklung ohne gegenseitige Berührungen und Kollisionen möglich sein muss.
• Die Tatsache, dass ein Stanzgitter für die Kontaktierung eines Relais aus mehreren Einzelteilen und insbesondere in mehreren Ebenen gefertigt werden muss, stellt in Bezug auf den benötigten Bauraum den Aufwand und die Kosten im Fertigungsprozess eine suboptimale Lösung dar.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Kontaktelement, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung von Relais und Sicherungen im Kraftfahrzeug, bereitzustellen, welche die strengen Vorgaben bezüglich der zu erreichenden Einsteck- und Ausziehkräfte sowie den Übergangswiderständen mit hoher Reproduzierbarkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Zahl der zu handhabenden Einzelteile, unter der Reduzierung des benötigten Bauraumes, insbesondere durch ein einlagiges Stanzgitter und unter der Reduzierung des Aufwandes und der Kosten im Fertigungsprozess erfüllt.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 definierte elektrische Kontaktelement gelöst.
• Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, geeignete Geometrien für die Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung zu generieren.
• In der vorliegenden Erfindung wird das eingangs erwähnte Problem dadurch gelöst, dass eine ringförmige, geschlossene, ebene Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung mindestens eine nach innen gerichtete deformierbare Haltenase aufweist und aus einem Stück gefertigt ist.
• In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Erfindungsgegenstandes.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung, die insbesondere auch als Pinhalterung bezeichnet werden kann, genau drei nach innen gerichtete deformierbare Haltenasen auf.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Haltenase und/oder die Schenkel an denen sie befestigt sind im wesentlichen elastisch deformierbar.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat die Pinhalterung im wesentlichen eine ovale oder halbkreisförmige Grundform.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Öffnung in der Pinhalterung Abmessungen auf, die deutlich größer sind als die Außenabmessungen eines Pins, insbesondere zum Ausgleich von Toleranzen der Abmessungen eines Pins und/oder der Lage mehrerer Pins zueinander.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mehrere oder alle Pinhalterungen zur Kontaktierung einer Einheit mit mehreren Pins, wie insbesondere eines Relais, in einer Ebene angeordnet.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt die elektrische Kontaktierung über die Haltenase(n) und/oder die Schenkel an denen sie befestigt sind, und/oder weist die Kontaktierung einen definierten reproduzierbaren Übergangswiderstand auf.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Pinhalterung (ovale Grundform) aus drei Richtungen mit ungebogenen Haltenasen gemäß einer ersten Ausführungsform;
• Fig. 2 eine Pinhalterung (ovale Grundform) aus drei Richtungen mit gebogenen Haltenase (bei Klemmkontaktierung) gemäß einer ersten Ausführungsform;
• Fig. 3 eine Pinhalterung (halbkreisförmige Grundform) aus drei Richtungen mit ungebogenen Haltenasen gemäß einer zweiten Ausführungsform;
• Fig. 4 eine Pinhalterung (halbkreisförmige Grundform) aus drei Richtungen mit gebogenen Haltenasen (bei Klemmkontaktierung) gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
• Fig. 5 schematische Darstellung eines Relais mit mehreren durch die Pinhalterung gemäß der zweiten Ausführungsform kontaktierten Pins (von unten).
• In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche und funktionsgleiche Bestandteile.
• Fig. 1 zeigt eine Pinhalterung aus drei Richtungen als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• In Fig. 1 ist eine Pinhalterung 1 in ovaler Grundform dargestellt, deren Haltenasen 2 im ungebogenen Zustand nach innen gerichtet sind. Die Pinhalterung 1 ist ein gestanztes, ebenes, ringförmiges Blechteil, wobei die Abmessung der Öffnung größer, insbesondere deutlich größer, als der zu kontaktierende Pin 4 ausfällt. Die Pinhalterung 1 ist über eine Leiterbahn 7, insbesondere eines Stanzgitters 6, mit anderen elektrischen Bauelementen beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verbunden.
• Fig. 2 zeigt die Pinhalterung 1 (in ovaler Grundform) mit gebogenen Haltenasen 3 bei eingeführtem Pin 4. Die Steck- wie auch Haltekräfte entstehen durch eine Klemmwirkung zwischen den drei geometrisch definiert gebogenen Haltenasen 3 mit zugehörigem Einführtrichter (zum Toleranzausgleich). Die im wesentlich elastisch deformierbaren Haltenasen 3 bilden im gebogenen Zustand bzw. beim Einsteckvorgang eines Pins 4 einen Einführtrichter. Der Pin 4 wird sicher, elektrisch kontaktiert und dem Übergangswiderstand zwischen Pin 4 und Pinhalterung 1 kann ein definierter, reproduzierbarer Wert zugeordnet werden. Die Einsteck- bzw. Ausziehkräfte beim Einführen bzw. Herausziehen des Pins 4 aus der Pinhalterung 1 können ebenfalls einem definierten reproduzierbaren Wert zugeordnet werden. Die Steck- wie auch die Haltekräfte hängen sowohl vom gewählten Spaltmaß zwischen den Kontaktnasen 2, 3 wie auch von den Abmessungen des zu kontaktierenden Pins 4 ab.
• Fig. 3 und Fig. 4 stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei die Pinhalterung 1 jedoch eine halbkreisförmige Grundform zur Aufnahme, insbesondere anders dimensionierter Pins 4 aufweist.
• Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Zusammenbaus von einem Relais-Stanzgitter bei dem mehrere Kontaktierungspunkte auftreten. In der schematischen Darstellung wird aus Gründen der Übersichtlichkeit ein das Stanzgitter 6 stützender Kunststoffkörper nicht gezeigt, der die Strukturfestigkeit, insbesondere bei einer Sicherungsbox, gewährleistet. Die Ausführung eines Stanzgitters 6 für ein Relais 5 ist so gewählt, dass Toleranzen im Relais 5 (Positionstoleranzen der Pins 4) sowie Ungenauigkeiten im Stanzgitter 6 durch eine gewollte Beweglichkeit des pro Pin 4 zugeordneten Kontaktbereiches ausgeglichen wird. Dadurch wird eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse (Steck- und Haltekräfte, Übergangswiderstände) sichergestellt. Eine flexible (elastisch deformierbare) Anbindung der Kontaktbereiche lässt den Ausgleich von Toleranzen im Relais 5 und im Stanzgitter 6 zu.

Claims (13)

1. Elektrisches Kontaktelement (1) zur Kontaktierung eines Kontaktstifts (4),
welches als geschlossenes, ebenes, ringförmiges Element ausgebildet ist;
mindestens eine nach innen gerichtete deformierbare Haltenase (2) aufweist; und
aus einem Stück gefertigt ist.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1) drei nach innen gerichtete deformierbare Haltenasen (2) aufweist.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1) zwei Haltenasen (2) an einer langen Seite (8) des Kontaktelementes und eine Haltenase (2) mittig zwischen den zwei Haltenasen (2) an der gegenüberliegenden langen Seite (8) des Kontaktelements aufweist.

4. Kontaktelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltenasen (2) im wesentlichen elastisch deformierbar sind.

5. Kontaktelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1) im wesentlichen eine ovale Grundform aufweist.

6. Kontaktelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1) im wesentlichen eine halbkreisförmige Grundform aufweist.

7. Kontaktelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Öffnung in dem Kontaktelement (1) deutlich größer sind als die Außenabmessungen des Kontaktstifts (4).

8. Verwendung eines Kontaktelements nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung über die Haltenasen (2) und/oder die seitlichen Schenkel (8) des Kontaktbereiches, an welchen die Kontaktnasen (2) befestigt sind, erstellt wird.

9. Kontaktelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1) ein Stanzteil ist.

10. Anordnung mehrerer Kontaktelemente nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontaktierung eines Bauteils mit mehreren Kontaktstiften (4) die Kontaktelemente (1) in einer Ebene, insbesondere in Form eines Stanzgitters (6), angeordnet sind.

11. Verwendung eines Kontaktelements nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche zur Kontaktierung von Sicherungen und/oder Relais (5).

12. Verwendung eines Kontaktelements nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.

13. Verwendung eines Kontaktelements nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche in einem Bordnetzsteuergerät für ein Fahrzeug.