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Die
Erfindung betrifft eine Flachsteckbuchse für ein Kraftfahrzeug, ausgebildet
durch einen Metallstreifen, der zu einem im wesentlichen rechteckförmigen Rahmen
geformt ist, wobei an den Rahmen Kontaktstifte zur Verbindung des
Rahmens mit einem Schaltungsträger
sowie Kontaktfedern zur Kontaktierung eines Flachsteckers einstückig angeformt
sind. Die Erfindung betrifft des weiteren eine Anordnung mit mindestens
einer solchen Flachsteckbuchse auf einem Schaltungsträger.
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Flachsteckbuchsen
werden in Kraftfahrzeugen zur Kontaktierung elektrischer Bauteile
verwendet, die Flachstecker als Anschlußelemente aufweisen, wie beispielsweise
Sicherungen und elektromechanische oder elektronische Relais.
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Aus
der
DE 103 51 540
B3 ist eine Flachsteckbuchse mit einem Buchsenschacht zur
elektrisch kontaktierenden Aufnahme eines Flachsteckers bekannt.
Der Buchsenschacht weist zumindest eine, an einer Breitseite des
Buchsenschachts kammartig angeordnete Schar von Kontaktstegen auf, die
im wesentlichen parallel sind und in Steckrichtung verlaufen. Dabei
sind die Kontaktstege zur Mitte des Buchsenschachts hin gebogen.
Die Flachsteckbuchse zeichnet sich dadurch aus, daß der zur
Schachtmitte gebogene Abschnitt der Kontaktstege im Bereich der
Kontaktzone mit dem Flachstecker mehr als einen Scheitelpunkt aufweist.
Da sich die Kontaktfedern hierbei parallel zu Steckrichtung erstrecken
und dabei an wenigstens zwei Kontaktierungsstellen einen ausreichend
hohen Kontaktdruck auf den Flachstecker ausüben sollen, sind die Kontaktfedern
jeweils an beiden Endabschnitten abstützend mit dem rahmenförmigen Buchsenschacht
verbunden.
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Hierbei
ist nachteilig, daß die
Flachsteckbuchse eine relativ aufwendige Formgebung und eine relativ
große
Bauhöhe
aufweist. Hierdurch wird der Platzbedarf für die zu kontaktierenden elektrischen
Bauelemente und damit auch für
das die Flachsteckbuchsen aufweisende Gerät selbst, unverhältnismäßig groß. Dies
ist bei dem bekanntermaßen knapp
bemessenen Bauraum in Kraftfahrzeugen besonders problematisch.
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Es
stellte sich daher die Aufgabe, eine Flachsteckbuchse für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet,
besonders kostengünstig
herstellbar ist und eine besonders geringe Bauhöhe aufweist. Darüber hinaus sollen
elektrische Bauelemente bei geringem Platzbedarf elektrisch besonders
sicher kontaktierbar sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß jeweils
ein freier Endabschnitt jeder Kontaktfeder in das Innere des Rahmens
abgewinkelt ist.
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Der
Grundkörper
der erfindungsgemäßen Flachsteckbuchse
besteht aus einem im wesentlichen rechteckförmig gebogenen Rahmen, der
eine relativ geringe Höhe
aufweisen kann. An seinem unteren Randbereich weist der Rahmen angeformte Kontaktstifte
auf, mittels derer die Flachsteckbuchse mechanisch und elektrisch
mit einem Schaltungsträger
verbindbar ist. Diese Kontaktstifte können als einfache Lötstifte
ausgeführt
sein. Besonders vorteilhaft ist es, die Kontaktstifte als Einpreßstifte
auszubilden, die lötfrei
mit dem Schaltungsträger
verbindbar sind.
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An
seinem oberen Randbereich weist der Rahmen angeformte Kontaktfedern
auf, die um ungefähr
180° abgebogen
sind, wodurch sich freie Endabschnitte der Kontaktfedern bis in
den durch den Rahmen umschlossenen Raum erstrecken.
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Aufgrund
der Abwinklung der Kontaktfedern in das Innere des Rahmens ist die
gesamte Bauhöhe der
Flachsteckbuchse relativ gering. Vorteilhaft daran ist, daß damit
auch der Kontaktierungsbereich zwischen den Kontaktfedern und dem
einzufügenden Flachstecker
im Innenraum des Rahmens relativ nah an der Oberfläche des
Schaltungsträgers
liegt, so daß der
zu kontaktierende Flachstecker dicht an den Schaltungsträger herangeführt werden
kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Schaltungsträger unterhalb der Flachsteckbuchse
eine Ausnehmung aufweist, so daß gegebenenfalls
lang ausgebildete Flachstecker den Schaltungsträger durchgreifen können. Darüber hinaus
kann durch lange Flachstecker so auch eine Stromverteilung auf mehrere übereinander
angeordnete Schaltungsträger
realisiert werden.
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Ebenfalls
besonders vorteilhaft ist es, wenn die Flachsteckbuchse eine Vielzahl
von Kontaktfedern aufweist, die vorzugsweise, paarweise oder verschränkt, einander
gegenüberliegend
angeordnet sind. Durch eine größere Anzahl
von Kontaktfedern verstärkt
sich entsprechend die Haltekraft auf einen eingefügten Flachstecker,
so daß eine
besonders sichere mechanische Befestigung des Flachsteckers erreichbar
ist. Auch verringert sich mit der Anzahl der Kontaktfedern der elektrische Übergangswiderstand zum Flachstecker,
während
sich gleichzeitig die Stromtragfähigkeit
der elektrischen Verbindung entsprechend erhöht.
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Ebenfalls
aus den Gründen
einer besonders sicheren mechanischen und elektrischen Verbindung,
ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von Kontaktstiften an der Unterseite
des Rahmens der Flachsteckbuchse anzuformen. Bei der Ausführung einer
Flachsteckbuchse kann die Anzahl der vorzusehenden Kontaktfedern
und Kontaktstifte selbstverständlich an
die jeweiligen elektrischen und mechanischen Erfordernisse angepaßt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführt.
Eine erfindungsgemäße Flachsteckbuchse
sowie Anordnungen mit Flachsteckbuchsen auf einem Schaltungsträger sind
in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Draufsicht auf eine Flachsteckbuchse,
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2 eine
Draufsicht auf die Unterseite einer Flachsteckbuchse,
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3 eine
erste Anordnung mit Flachsteckbuchsen auf einem Schaltungsträger,
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4 ein
zweite Anordnung mit Flachsteckbuchsen auf einem Schaltungsträger,
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5 ein
mit einer Flachsteckbuchse und einem bekannten Einpreßstift mit
Messerkontakten kontaktiertes Bauelement.
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Die 1 zeigt
eine Flachsteckbuchse (1), die als einstückiges Stanzbiegeteil
ausgeführt
ist und einen etwa rechteckförmig
gebogenen Rahmen (2) aufweist. Vom oberen Randbereich des
Rahmens (2) erstrecken sich sechs angeformte Kontaktfedern
(4), deren freie Endabschnitte (7) um etwa 180° in das Innere
des Rahmens (2) abgebogen sind. Hierbei sind die Kontaktfedern
(4) einander paarweise gegenüberstehend an den beiden Längsseiten
des Rahmens (2) angeordnet. Die Endabschnitte des umgebogenen
Metallstreifens, der den Rahmen (2) bildet, sind formschlüssig miteinander
verbunden, so daß ein
Aufspreizen des Rahmens (2) durch die auf einen eingefügten Flachstecker
wirkenden Federkräfte ausgeschlossen
ist. Die formschlüssige
Verbindung (6) ist hier durch zwei ineinandergefügte hakenförmige Endabschnitte
des Rahmens (2) gebildet. Die Flachsteckbuchse (1)
kann auf kostengünstige
Weise in nur drei Arbeitsschritten, und zwar erstens Ausstanzen
des Metallprofils aus einem Metallblech, zweitens Abbiegen der Kontaktfedern
(4) und drittens Biegen des Rahmens (2), gefertigt
werden.
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Wie
die 2 verdeutlicht, laufen die Endabschnitte (7)
der einander gegenüberstehenden Kontaktfedern
(4) leicht aufeinander zu, wodurch eine sichere Kontaktierung
eines einzufügenden Flachsteckers
gewährleistet
ist. Weiterhin ist erkennbar, daß an der Unterseite des Rahmens
(2) insgesamt sieben federnde Einpreßstifte (3) angeformt sind,
mittels derer die Flachsteckbuchse (1) lötfrei mit einem
Schaltungsträger
verbindbar ist. An der Unterseite des Rahmens (2) befinden
sich zudem mehrere Abstandshalter (5), die den Abstand
zwischen der Flachsteckbuchse (1) und dem Schaltungsträger vorgeben,
so daß eine
optimale elektrische und mechanische Verbindung zwischen den federnden
Einpreßstiften
(3) und dem Schaltungsträger erzielt wird.
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Die 3 zeigt
eine Anordnung von mehreren Flachsteckbuchsen (1) auf einem
Schaltungsträger
(8), der hier beispielhaft durch eine Leiterplatte gebildet
ist. Alternativ kann als Schaltungsträger auch ein metallenes Stanzgitter
vorgesehen sein.
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Die
Flachsteckbuchsen (1) sind mit ihren federnden Einpreßstiften
(3) in Kontaktierungsbohrungen eingesetzt und über diese
mit den Leiterbahnen der Leiterplatte (8) lötfrei verbunden.
Die Flachsteckbuchsen (1) kontaktieren hier elektrische
Sicherungen, welche Flachstecker (9) als Anschlußelemente aufweisen.
Jeweils einer dieser Flachstecker (9) ist in eine der Flachsteckbuchsen
(1) eingesetzt und wird über die Kontaktfedern (4)
der Flachsteckbuchse (1) gehalten und elektrisch kontaktiert.
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Als
ein anderes kontaktierbares elektrisches Bauelement ist in der 4 ein
Relais (11) dargestellt, welches ebenfalls mehrere Flachstecker
(9a, 9b, 9c) als Anschlußelemente
aufweist. Die 4 zeigt dabei einen Flachstecker
(9a), der nicht nur in eine Flachsteckbuchse (1)
eingesetzt ist, sondern darüber
hinaus den Schaltungsträger
(8) vollständig durchgreift.
Hierzu ist unterhalb der Flachsteckbuchse (1) eine schlitzförmige Ausnehmung
(hier nicht als Detail erkennbar) in den Schaltungsträger (8)
eingebracht, durch die der Flachstecker (9a) des Relais (11)
hindurchgesteckt ist.
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Vorteilhaft
hierbei ist, daß das
Gehäuse
des elektrischen Bauelements (11) dadurch sehr nahe an der
Flachsteckbuchse (1) und damit auch nahe am Schaltungsträger (8)
angeordnet sein kann, wodurch die Bauhöhe des gesamten Gerätes durch
das elektrische Bauelement (11) zumindest nicht unnötig vergrößert wird.
Da die Bauhöhe
in vielen Fällen,
etwa bei Sicherungskästen
oder Relaisboxen, besonders durch die steckbaren elektrischen Bauelemente
(10, 11) bestimmt wird, wird so der Aufbau von
besonders flachbauenden Geräten
möglich.
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Dies
sei anhand der 5 weiter verdeutlicht. 5 zeigt
eine elektrische Sicherung (10), bei der ein erster ihrer
Flachstecker (9a')
mit einer erfindungsgemäßen Flachsteckbuchse
(1) kontaktiert ist und zum Vergleich ein zweiter Flachstecker
(9b') mit einem
Messerkontakt (12) nach dem Stand der Technik verbunden
ist.
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Sowohl
die Flachsteckbuchse (1) als auch der Messerkontakt (12)
besitzen Einpreßstifte
(3, 3') zur
mechanischen und elektrischen Anbindung an einen nichtdargestellten
Schaltungsträger.
Der Messerkontakt (12) weist außerdem zwei federnde Kontaktarme
(13) auf, die, um den für
eine gute elektrische Verbindung erforderlichen Kontaktdruck aufzubauen,
relativ lang ausgeführt
sind. Da sich die Kontaktarme (13) zudem parallel zur Steckrichtung
des Flachsteckers (9b) erstrecken, ergibt sich so eine
Anschlußstelle,
die recht hoch über
dem den Messerkontakt (12) haltenden Schaltungsträger liegt.
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Um
diesen relativ lang ausgebildeten Messerkontakt (12) stabil
und lagerichtig zu positionieren, ist dieser üblicherweise in einer nichtdargestellten kammerförmigen Aufnahme,
die beispielsweise als Gehäusekammer
ausgeführt
sein kann, angeordnet. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Verwendung der Flachsteckbuchse
(1) eine Anordnung und Kontaktierung des elektrischen Bauelements
(10) relativ nah am Schaltungsträger. Vorteilhafterweise ist
eine aufwendige Stabilisierung der Flachsteckbuchse (1) durch
eine Gehäusekammer
hierbei nicht erforderlich Der Vergleich der Flachsteckbuchse (1)
mit dem Messerkontakt (12) zeigt außerdem, daß die Flachsteckbuchse (1)
den ersten Flachstecker (9a')
hier mit sechs Kontaktfedern (4), und damit im Verglich
zu den zwei Kontaktstellen des Messerkontakts (12), recht
großflächig kontaktiert.
Hierdurch können
auch hohe Ströme
bei einem sehr geringen Übergangswiderstand übertragen
werden, was bei Bauelementen wie Sicherungen oder Relais besonders
vorteilhaft ist. Zu diesem Vorteil trägt auch die im Vergleich recht hohe
Anzahl von sieben Kontaktstiften (3) an der Flachsteckbuchse
(1), gegenüber
bis zu drei Kontaktstiften (3') am Messerkontakt (12),
bei, durch die der Stromfluß auf
den Schaltungsträger übertragen wird.
Vergleichbare elektrische Eigenschaften ließen sich mit herkömmlicher
Technik allenfalls mit mehreren nebeneinander angeordneten Messerkontakten (12)
erreichen.
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Im
Vergleich stellt die Flachsteckbuchse (1) zudem, bedingt
durch ihre relativ große
Zahl von Kontaktstiften (3) und ihre relativ große Grundfläche, eine
besonders feste und kippsichere Verbindung zum Schaltungsträger her.
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- 1
- Flachsteckbuchse
- 2
- Rahmen
- 3,
3'
- Kontaktstifte
(federnde Einpreßstifte)
- 4
- Kontaktfedern
- 5
- Abstandshalter
- 6
- formschlüssige Verbindung
- 7
- Endabschnitte
(der Kontaktfedern)
- 8
- Schaltungsträger
- 9,
9a, 9b, 9c, 9a',
9b'
- Flachstecker
- 10
- Bauelement
(Sicherung)
- 11
- Bauelement
(Relais)
- 12
- Messerkontakt
- 13
- Kontaktarme
(am Messerkontakt)