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Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Kontaktanordnung nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie von einem zugehörigen Kontakt nach der Gattung des Anspruchs 12.
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Einzeln händisch bestückbare Kontaktsysteme im Automotive-Bereich werden in der Regel so robust gestaltet, dass sie den mechanischen Beanspruchungen widerstehen können, die während ihrer Verarbeitung beim Konfektionär auf sie einwirken können, bis sie schlussendlich in einer Steckverbindung verbaut sind und sich dort den Anforderungen stellen müssen, die aus der Kontaktierungssituation erwachsen. Die Elemente eines Kontaktes, die unmittelbar zum elektrischen Pfad des Kontaktes gehören, sind vergleichsweise einfach gestaltet und ausgeführt. In der Regel gibt es einen einfachen Crimpbereich, in dem die Anbindung zur elektrischen Leitung erfolgt, und mindestens eine daran angeschlossene metallische Kontaktlamelle, die als Kontaktierfeder das entsprechende Kontaktgegenstück der Gegenseite (Schnittstelle) berührt und so den elektrisch leitfähigen Kontakt herstellt. Die übrigen Konturen eines realen Kontaktes erfüllen andere Aufgaben. Sie dienen dem mechanischen Schutz der Kontaktlamelle und der Stabilisierung des Kontaktes in seiner Längs- und Querausdehnung, oder sie dienen der Kraftunterstützung der Kontaktierfeder oder der Abstützung und Verrastung des Kontaktes im Steckergehäuse. Diese Konturen werden derzeit entweder aus einem einzigen Metallblech aufgebogen, aus dem auch der Crimpbereich und die Kontaktierfeder aufgebogen werden (einteilige Kontakte), oder die Konturen werden aus einzelnen aufgebogenen Blechelementen zusammengesetzt (mehrteilige Kontakte, z. B. Kontaktkörper mit Stahlüberfeder). Neben den unbestreitbaren Vorteilen solcher Kontaktsysteme liegt ihr Nachteil vor allem in dem Bauraum, den die beschriebenen zusätzlichen Konturen zwangsläufig einnehmen. So muss beispielsweise eine Kontur, die dem mechanischen Schutz der Kontaktierfeder dienen soll, diese überragen. Besteht diese Kontur aus einem elektrisch leitfähigen Material und ist sie wie bei bekannten Kontaktsystemen elektrisch mit der Kontaktierfeder verbunden, so muss auch diese Kontur gegen elektrischen Kontakt mit den Nachbarelementen geschützt werden, um elektrische Kurzschlüsse im Stecksystem zu vermeiden. Dies wird durch einen hinreichend großen Abstand der Kontaktsysteme von einander oder/und durch Trennwände aus elektrisch nicht leitendem Material erreicht.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in der konstruktiven Gestaltung einer einzeln händisch bestückbaren elektrischen Kontaktanordnung, die hinsichtlich des Bauraumes für das Kontaktelement und für die elektrische Isolation zwischen Nachbarkontakten auf ein Minimum reduziert ist.
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Vorteile der Erfindung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Kontaktanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch einen zugehörigen Kontakt mit den Merkmalen von Anspruch 12.
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Erfindungsgemäß ist die offene Gehäuseseite der Kontakte jeweils durch die geschlossene Gehäusewand des anliegenden Nachbarkontaktes gegenüber mechanischen Beschädigungen geschützt und gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert. Durch das Fehlen von metallischen Schutzkonturen können die Kontakte mit ihren filigranen Kontaktelementen näher an ihre jeweiligen Nachbarkontakte gerückt werden. Durch diese Anordnung kann der Bauraum auf das Mindestmaß für die sichere elektrische Kontaktierung und für die elektrische Isolierung der Kontaktelemente reduziert werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Trennwandstärken zwischen den Kontaktelementen auf ein Maß reduziert werden kann, das lediglich unter dem Aspekt des elektrischen Isolationsvermögens festgelegt wird und nicht mehr auch unter dem Aspekt der Herstellbarkeit, wie z. B. der Spritzbarkeit eines Kontaktträgers aus Kunststoff.
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Das elektrisch isolierende Kontaktgehäuse ist als einseitig offene Schalenkonstruktion aus z. B. Kunststoff ausgeführt, in die das metallische Kontaktelement von einer Seite her eingelegt werden kann. Im Falle eines Direktkontaktes sollten zumindest die Spitze des eingelegten Kontaktelementes, seine Rückseite und eine Seite vollständig mechanisch geschützt und gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert sein. Der Anschlussbereich des Kontaktelementes zur elektrischen. Leitung sollte in dem Kontaktgehäuse so fixiert sein, dass das Kontaktelement und das Kontaktgehäuse zu einer mechanisch belastbaren Verbindung vereinigt sind. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass das an die elektrische Leitung angeschlagene oder angeschweißte Kontaktelement mit seinem Anschlussbereich in eine entsprechend gestaltete, schmale Aufnahmenut des Kontaktgehäuses eingelegt und dort durch Niederschmelzen von Kontaktgehäusematerial heiß verstemmt wird. Der federnde Kontaktbereich des Kontaktelementes bleibt weiterhin innerhalb des Kontaktgehäuses entsprechend auslenkbar.
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Vorzugsweise sind die aneinander anliegenden Kontakte jeweils paarweise miteinander steckverbunden oder verrastet, um so einen zusammengesetzten Kontaktverbund (z. B. einen Kontaktträger eines Steckers) auszubilden, in welchem die Kontaktelemente jeweils durch den Nachbarkontakt gegenseitig geschützt sind.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1a–1e ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontakts in vier unterschiedlichen Seitenansichten (1a–1d) und in einer Rückansicht gemäß Ie-Ie in 1a;
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2 die Kontaktierung zwischen dem Kontakt von 1 und einem Gegenkontakt;
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3 eine erfindungsgemäße elektrische Kontaktanordnung mit mehreren, in einer Reihe aneinander anliegenden Kontakten von 1 in einer teilweise aufgebrochenen Vorderansicht;
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4 ein Steckergehäuse mit einer Stecköffnung, in welche die in 3 gezeigten, aneinander anliegenden Kontakte eingesteckt sind;
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5a–5e ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontakts in vier unterschiedlichen Seitenansichten (5a–5d) und in einer Rückansicht gemäß Ve-Ve in 5a;
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6 die Kontaktierung zwischen dem Kontakt von 5 und einem Gegenkontakt; und
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7 eine erfindungsgemäße elektrische Kontaktanordnung mit mehreren, in einer Reihe aneinander anliegenden Kontakten von 5 in einer Vorderansicht.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Der in 1 gezeigte Kontakt 1 weist ein metallisches Kontaktelement 2 mit einem vorderseitigen Kontaktabschnitt 3 und einem rückseitigen Anschlussabschnitt 4, ein elektrisch isolierendes Kontaktgehäuse 5, in dem das Kontaktelement 2 aufgenommen ist, sowie eine elektrische Leitung 6 auf, die mit dem Anschlussabschnitt 4 des Kontaktelements 2 elektrisch leitend verbunden ist.
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Das Kontaktgehäuse 5 hat einen rechteckigen Querschnitt mit vier Gehäuseseiten 5a–5d und mit abgerundeten Kanten und kann beispielsweise aus elektrisch isolierendem Kunststoff gebildet sein. Die geschlossene Gehäusevorderseite ist mit 5e und die Gehäuserückseite mit 5f bezeichnet. Das Kontaktelement 2 ist in einer zu der Gehäuseseite 5a hin offenen Aussparung 7 des Kontaktgehäuses 5 angeordnet, während die der offenen Gehäuseseite 5a gegenüberliegende parallele Gehäuseseite 5c durch eine geschlossene Gehäusewand gebildet ist.
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Das als Kontaktierfeder ausgebildete Kontaktelement 2 ist mit seinem rückseitigen Anschlussabschnitt 4 passgenau in eine Aufnahmenut 8 der Aussparung 7 eingelegt und darin zwischen einem Paar heiß niedergestemmter Schmelzstellen (Schmelzwarzen) 9 des Kontaktgehäuses 5 dauerhaft lagefixiert. Dadurch sind das Kontaktelement 2 und das Kontaktgehäuse 5 zu einer mechanisch belastbaren Verbindung vereinigt. Das Kontaktelement 2 ist bündig oder nahezu bündig mit der offenen Gehäuseseite 5a angeordnet.
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Das Kabelende 10 der Leitung 6 ist in eine auch zur Gehäuserückseite 5f hin offene, schmale Aufnahmenut 11 der Aussparung 7 passgenau eingelegt und darin zwischen einem Paar heiß niedergestemmter Schmelzstellen (Schmelzwarzen) 12 des Kontaktgehäuses 5 dauerhaft lagefixiert. Die Leitungsdrähte 13 des abisolierten Kabelendes 10 sind in dem zwischen den beiden Schmelzstellenpaaren 9, 12 befindlichen Bereich der Aussparung 7 an dem Anschlussabschnitt 4 angeschlagen, angeschweißt oder angelötet, wie bei 14 angedeutet ist.
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Der vorderseitige Kontaktabschnitt 3 des Kontaktelements 2 ist als federnde Kontaktzunge ausgebildet, die mit einer Kontaktkuppe 15 über die Gehäuseseite 5d nach außen vorsteht und innerhalb der Aussparung 7 nach innen, also in Richtung auf die gegenüberliegende Gehäuseseite 5b, auslenkbar ist. Das freie Ende 16 des Kontaktabschnitts 2a liegt dabei unter Vorspannung innen an der Gehäuseseite 5d an.
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Durch die beiden geschlossenen Gehäuseseiten 5b, 5c und die geschlossene Gehäuserückseite 5f ist das von der geöffneten Gehäuseseite 5a. her in das Kontaktgehäuse 5 eingelegte Kontaktelement 2 vorderseitig sowie an zwei Seiten vollständig mechanisch geschützt und gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert.
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2 zeigt die Kontaktierung zwischen dem Kontakt 1 und einem als Leiterplattenpad ausgebildeten Gegenkontakt 20 einer Leiterplatte 21. Der Kontakt 1 wird mit seiner Kontaktkuppe 15 in Pfeilrichtung 22 auf den Gegenkontakt 20 abgesenkt, wodurch der federnde Kontaktabschnitt 3 nach innen ausgelenkt wird und die Kontaktkuppe 15 mit ihrer Vorspannung an dem Gegenkontakt 20 anliegt. Durch die Vorspannung wird die Kontaktkraft (Normalkraft) zwischen den beiden Kontaktpartnern 3, 20 dauerhaft aufrechterhalten.
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3 zeigt eine elektrische Kontaktanordnung 30 mit mehreren in einer Reihe nebeneinander angeordneten, jeweils Gehäuseseite an Gehäuseseite aneinander anliegenden baugleichen Kontakten 1, wobei die offene Gehäuseseite 5a der Kontakte 1 jeweils an der geschlossenen Gehäuseseite bzw. Gehäusewand 5c des Nachbarkontakts 1 anliegt und dadurch geschlossen ist. Die offene Gehäuseseite 5a der Kontakte 1 ist somit jeweils durch die geschlossene Gehäusewand 5c des anliegenden Nachbarkontaktes gegenüber mechanischen Beschädigungen geschützt und gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert. Da die Kontaktelemente 2 in ihrem jeweiligen Kontaktgehäuse 5 jeweils bündig oder nahezu bündig mit der offenen Gehäuseseite 5a angeordnet sind, weisen die Kontaktgehäuse 5 jeweils nur auf einer der beiden Seiten des Kontaktelements 2 eine Gehäusewandstärke A auf. Durch diese Kontaktanordnung 30 ist der Abstand zwischen den Kontaktelementen 2 zweier aneinander anliegender Nachbarkontakte 1 auf das Mindestmaß B für die sichere elektrische Kontaktierung und elektrische Isolierung der Kontaktelemente 2 reduziert. Die aneinander anliegenden Kontaktgehäuse 5 können jeweils paarweise miteinander steckverbunden oder verrastet sein, um so einen zusammengesetzten Kontaktverbund (z. B. einen Kontaktträger eines Steckers) auszubilden, in welchem die Kontaktelemente 2 jeweils durch den Nachbarkontakt gegenseitig geschützt sind.
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In 4 ist ein Steckergehäuse 40 mit einer Stecköffnung 41 für die in 3 gezeigten, aneinander anliegenden acht Kontakte 1 gezeigt. Die Kontakte 1 sind entweder gemeinsam als Kontaktverbund („en bloc”) oder einzeln in die Stecköffnung 41 eingesteckt und liegen jeweils offene Gehäuseseite 5a an geschlossene Gehäuseseite 5c aneinander an. Auf beiden Längsseiten der Stecköffnung 41 weist das Steckgehäuse 40 für jeden eingesteckten Kontakt 1 Zentriervorsprünge 42, 43 auf, die in die Stecköffnung 40 hineinragen und die eingesteckten Kontakte 1 innerhalb der Stecköffnung 41 zentrieren und gegen Querverschiebungen sichern. Die eingesteckten Kontakte 1 können mittels eines Kontaktkammerhakens (nicht gezeigt), der in die Stecköffnung 40 hineinragt und einen Hinterschnitt 17 (1) des Kontaktgehäuses 5 in Steckrichtung hintergreift, im Steckergehäuse 40 verrastet sein.
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Vom Kontakt der 1 unterscheidet sich der in 5 gezeigte Kontakt 1' lediglich dadurch, dass hier der Kontaktabschnitt 3 als vorderseitig offene Kontaktbuchse mit zwei einander zugewandten Kontaktzungen 51 ausgebildet ist, dass der Anschlussabschnitt 4 mit den Leitungsdrähten 13 des abisolierten Kabelendes 10 bei 52 vercrimpt ist und dass das Kontaktgehäuse 5 in der Gehäusevorderseite 5e eine vorderseitige Öffnung 53 und keine abgerundeten Außenkanten aufweist.
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6 zeigt die Kontaktierung zwischen dem Kontakt 1' und einem als Kontaktmesser (Pin) ausgebildeten Gegenkontakt 20', der durch die Öffnung 53 in das Kontaktgehäuse 5 bis zur klemmenden Anlage zwischen die beiden Kontaktzungen 51 eingeführt ist.
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7 zeigt schließlich die zugehörige elektrische Kontaktanordnung 30' mit mehreren in einer Reihe nebeneinander angeordneten, jeweils Gehäuseseite an Gehäuseseite aneinander anliegenden Kontakten 1', wobei die offene Gehäuseseite 5a der Kontakte 1 jeweils an der geschlossenen Gehäuseseite bzw. Gehäusewand 5c des Nachbarkontakts 1' anliegt und dadurch geschlossen ist.
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Statt bündig oder nahezu bündig können die Kontaktelemente 2 der Kontakte 1, 1' auch gegenüber der offenen Gehäuseseite 5a um weniger als die Wandstärke A der geschlossenen Gehäuseseite 5c rückversetzt angeordnet sein. In diesem Fall ergibt sich – im Vergleich zu einer elektrischen Kontaktanordnung aus Kontakten, deren Kontaktgehäuse jeweils zwei geschlossene Gehäusewände mit Gehäusewandstärke A aufweisen – eine Reduzierung des Abstands B zwischen den Kontaktelementen 2 zweier aneinander anliegender Nachbarkontakte 1, 1'.
