DE102015221859A1

DE102015221859A1 - Kontaktierungspin aus Kupferdraht

Info

Publication number: DE102015221859A1
Application number: DE102015221859.7A
Authority: DE
Inventors: David Silva; Olaf Lämmle
Original assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Current assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-05-12
Also published as: CN107078443A; WO2016071498A1; US20170251522A1; EP3216093A1

Abstract

Sperrkreis (1) zum Anschluss zwischen einem elektronischen Gerät und einer Heckscheibenheizung eines Fahrzeuges, aufweisend ein Gehäuse (2) mit Anschlusssteckern (3, 4), die jeweils einen Kontaktpartner (7) aufweisen, wobei innerhalb des Gehäuses (2) zumindest eine Spule (8) angeordnet und die Spule (8) mit den Kontaktpartnern (7) elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) aus Kupfer oder Messing gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sperrkreis zum Anschluss zwischen einem elektronischen Gerät und einer Heckscheibenheizung eines Fahrzeuges, aufweisend ein Gehäuse mit Anschlusssteckern, die jeweils einen Kontaktpartner aufweisen, wobei innerhalb des Gehäuses zumindest eine Spule angeordnet und die Spule mit den Kontaktpartnern elektrisch kontaktiert ist, gemäß den Merkmalen des Oberbergriffes des Patentanspruches 1.
Solche Sperrkreise werden zwischen die Heizleiter der Heckscheibenheizung und einem elektronischen Gerät, insbesondere einer Stromversorgung eines Fahrzeuges (zum Beispiel der Autobatterie mit 12 Volt) geschaltet, um mittels der Spule zu verhindern, dass Störsignale, die über die Stromversorgung der Heckscheibenheizung kommen können, die hochfrequenten Signale, die ebenfalls über Leiter, die mit den Heizleitern der Heckscheibenheizung verbunden sind, empfangen werden, stören. Das elektronische Gerät, insbesondere die Stromversorgung des Fahrzeuges, muss dementsprechend eine hohe elektrische Leistungsfähigkeit haben, um die Funktion der Heckscheibenheizung zu gewährleisten. Bei einer Regelstromversorgung mit einer Spannung von 12 Volt ist es durchaus üblich, dass Ströme bis hin zu 40 bis 50 Ampere übertragen werden müssen. Um diese elektrische Leistungsfähigkeit realisieren zu können, ist es erforderlich, dass der Sperrkreis mit seiner Spule, seinen Anschlusssteckern und den darin vorhandenen Kontaktpartnern, aber auch die hin- und wegführenden Leitungen zu dem Sperrkreis entsprechend dimensioniert sind. Bezüglich der Anschlussstecker mit ihren Kontaktpartnern ist es im Stand der Technik bekannt, dass der Kontaktpartner aus Zink besteht und er in einem Druck-gussverfahren hergestellt wird. Bei einem solchen Zinkdruckgussverfahren besteht allerdings sehr häufig die Gefahr, dass in dem Gussgefüge Störstellen vorhanden sind. Somit es prozessbedingt die Fertigung von Kontaktpartnern (Kontaktpins) ohne Störstellen (insbesondere Lunker) nicht möglich. Diese Störstellen, insbesondere die Lunker erzeugen eine Querschnittsreduktion des Kontaktpartners (Pinquerschnittreduktion), woraus resultiert, dass sich die Kontaktpartner durch den Stromfluss bei eingeschalteter Heckscheibenheizung auf etwa 100 bis 150 Grad erhitzen können und dadurch eine Brandgefahr entsteht. Diese Brandgefahr entsteht insbesondere dadurch, dass das Gehäuse des Sperrkreises aus Kunststoff sich entzünden kann oder aber benachbart zu dem Sperrkreis angeordnete Bauteile des Fahrzeuges eben-falls durch diese große Temperatur sich entzünden können. Die Brandgefahr durch Lunker in den Kontaktpartnern aus Zinkdruckguss erhöht sich außerdem noch dadurch, dass entweder im normalen Betrieb bei eingeschalteter Heckscheibenheizung, insbesondere aber auch beim Ein- bzw. Ausschalten der Heckscheibenheizung Stromspitzen entstehen können, die nicht nur zu einer Erwärmung der Zinkdruckguss-Kontaktpartner führen, sondern bei denen es auch zu einer Explosionsgefahr kommt. Auch danach besteht Brandgefahr, sodass solche Kontaktpartner, die in einem Zink-druckgussverfahren hergestellt worden sind, ein hohes Brandrisiko im Fahrzeug darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sperrkreis dahingehend zu verbessern, dass die Brandgefahr nicht nur deutlich reduziert, sondern mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Gleichzeitig müssen auch die Kosten für einen solchen verbesserten Kontaktpartner reduziert werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kontaktpartner aus Kupfer oder Messing gebildet ist. Diese beiden Materialien, insbesondere aber Kupfer, haben den Vorteil, dass sie innerhalb ihres Gefüges keine Störstellen, insbesondere keine Lunker, aufweisen, weil sie nicht in einem Druckgussverfahren hergestellt worden sind. Außerdem lassen sich über diese Materialien sehr gut hohe Ströme übertragen, wobei sie sich in diesem Fall deutlich weniger erwärmen als die Kontaktpartner, die in einem Zinkdruckgussverfahren hergestellt wurden. Weiterhin ist der Vorteil dieser Materialien, dass sie gut zu Löten sind, um eine Anbindung des Kontaktpartners innerhalb des Gehäuses des Sperrkreises mit der Spule oder gegebenenfalls über eine Leiterbahn einer Platine mit der Spule zu realisieren.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen abgegeben, aus denen sich entsprechende Vorteile ergeben.
Diese weiteren Ausgestaltungen werden im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren näher erläutert.
1 zeigt, soweit im Einzelnen dargestellt, einen Sperrkreis 1, der ein Gehäuse 2 (hier geöffnet dargestellt) aufweist. Weiterhin weist der Sperrkreis 1 Anschlussstecker 3, 4 auf. Das Steckergehäuse der Anschlussstecker 3, 4 wird in diesem Fall von dem Gehäuse 2, insbesondere einem Teil des Gehäuses, gebildet. Die Steckergehäuse der Anschlussstecker 3, 4 können aber auch als separate Bauteile hergestellt und anschließend an dem Gehäuse 2 angeordnet und befestigt werden.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist innerhalb des Gehäuses 2 eine Platine 5 angeordnet. Die Platine 5 besteht vorzugsweise aus einem starren Trägermaterial (ein flexibles Trägermaterial ist auch denkbar), wobei in den noch zu beschreibenden Kontaktbereichen Kontaktflächen, Leiterbahnen oder dergleichen auf einer oder auf beiden Seiten der Platine 5 vorhanden sind. Es ist aber auch eine Ausführung des Sperrkreises 1 denkbar, bei der keine Platine 5 vorhanden ist.
Über eine Befestigungsschraube 6 erfolgt zunächst die Befestigung des Sperrkreises 1 an seinem Einbauort. Die Befestigungsschraube 6 kann auch einer Masseanbindung dienen, wozu über die Befestigungsschraube 6 der Sperrkreis 1 mit entsprechender Kontaktfläche auf der Platine 5 mit der Masse des Fahrzeuges elektrisch kontaktiert wird.
Die Anschlussstecker 3, 4 weisen jeweils einen Kontaktpartner 7 auf, wobei diese Kontaktpartner 7 aus Kupfer oder Messing hergestellt ist. Besonders bevorzugt weist der Kontaktpartner 7 einen runden Querschnitt auf, da dies für die Herstellung hilfreich ist und außerdem dadurch der Steckvorgang erleichtert wird, wenn auf dem jeweiligen Anschlussstecker 3, 4 ein Gegenstecker aufgesteckt wird. Wenn der Kontaktpartner 7 einen runden Querschnitt aufweist, ist er in vorteilhafter Weise aus einem gezogenen Kupfer- oder Messingdraht gebildet. Dies hat ebenfalls den entscheidenden Vorteil, dass durch den Ziehvorgang von Kupfer- oder Messingmaterial keinerlei Einflüsse wie zum Beispiel die schon als nachteilig beschriebenen Lunker entstehen können.
Eine besonders bevorzugte geometrische Gestaltung des Kontaktpartners 7 ist in 2 dargestellt. Der Kontaktpartner 7 weist einen Lötbereich LB auf, von dem aus abgewinkelt sich ein Kontaktbereich KB erstreckt, wobei dieser Kontaktbereich KB im Anschlussbereich des jeweiligen Anschlusssteckers 3, 4 angeordnet ist, wenn der Kontaktpartner 7 bestimmungsgemäß montiert ist.
Alternativ oder ergänzend erstreckt sich von dem Lötbereich LB des Kontaktpartners 7 ausgehend abgewinkelt ein Verbindungsbereich VB aus, der in Richtung eines Verbindungsbereiches der Spule ausgerichtet ist. Grundsätzlich ist diese in 2 gezeigte Ausführungsform des Kontaktpartners bevorzugt, wie im Folgenden noch beschrieben wird. Anstelle dieser bevorzugten Ausführungsform ist es aber auch denk-bar, nur eine Abwinklung vorzunehmen, noch mehr als die in 2 dargestellten Abwinklungen vorzunehmen oder auch den Kontaktpartner 7 ohne Abwinklung gerade erstreckt auszugestalten.
In 3 ist beispielhaft die Form einer Spule 8 gezeigt, die am Ende ihrer spiralförmigen Windung jeweils einen Kontaktbereich KB und einen sich daran anschließenden Verbindungsbereich VB aufweist. Andere geometrische Ausgestaltungen des Kontaktbereiches KB und des Verbindungsbereiches VB sind ebenfalls denkbar.
4 zeigt die Kontaktpartner 7 gemäß 2, bevor sie mit der Platine 5 zusammengebracht werden. Aufgrund der abgewinkelten Gestaltung des Lötbereiches LB des Kontaktpartners 7 weist die Platine 5 jeweils eine Ausnehmung 9 für einen Kontaktpartner 7 auf. Nicht dargestellt, aber vorhanden sind auf der Unterseite der Platine 5 Kontaktflächen, insbesondere um die Ausnehmung 9 herum, vorhanden. Obwohl in 4 nicht dargestellt kann die Platine 5 auch jeweils eine Ausnehmung für den Kontaktbereich KB der Spule 8 aufweisen.
In 5 ist gezeigt, dass die Kontaktpartner 7 bestimmungsgemäß auf bzw. in der Platine 5 angeordnet sind. Auch hier kann die Spule 8 schon auf bzw. mit ihrem Kontaktbereich KB in der Platine 5 angeordnet sein.
In dem Fall, dass die Kontaktpartner 7 und die Spule 8 in entsprechende Ausnehmungen in der Platine 5 eingesetzt worden sind und die Lötbereiche LB der Kontaktpartner 7 und die Kontaktbereiche KB der Spule 8 auf der Unterseite der Platine 5 hervorstehen, erfolgt eine anschließende elektrische Kontaktierung. Diese elektrische Kontaktierung kann durch einen Lötvorgang von Hand erfolgen, indem Lötbereich LB des Kontaktpartners 7, Kontaktbereich KB der Spule 8 und die umliegende Kontaktfläche auf der Unterseite der Platine 5 miteinander verlötet werden. Anstelle von Hand kann dieser Herstellungsvorgang auch automatisiert werden, indem die Unterseite der Platine 5 mit bestimmungsgemäß montierten und von der Unterseite etwas abstehenden Lötbereichen LB der Kontaktpartnern 7 und Kontaktbereichen KB der Spule 8 durch ein Lötbad geführt wird. Diese Art der Montage hat darüber hinaus den Vorteil, dass Toleranzen ausgeglichen werden können und sich der Kontaktbereich KB der Kontaktpartner 7 nach dessen Montage positionsgenau innerhalb der Anschlussstecker 3, 4 befindet. Außerdem können durch die Abwinklung der Kontaktpartner 7 zwischen dem Kontaktbereich KB und dem Lötbereich LB Zug- und Druckkräfte beim Steckvorgang aufgenommen werden, sodass dadurch eine Zugentlastung gegeben ist. Außerdem werden durch diese Abwinklung zwischen dem Kontaktbereich KB und dem Lötbereich LB des Kontaktpartners 7 Vibrationen, Temperaturschwankungen und dergleichen aufgenommen.
Anstelle der beschriebenen geometrischen Ausgestaltung der Kontaktpartner 7 und der Spule 8 ist es auch denkbar, diese beiden Teile ohne den Lötbereich LB des Kontaktpartners 7 bzw. ohne den abgewinkelten Kontaktbereich KB des Spule 8 auszuführen, sondern anstelle dessen den Verbindungsbereich VB des Kontaktpartners 7 direkt mit dem Verbindungsbereich VB der Spule 8 elektrisch zu kontaktieren. Dies kann beispielsweise Stoß auf Stoß oder aber auch dadurch erfolgen, dass diese bei-den Verbindungsbereich VB parallel zueinander verlaufend angeordnet und anschließend gefügt, zum Beispiel verlötet werden. Auch ein Vercrimpen oder eine sonstige mechanische Festlegung zueinander dieser Verbindungsbereiche VB ist denkbar. Diese Art und Weise der Kontaktierung kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn die Kontaktpartner 7 und die Spule 8 innerhalb des Gehäuses 2 des Sperrkreises 1 anzuordnen sind, ohne dass eine Platine 5 zum Einsatz kommt.
Bezüglich der Kontaktpartner 7 kann noch vorgesehen werden, dass diese zumindest in ihrem Kontaktbereich KB, aber sich auch erstreckend bis zu dem Lötbereich LB oder auch sich erstreckend bis zu dem Verbindungsbereich VB, eine Beschichtung aufweisen. Mittels der Beschichtung können zum einen Korrosionen insbesondere im Kontaktbereich KB des Kontaktpartners 7 verhindert werden. Außerdem lassen sich das Material der Beschichtung und das Material des Kontaktpartners des Gegensteckers, der auf die Anschlussstecker 3, 4 aufgesteckt wird, einen anpassen. Dies ist jedoch nur dann erforderlich, wenn der Kontaktpartner 7 der Anschlussstecker 3, 4 aus einem anderen Material besteht als der Kontaktpartner des Gegensteckers.
Mit Bezug auf 1 ist noch zu erwähnen, dass das dort eingesetzte Gehäuse 2 mehrteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise kommen genau zwei Gehäuseteile zum Einsatz, die gleichartig oder unterschiedlich voneinander gestaltet sein können. Um die Montagefreundlichkeit zu erhöhen ist weiterhin vorgesehen, dass die zumindest zwei Teile des Gehäuses 2 über Rastmittel lösbar miteinander verbunden sind. In 1 ist beispielhaft dargestellt, dass die Rastmittel als Rastlaschen 10 ausgebildet sind, die über korrespondierende Rastausnehmungen mit dem nicht dargestellten Gehäuseteil zusammenwirken.
In 6 schließlich ist teilweise eine Ausführungsform eines bekannten Sperrkreises dargestellt. Ein solcher Sperrkreis weist eine Platine 11 auf, die mit Kontaktpartnern 12 versehen ist. Diese Kontaktpartner 12 bestehen aus Zinkdruckguss und weisen die eingangs geschilderten Nachteile auf. Außerdem haben diese Kontaktpartner 12, die an ihrer Unterseite bei diesem Ausführungsbeispiel drei Lötfüße 13 aufweisen, den Nachteil, dass die Platine 11 mit zugehörigen Durchbrüchen für die Lötfüße 13 versehen werden muss und dass für die Montage der Kontaktpartner 12 auf der Platine 11 ein präziser Positioniervorgang erforderlich ist, damit die drei nach unten abstehenden Lötfüße 13 genau in die vorgesehenen Durchbrüche in der Platine 12 passen. Daher haben die bekannten Kontaktpartner 12 aus Zinkdruckguss nicht nur den Nachteil, dass sie Lunker enthalten, die zu einer Brand- oder Explosionsgefahr führen, sondern dass sie auch einen hohen Montageaufwand erfordert.
Gleiches gilt im Übrigen für Kontaktpartner, die in einem Stanzroll- oder Stanzbiegeverfahren hergestellt werden. Hierzu ist auf der einen Seite ein präzises Herstellungsverfahren erforderlich, wobei auf der anderen Seite diese Verfahren nicht zu belastbaren Kontaktpartnern führen, um die für den Betrieb der Heckscheibenheizung erforderlichen Energien übertragen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Sperrkreis
2: Gehäuse
3: Anschlussstecker
4: Anschlussstecker
5: Platine
6: Befestigungsschraube
7: Kontaktpartner
8: Sule
9: Ausnehmung
10: Rastlasche
11: Platine
12: Kontaktpartner
13: Lötfuss

Claims

Sperrkreis (1) zum Anschluss zwischen einem elektronischen Gerät und einer Heckscheibenheizung eines Fahrzeuges, aufweisend ein Gehäuse (2) mit Anschlusssteckern (3, 4), die jeweils einen Kontaktpartner (7) aufweisen, wobei innerhalb des Gehäuses (2) zumindest eine Spule (8) angeordnet und die Spule (8) mit den Kontaktpartnern (7) elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) aus Kupfer oder Messing gebildet ist.
Sperrkreis (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) einen Lötbereich (LB) aufweist, von dem aus abgewinkelt sich ein Kontaktbereich (KB), der in dem jeweiligen Anschlussstecker (3, 4) angeordnet ist, erstreckt.
Sperrkreis (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Lötbereich (LB) des Kontaktpartners (7) ausgehend abgewinkelt sich ein Verbindungsbereich (VB), der in Richtung eines Verbindungsbereiches (VB) der Spule (8) ausgerichtet ist, erstreckt.
Sperrkreis (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) eine Platine (5) mit elektrisch leitenden Beschichtungen angeordnet ist, mittels derer die Kontaktpartner (7) mit der Spule (8) elektrisch kontaktiert sind.
Sperrkreis (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5) eine Ausnehmung (9) aufweist, in die der Lötbereich (LB) des Kontaktpartners (7) eingesetzt ist.
Sperrkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) einen runden Querschnitt aufweist.
Sperrkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) aus einem gezogenen Kupfer- oder Messingdraht gebildet ist.
Sperrkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpartner (7) zumindest in seinem Kontaktbereich (KB) eine Beschichtung aufweist.
Sperrkreis (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehrteilig ausgebildet ist.
Sperrkreis (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Teile des Gehäuses (2) über Rastmittel lösbar miteinander verbunden sind.