DE102016200243A1

DE102016200243A1 - Kontaktverbinder, Anschlusskontakt und Verfahren zur Herstellung eines Kontaktverbinders

Info

Publication number: DE102016200243A1
Application number: DE102016200243.0A
Authority: DE
Inventors: Constantin Bitca; Ionut Varlan
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-07-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontaktverbinder (1) zur elektrischen Kontaktierung elektrischer Baugruppen, umfassend wenigstens einen Anschlusskontakt (2), der Kontaktierungsmittel (4, 5) zur elektrischen Kontaktierung mit jeweils wenigstens einer elektrischen Baugruppe und einen die Kontaktierungsmittel (4, 5) verbindenden Übergangsbereich aufweist, und ein Gehäuse (3) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Übergangsbereich (6) des Anschlusskontakts (2), wobei der Anschlusskontakt (2) vor einem elastischen oder nichtelastischen Fixieren mittels eines Füllmaterials (8) auf einem an eine Formgebung des Übergangsbereichs (6) angepassten Gehäusebestandteil derart bewegbar aufliegt, dass der Anschlusskontakt (2) bezüglich des Gehäuses (3) drehbar ist. Weiterhin beschreibt die Erfindung einen korrespondierenden Anschlusskontakt und ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktverbinders.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kontaktverbinder gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, einen Anschlusskontakt gemäß Oberbegriff von Anspruch 4 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktverbinders gemäß Oberbegriff von Anspruch 9.
Messerkontakte und Messeraufnahmekontakte dienen zum elektrischen Anschluss von Sicherungen, Relais und sonstigen elektrischen oder elektronischen Bauteilen, die einen Messeraufnahmekontakt oder einen Messerkontakt aufweisen. Beispielhaft wird verwiesen auf die DE 197 13 008 C1 , wonach die Kontakte von elektrischen Bauelementen in bzw. auf die Anschlusskontakte des Stanzgitters steckbar sind.
Eine artverwandte Kontaktanordnung mit einem Anschlusskontakt, welcher zwei Kontaktfedern aufweist, die in einem Fußbereich einstückig miteinander sind, ist zudem in der EP 1 301 063 B1 beschrieben. Ein artverwandter Anschlusskontakt ist in EP 1 531 522 B1 beschrieben.
Bei einem Kontaktierungsvorgang von elektrischen Kontakten kann, insbesondere während der Herstellung einer zugrundeliegenden elektrischen Vorrichtung oder im laufenden Betrieb, aufgrund mechanischer Toleranzen, Erschütterungen oder thermischer Ausdehnung eine Fehlausrichtung dieser Kontakte zueinander vorliegen oder entstehen, wodurch Kräfte auf diese einwirken und somit beispielsweise Kontaktfedern von Messeranschlusskontakten verformt werden können. Durch diese Verformung kann es vorkommen, dass z.B. die elektrische Kontaktfläche und/oder die Lebensdauer der Kontaktierung verringert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kontaktverbinder bereitzustellen, durch welchen eine verbesserte Verbindung zwischen elektrischen Kontakten bereitgestellt werden kann und der zudem preiswert realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kontaktverbinder gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung beschreibt einen Kontaktverbinder zur elektrischen Kontaktierung elektrischer Baugruppen, umfassend wenigstens einen Anschlusskontakt, der Kontaktierungsmittel zur elektrischen Kontaktierung mit jeweils wenigstens einer elektrischen Baugruppe und einen die Kontaktierungsmittel verbindenden Übergangsbereich aufweist, und ein Gehäuse zur zumindest teilweisen Aufnahme des Übergangsbereich des Anschlusskontakts, wobei sich der Kontaktverbinder dadurch auszeichnet, dass der Anschlusskontakt vor einem elastischen oder nichtelastischen Fixieren mittels eines Füllmaterials auf einem an eine Formgebung des Übergangsbereichs angepassten Gehäusebestandteil derart bewegbar aufliegt, dass der Anschlusskontakt bezüglich des Gehäuses drehbar ist. Bevorzugt umfasst der Kontaktverbinder den erfindungsgemäßen Anschlusskontakt gemäß wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 8.
In vorteilhafter Weise wird somit ein preisgünstig herstellbarer Kontaktverbinder geschaffen, mittels welchem eine elektrische Kontaktanordnung realisierbar ist, bei der auf die elektrisch verbundenden Kontakte wirkende übermäßige Kräfte, beispielsweise in Folge von mechanischen Toleranzen, Erschütterungen oder thermischer Ausdehnung, vermieden werden können. Somit wird die elektrische Verbindung verbessert und es kann eine erhöhte Lebensdauer dieser erreicht werden. Durch eine solchermaßen erreichbare definierte Kontaktfläche, auch für unterschiedliche Umgebungsbedingungen, kann der Platzbedarf des Kontaktverbinders in vorteilhafter Weise im Verhältnis zum übertragbaren Strom geringer ausfallen und Kosten gespart werden. Aufgrund einer möglichen verbesserten konstruktiven Vorgabe der Kontaktfläche ist der Übergangswiderstand besser vorhersagbar, da sich eine geringere Streuung dieser Werte ergibt. Dies ermöglicht zusätzlich eine größere Lebensdauer der Kontaktanordnung und/oder einen geringeren Signal bzw. Leistungsverlust.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktverbinders weist das Gehäuse zumindest eine wannenförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Füllmaterials auf.
Das Gehäuse weist zweckmäßigerweise eine Öffnung zur Aufnahme des Anschlusskontakts auf, wobei das Gehäuse im Bereich der Öffnung zum Einrasten eines Rastmittels zur Vermeidung eines Herausziehens des Anschlusskontakts ausgebildet ist.
Die Erfindung beschreibt einen Anschlusskontakt zur Verbindung elektrischer Baugruppen, umfassend Kontaktierungsmittel zur elektrischen Kontaktierung mit jeweils wenigstens einer elektrischen Baugruppe und einen die Kontaktierungsmittel verbindenden Übergangsbereich, wobei der Übergangsbereich zumindest teilweise oval ausgestaltet ist.
Der Übergangsbereich ist vorzugsweise breiter ausgestaltet, als die Kontaktierungsmittel. Der Anschlusskontakt ist zweckmäßigerweise als Flachteil ausgestaltet, mit einer größten Ausdehnung in Längsrichtung (entlang einer Längsachse) und einer im Vergleich zur Länge oder Breite geringen Dicke, wie es beispielsweise für Stanz-Biegeteile üblich ist. Der Anschlusskontakt weist entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ein Rastmittel auf, welches aus einer durch den Übergangsbereich gebildeten Ebene des Anschlusskontakts herausragt. Zumindest eines der Kontaktierungsmittel ist vorzugsweise als Messeraufnahmekontakt zur Aufnahme eines Messerkontakts einer elektrischen Baugruppe ausgestaltet, wobei der Messeraufnahmekontakt zumindest zwei Kontaktfedern aufweist, die in einem Fußbereich einstückig miteinander sind. Zumindest eines der Kontaktierungsmittel ist vorzugsweise als Messerkontakt ausgebildet. Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlusskontakt ein erstes und ein zweites Kontaktierungsmittel auf, wobei das erste Kontaktierungmittel als Messeraufnahmekontakt zur Aufnahme eines Messerkontakts einer elektrischen Baugruppe und das zweite Kontaktierungsmittel als Messerkontakt ausgestaltet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kontaktverbinders, das sich dadurch auszeichnet, dass der Übergangsbereich des Anschlusskontakts durch zumindest teilweises Hindurchführen durch eine Öffnung des Gehäuses in dieses eingebracht wird und auf einem an die Formgebung des Übergangsbereichs angepassten trichterförmigen Gehäusebestandteil bewegbar zum Liegen kommt, eine Kontaktierung zumindest eines der Kontaktierungsmittel mit der jeweiligen elektrischen Baugruppe vorgenommen wird und in eine wannenförmigen Ausformung des Gehäuses ein Einbringen eines Füllmaterials zum elastischen oder nichtelastischen Fixieren des Anschlusskontakts bezüglich des Gehäuses erfolgt. Zweckmäßigerweise wird zunächst lediglich die elektrische Baugruppe mit dem entsprechenden Kontaktierungsmittel kontaktiert, welche auf der dem Füllmaterial abgewandten Seite des Kontaktverbinders angeordnet ist. Damit ist der Zugang zum Auffüllen der wannenförmigen Ausformung erleichtert.
Durch die Beweglichkeit des Anschlusskontakts nach dessen Einbringen in das Gehäuse und anschließendem Kontaktieren mit der elektrischen Baugruppe kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass beim Kontaktieren keine Kräfte auf das entsprechende Kontaktierungsmittel wirken und beispielsweise im Falle eines Messeraufnahmekontakts ein elektrische Kontakt zu beiden Kontaktfedern auch ohne eine Deformation dieser erhalten bleibt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
In Prinzipdarstellung zeigen:
1a, b Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Kontaktverbinders 1 gemäß der Erfindung,
2 eine beispielsgemäße Ausführungsform von Kontaktverbinder 1 in perspektivischer sowie in unterschiedlichen ausschnittsweisen Schnittdarstellungen und
3 eine Darstellung einer Draufsicht auf die einer wannenförmigen Ausformung gegenüberliegende Seite von Kontaktverbinder 1 gemäß der Ausführungsform nach 2.
Um eine kurze und einfache Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen, werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt in Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktverbinders 1 gemäß der Erfindung, welcher zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Baugruppen verwendbar ist. Beispielsweise kann damit ein Elektromotor (nicht dargestellt) mit einer Leiterplatte einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU) elektrisch kontaktiert werden. Der Kontaktverbinder 1 umfasst wenigstens einen Anschlusskontakt 2, der zumindest teilweise durch ein Gehäuse 3 eingefasst ist, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Beispielsgemäß weist der Anschlusskontakt 2 zwei Kontaktierungsmittel auf, die im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtung weisen. An einem, einer elektrischen Baugruppe 10 zugewandten Ende bildet ein erstes Kontaktierungsmittel einen Messeraufnahmekontakt 4 mit zwei Kontaktfedern, die in einem Fußbereich einstückig miteinander sind und zur Aufnahme eines Messerkontakts 11 der elektrischen Baugruppe 10 ausgestaltet sind. An dem gegenüberliegenden Ende von Anschlusskontakt 2 ist als Kontaktierungsmittel ein Messerkontakt 5 vorgesehen. Im Übergangsbereich 6 zwischen dem Messeraufnahmekontakt 4 und dem Messerkontakt 5, der zumindest teilweise durch Gehäuse 3 eingefasst ist, weist der Anschlusskontakt 2 eine verbreiterte ovale Grundform auf. Diese ist in 1a) angedeutet, wobei lediglich bis zum Übergang zu den beiden Kontakten 4 und 5 die ovalen Formgebung vorhanden ist. Unter einem Oval wird eine konvexe Figur verstanden, die bspw. eine kreis- und eine elliptische Form mit einschließt.
Die ovale Grundform in Verbindung mit einer entsprechenden Formgebung von Gehäuse 3 ermöglicht eine Drehung des Anschlusskontakts 2 um einen Winkel α. Dabei dreht die Längsachse L von Anschlusskontakt 2, welche zugleich dessen Symmetrieachse ist, um eine gedachte Rotationsachse R. Die Rotationsachse R ist dabei etwa im Zentrum des Übergangsbereichs 6 und im Wesentlichen senkrecht zur Längs- und Breitenachse.
Das Gehäuse 3 weist – beispielsgemäß auf Seiten des Messerkontakts 5 – einen wannenförmigen Aufbau auf, welcher während der Herstellung, nach dem Einbringen von Anschlusskontakt 2 in das Gehäuse 3, mittels eines geeigneten Füllmaterials 8 aufgefüllt wird. Erfolgt eine Kontaktierung der elektrischen Baugruppe, welche auf der abgewandten Seite der wannenförmigen Ausformung von Gehäuse 3 angeordnet ist, nach dem Auffüllvorgang des Füllmaterials 8, wird vorzugsweise ein elastisches Material verwendet. Es kann entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung jedoch ebenfalls vorgesehen sein die Kontaktierung der elektrischen Baugruppe, welche auf der abgewandten Seite der wannenförmigen Ausformung von Gehäuse 3 angeordnet ist, vor dem Auffüllvorgang des Füllmaterials 8 vorzunehmen, wobei in diesem Fall bevorzugt ein elastisches oder ein im Wesentlichen nicht elastisches Material als Füllmaterial 8 verwendet wird. Als elastisches Material kann beispielsweise ein silikonbasierter Werkstoff Verwendung finden, welcher zweckmäßigerweise applikationsspezifische mechanische Eigenschaften erfüllt. In Abhängigkeit der Wahl des Füllmaterials 8 kann eine Beweglichkeit (Drehung) des Anschlusskontakts 2 auch nach dem Einbringen des Füllmaterials 8 realisiert und ggf. auch die für eine solche Bewegung aufzubringende Kraft vorgegeben oder eine Beweglichkeit im Wesentlichen vollständig vermieden werden. Im Falle einer Drehung des Anschlusskontakts 2 passt sich ein elastisches Material an die Bewegung an und füllt den entsprechenden Raum aus, wodurch bspw. eine durch den Kontaktverbinder 1 realisierte Dichtung und dessen mechanische Stabilität erhalten bleibt.
Der ovale Übergangsbereich ist zudem in der Weise ausgestaltet, dass ein Rastmittel 7 vorgesehen ist, welches vorteilhafterweise bei einem Abziehen des Kontaktverbinders 1, von einer dem Messerkontakt 5 zugewandten elektrischen Baugruppe, ein Herausziehen des Anschlusskontakts 2 aus dem Gehäuse 3 verhindern kann. Beispielsgemäß ist Rastmittel 7 durch ein aus der Ebene des Anschlusskontakts 2 hervorstehenden Bestandteil gebildet, welcher insbesondere durch teilweises Ausstanzen und Kaltumformung erzeugbar ist. Kann ein Herausziehen bzw. -fallen des Anschlusskontakts 2 bspw. bereits durch das Füllmaterial 8 und/oder die Formgebung von Gehäuse 3 verhindert werden, kann zweckmäßigerweise auch auf Rastmittel 7 verzichtet werden. Kann ein Herausziehen bzw. -fallen des Anschlusskontakts 2 bereits durch die Formgebung von Gehäuse 3 verhindert werden, könnte auch auf das Füllmaterial 8 verzichtet werden, womit jedoch die damit einhergehenden Vorteile entfallen würden.
Die 2 zeigt eine beispielsgemäße Ausführungsform von Kontaktverbinder 1 in perspektivischer sowie in unterschiedlichen ausschnittsweisen Schnittdarstellungen. Dieser weist eine Vielzahl an Anschlusskontakten 2 entsprechend wenigstens einer der anhand 1 beschriebenen Ausführungen auf.
Entsprechend dem vorgehend beschriebenen, kann ein Verfahren zur Herstellung des Kontaktverbinders 1 beispielsweise in der Weise erfolgen, dass von der Seite der wannenförmigen Ausgestaltung zunächst ein Einbringen zumindest eines Anschlusskontakts 2 in Gehäuse 3 vorgenommen wird, wobei der Anschlusskontakt 2 durch Öffnung 9 von Gehäuse 3 geführt wird, durch die das aus der Ebene von Anschlusskontakt 2 herausragende Rastmittel 7 im Wesentlichen in dessen Ebene bewegt wird. In Folge der Rückstellkraft wird Rastmittel 7, nach Hindurchtreten durch Öffnung 9 in einer sich in Einschubrichtung an die Öffnung 9 anschließenden breiteren Ausnehmung 13 von Gehäuse 3, wieder aus der Ebene von Anschlusskontakt 2 heraus bewegt. Ein weiteres Einschieben bzw. Hindurchtreten des Anschlusskontakts 2 wird durch das in diesem Bereich der Formgebung des ovalen Abschnitts 6 angepasste trichterförmige Gehäusebestandteil 3, auf dem der Anschlusskontakt 2 bewegbar aufliegt, verhindert. Anschließend erfolgt vorzugsweise eine Kontaktierung mit dem zumindest einen Messerkontakt 11 der elektrischen Baugruppe 10, wobei durch die Beweglichkeit des Anschlusskontakts 2 unter anderem erreicht werden kann, dass der elektrische Kontakt zu beiden Kontaktfedern von Messeraufnahmekontakt 4, auch ohne eine Deformation der Kontaktfedern oder des Messerkontakts 11, welche in Folge einer Krafteinwirkung, die durch eine laterale Positionsabweichung a – wie in 1b) gezeigt – hervorgerufen sein kann, realisiert wird. Nach dem Aufstecken auf Messerkontakt 11 erfolgt entsprechend diesem Ausführungsbeispiel das Auffüllen der wannenförmigen Ausformung mittels Füllmaterial 8, sodass der Anschlusskontakt 2, wie bereits erläutert wurde, in Abhängigkeit der Elastizität des Füllmaterials 8 mechanisch stabilisiert bzw. fixiert wird. Die Kontaktierung mit einer weiteren elektrischen Baugruppe auf Seiten des Messerkontakts 5 von Anschlusskontakt 2 kann in einem darauf folgenden Herstellungsschritt vollzogen werden. Die Ausnehmung 13 von Gehäuse 3 kann grundsätzlich in der Weise ausgestaltet sein, dass Rastmittel 7 in zu beiden Seiten aus der Ebene von Anschlusskontakt 2 herausbewegbar ist, sodass keine definierte Orientierung beim Einbringen des Anschlusskontakts 2 in Gehäuse 3 vorzuliegen braucht. Alternativ kann die Ausnehmung 13 so gestaltet sein, dass der Anschlusskontakt 2 innerhalb dieser auf der zur Aufnahme von Rastmittel 7 gegenüberliegenden Seite im Wesentlichen vollständig flächig an Gehäuse 3 anliegt.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die der wannenförmigen Ausformung gegenüberliegende Seite von Kontaktverbinder 1, gemäß der Ausführungsform nach 2, gezeigt, wobei ebenfalls die Messerkontakte 11 in einer den Anschlusskontakten entsprechende Anzahl skizziert sind. Daraus ersichtlich sind die mittels des erfindungsgemäßen Kontaktvierbinders kompensierte lateraler Positionsabweichungen a bezüglich der Symmetrieachse des Kontaktverbinders 1 und/oder bezüglich des Messerkontakts 11 der elektrischen Baugruppe 10, welche sich in Folge von baulichen Toleranzen ergeben können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19713008 C1 [0002]
EP 1301063 B1 [0003]
EP 1531522 B1 [0003]

Claims

Kontaktverbinder (1) zur elektrischen Kontaktierung elektrischer Baugruppen, umfassend wenigstens einen Anschlusskontakt (2), der Kontaktierungsmittel (4, 5) zur elektrischen Kontaktierung mit jeweils wenigstens einer elektrischen Baugruppe und einen die Kontaktierungsmittel (4, 5) verbindenden Übergangsbereich aufweist, und ein Gehäuse (3) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Übergangsbereich (6) des Anschlusskontakts (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskontakt (2) vor einem elastischen oder nichtelastischen Fixieren mittels eines Füllmaterials (8) auf einem an eine Formgebung des Übergangsbereichs (6) angepassten Gehäusebestandteil derart bewegbar aufliegt, dass der Anschlusskontakt (2) bezüglich des Gehäuses (3) drehbar ist.
Kontaktverbinder (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) zumindest eine wannenförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Füllmaterials (8) aufweist.
Kontaktverbinder (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Öffnung (9) zur Aufnahme des Anschlusskontakts (2) aufweist, wobei das Gehäuse (3) im Bereich der Öffnung (9) zum Einrasten eines Rastmittels (7) zur Vermeidung eines Herausziehens des Anschlusskontakts (2) ausgebildet ist.
Anschlusskontakt (2) zur Verbindung elektrischer Baugruppen, umfassend Kontaktierungsmittel (4, 5) zur elektrischen Kontaktierung mit jeweils wenigstens einer elektrischen Baugruppe (10) und einen die Kontaktierungsmittel verbindenden Übergangsbereich (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (6) zumindest teilweise oval ausgestaltet ist.
Anschlusskontakt (2) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (6) breiter ausgestaltet ist, als die Kontaktierungsmittel (4, 5).
Anschlusskontakt (2) gemäß wenigstens einem der Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Rastmittel (7) aufweist, welches aus einer durch den Übergangsbereich gebildeten Ebene des Anschlusskontakts (2) herausragt.
Anschlusskontakt (2) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktierungsmittel (4) als Messeraufnahmekontakt zur Aufnahme eines Messerkontakts (11) einer elektrischen Baugruppen (10) ausgestaltet ist, wobei der Messeraufnahmekontakt (4) zumindest zwei Kontaktfedern aufweist, die in einem Fußbereich einstückig miteinander sind.
Anschlusskontakt (2) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktierungsmittel (4) als Messerkontakt ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kontaktverbinders gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (6) des Anschlusskontakts (2) durch zumindest teilweises Hindurchführen durch eine Öffnung (9) des Gehäuses (3) in dieses eingebracht wird und auf einem an die Formgebung des Übergangsbereichs (6) angepassten trichterförmigen Gehäusebestandteil bewegbar zum Liegen kommt, eine Kontaktierung zumindest eines der Kontaktierungsmittel (4, 5) mit der jeweiligen elektrischen Baugruppe (10) vorgenommen wird und in eine wannenförmigen Ausformung des Gehäuses (3) ein Einbringen eines Füllmaterials (8) zum elastischen oder nichtelastischen Fixieren des Anschlusskontakts (2) bezüglich des Gehäuses (3) erfolgt.