DE102017124812A1

DE102017124812A1 - Hochstrom-Einpresskontakt

Info

Publication number: DE102017124812A1
Application number: DE102017124812.9A
Authority: DE
Inventors: Marco Unterhalt
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2019-04-25
Also published as: WO2019081151A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt (1) für hohe Ströme zum Kontaktieren einer Leiterplatte (8), mit einer Vielzahl von Kontaktstiften (5), die an einem Blech (4) durch Stanzen ausgebildet sind, und einem Stützkörper (2), an dem das Blech (4) leitend anliegt. Der Einpresskontakt 1 soll für hohe Ströme geeignet und preiswert zu fertigen sein. Dies wird dadurch erreicht, dass der Anschlussbolzen (3) einstückig mit dem Stützkörper (2) und als Einpressbolzen ausgebildet ist und dass an einer der Leiterplatte (8) zugeordneten Fläche des Stützkörpers (2) mindestens ein Fortsatz (7) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt für hohe Ströme zum Kontaktieren einer Leiterplatte, mit einer Vielzahl von Einpress- Kontaktstiften, die an einem Blech durch Stanzen ausgebildet sind, und mit einem Stützkörper, an dem das Blech leitend anliegt.
Einpresskontakte sind an sich bekannt und werden benutzt, um elektrische Leitungen an einer Leiterplatte mechanisch und insbesondere elektrisch anzuschließen. Die Einpresskontakte weisen mindestens einen Kontaktstift auf, der eine entsprechende, Kontakt vermittelnde Durchgangsbohrung der Leiterplatte durchdringt und hierbei den elektrischen Anschluss herstellt. Bekannt sind massive Einpress-Kontaktstifte und solche mit „flexiblen“ Einpresszonen. Letztere sind im Automobilbau bevorzugt.
Im Zug der Elektrifizierung der Antriebe von Kraftfahrzeugen wird es erforderlich, größere Querschnitte in den Leitungen und den Einpresskontakten für die Übertragung der hohen Ströme zur Verfügung zu stellen.
Hierfür sind z.B. massive Einpresskontakte bekannt, die aus dem Vollen, also aus einem Materialblock durch Schneiden und/oder Fräsen gefertigt werden und daher entsprechend teuer sind.
Ein Anschluss eines Kabels an den Einpresskontakt erfolgt mittels eines Kabelschuhs, der mit einer Mutter an einem entsprechenden Bolzen festgeklemmt wird. Um Funkenschlag und/oder unzureichenden elektrischen Kontakt zu vermeiden, ist ein hohes Anzugsmoment der Mutter erforderlich.
In der DE 10 2004 060 084 A1 ist ein Einpresskontakt beschrieben, der einen massiven Anschlusskörper aufweist. In den Anschlusskörper sind Nuten eingelassen, in denen Bleche mit elastischen Einpress- Kontaktstiften elektrisch leitend befestigt sind. Hierbei ist der Anschlusskörper aufwändig zu fertigen; die Montage der Bleche erfordert hohen Aufwand.
Alternativ ist nach der DE der Anschlusskörper aus dem Blech, das eine entsprechende Länge sowie Zwischenlagen aufweist, zu einem Paket gebogen oder nach entsprechenden Schnitten gefaltet. Hierbei gestaltet sich die Befestigung des Anschlussbolzens als schwierig.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Einpresskontakt zur Verfügung zu stellen, der für hohe Ströme geeignet und preiswert zu fertigen ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Anschlussbolzen ist einstückig mit dem Stützkörper und als Einpressbolzen ausgebildet und an einer der Leiterplatte zugeordneten Fläche des Stützkörpers mindestens ein Fortsatz gebildet, der das Blech drehfest mit dem Stützkörper verbindet.
Das Blech mit den Kontaktstiften kann nach dem Stanzen einfach in die erforderliche Form gebogen werden. Eine Dicke des Blechs kann nach den zu leitenden Strömen bemessen werden. Insgesamt ist das Blech kostengünstig herstellbar.
Der Stützkörper mit dem Anschlussbolzen ist aus massivem Material durch z.B. Schmieden zu fertigen. Dies gewährleistet hohe Festigkeit bei günstigen Kosten und eine gute Leitfähigkeit. Die Einpresstechnik ist einfach und preiswert.
Der montierte Fortsatz durchdringt eine zugehörige Öffnung einer Leiterplatte. Hierdurch weist der Einpresskontakt während des Anschlusses einer elektrischen Leitung eine große Sicherheit gegen Verdrehen auf, ohne dass eine Beschädigung der Kontaktstifte und/oder deren elektrischer Kontaktierung zu befürchten ist. Das Drehmoment für das Anziehen einer Mutter, das zur Vermeidung von unzureichender Leitung und/oder Funkenschlägen hoch sein muss, wird sicher in die Leiterplatte übertragen, ohne dass die Kontaktstifte unzulässig belastet werden.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung ist ein einziger Fortsatz mit länglicher Erstreckung angeordnet. Hierbei sind die Flächen für die zu übertragenden Kräfte relativ groß.
Alternativ sind mindestens zwei dornartige Fortsätze exzentrisch angeordnet. Hierbei ist weniger Material erforderlich und somit der Einpresskontakt insgesamt leichter.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Kontaktstifte als elastische Einpress-Kontaktstifte ausgebildet. Diese gewähren dauerhaft einen sicheren Kontakt mit der Leiterplatte.
Anhand der beigefügten schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Einpresskontaktes,
2 eine Seitenansicht des Einpresskontaktes parallel zu seiner Längsachse,
3 einen Querschnitt des Einpresskontaktes,
4 eine Ansicht auf eine Unterseite des Einpresskontaktes und
5 den Einpresskontakt nach 2 eingebaut in eine Leiterplatte.

Wie aus den Figuren ersichtlich umfasst ein erfindungsgemäßer Einpresskontakt 1 einen Stützkörper 2 mit einem Anschlussbolzen 3 und ein Blech 4, an dem eine Vielzahl von hier zehn Kontaktstiften 5 ausgebildet ist.
Der Stützkörper 2 weist hier eine ellipsenförmige Grundfläche und eine vorbestimmte Höhe auf. Eine nach den 1 bis 4 obere Grundfläche ist für eine elektrische Kontaktierung mit dem Blech 4 bestimmt.
Alternativ zu der Ellipsenform ist die Grundfläche des Stützkörpers 2 rechteckig.
An einer unteren, der oberen gegenüberliegenden Grundfläche sind hier exzentrisch zwei dornartige Fortsätze 7 ausgebildet, die aus der unteren Grundfläche herausragen. Die beiden Fortsätze 7 sind mit Abstand und z.B. spiegelsymmetrisch auf einer Linie parallel zu einer Längsachse des Grundkörpers 2 angeordnet. Ein Querschnitt jedes der Fortsätze 7 ist z.B. kreisförmig oder rechteckig, und eine Höhe ist größer als eine Dicke einer zugeordneten Leiterplatte 8. Kanten der Fortsätze 7 können gefast sein, um ein Einpressen in entsprechende Öffnungen der Leiterplatte 8 zu erleichtern.
Alternativ zu den zwei dornartigen Fortsätzen 7 ist ein einziger länglicher Fortsatz angeordnet (nicht dargestellt), der sich achssymmetrisch parallel zu der Längsachse des Stützkörpers erstreckt.
Das Blech 4, das eine Dicke von mindestens 0,5 mm aufweist, besteht aus einem massiven Teil, in dem zentrisch eine Durchgangsbohrung 6 eingelassen ist. Ein Durchmesser der Durchgangsbohrung 6 entspricht dem des Anschlussbolzens 3 abzüglich eines vorbestimmten Untermaßes. An zwei gegenüberliegenden Seiten des massiven Teils sind gitterartig regelmäßig beabstandet die Kontaktstifte 5 durch Stanzen geformt. Der massive Teil und die Kontaktstifte 5 sind also einstückig gefertigt. Die Seiten mit den Kontaktstiften 5 entsprechen Längsseiten des massiven Teils. Jeder der Kontaktstifte 5 weist eine flexible Einpresszone auf. Hierfür ist wie üblich in den Kontaktstift 5 eine längliche, ellipsenförmige Öse 9 eingelassen, wobei der Kontaktstift 5 in einem Bereich um die Öse 9 eine Auswölbung aufweist. Die Öse 9 und die Auswölbung sind gleichzeitig mit dem Stanzen des Kontaktstiftes 5 gebildet. Der Kontaktstift 5 ist an seinem freien Ende pyramidenstumpfförmig verjüngt.
Die Seiten des Blechs 4 mit den Kontaktstiften 5 einschließlich eines Streifens des massiven Teils sind jeweils um 90° so gebogen, dass freie Enden der Kontaktstifte 5 in dieselbe Richtung, nach den 1 bis 4 nach unten, weisen. Ein Biegeradius ist relativ groß gewählt.
Die Höhe des Stützkörpers 2 ist so bemessen, dass seine untere Grundfläche bei dem befestigten Blech 4 in etwa in einer Ebene mit oberen Enden der Ösen 9 ist.
Hierdurch ist gewährleistet, dass die Kontaktstifte 5 bei montiertem Einpresskontakt 1 im Bereich der Ösen 9 Kontaktbohrungen der Leiterplatte 8 berühren, was eine optimale Kontaktierung gewährleistet.
Eine Größe der Fläche des Stützkörpers 2 ist auf die Größe des Blechs 4 abgestimmt.
Der Anschlussbolzen 3 ist als Einpressbolzen ausgebildet und weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Außengewinde (nicht dargestellt) auf. Er ist an seinem unteren Ende an dem Stützkörper 2 angeformt.
Zur Fertigung des Einpresskontaktes 1 wird der Stützkörper 2 mit dem Anschlussbolzen 3 aus Stahl geschmiedet.
Das Blech 4 einschließlich der Kontaktstifte 5 wird aus einem Kupferblechbogen gestanzt und die Kontaktstifte 5 einschließlich an diese angrenzende Randbereiche des Blechs werden um 90° in dieselbe Richtung weisend umgebogen.
Das Blech 4 wird in ein geeignetes erstes Montagegestell eingelegt. Anschließend wird der Anschlussbolzen 3 in die Durchgangsbohrung 6 eingepresst, bis die Grundplatte 2 das Blech 4 berührt.
Zum Befestigen des Einpresskontaktes 1 auf der Leiterplatte 8 wird diese in einem zweiten Montagegestell eingelegt. Der Einpresskontakt 1 wird so über die Leiterplatte 8 geführt, dass die Fortsätze 7 in dieser mit den Öffnungen sowie die Kontaktstifte 5 mit zugehörigen durchkontaktierten Kontaktbohrungen fluchten. Anschließend wird der Einpresskontakt 1 auf die Leiterplatte 8 aufgepresst, wobei die Fortsätze 7 die Öffnungen sowie die Kontaktstifte 5 die Kontaktbohrungen durchdringen.
Bei einer Verwendung der Leiterplatte 8 mit dem Einpresskontakt 1 wird zum Anschluss eines Kabels ein zugehöriger Kabelschuh um den Anschlussbolzen 3 gelegt, eine Mutter auf letzteren aufgeschraubt und diese mit einem hohen vorbestimmten Drehmoment festgezogen. Hierbei wird das Drehmoment von den Fortsätzen 7 auf die Leiterplatte 8 übertragen, so dass die Kontaktstifte 5 weitestgehend entlastet sind.
Bezugszeichenliste

1: Einpresskontakt
2: Stützkörper
3: Anschlussbolzen
4: Blech
5: Kontaktstift
6: Durchgangsbohrung
7: Fortsatz
8: Leiterplatte
9: Öse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004060084 A1 [0004]

Claims

Einpresskontakt für hohe Ströme zum Kontaktieren einer Leiterplatte (8), mit einer Vielzahl von Kontaktstiften (5), die an einem Blech (4) durch Stanzen ausgebildet sind, und einem Stützkörper (2), an dem das Blech (4) leitend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussbolzen (3) einstückig mit dem Stützkörper (2) und als Einpressbolzen ausgebildet ist und dass an einer der Leiterplatte (8) zugeordneten Fläche des Stützkörpers (2) mindestens ein Fortsatz (7) gebildet ist.
Einpresskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Fortsatz mit länglicher Erstreckung angeordnet ist.
Einpresskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei dornartige Fortsätze (7) exzentrisch angeordnet sind.
Einpresskontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (5) als elastische Einpress- Kontaktstifte ausgebildet sind.