DE102018214203A1

DE102018214203A1 - Kontaktanordnung

Info

Publication number: DE102018214203A1
Application number: DE102018214203.3A
Authority: DE
Inventors: Maik Schäfer; Helge Schmidt; Harald Kraenzlein
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-02-27
Also published as: JP2020031053A; CN110858686A; CN110858686B; EP3624274A3; EP3624274A2; US11050177B2; KR20200022349A; EP3624274B1; US20200067223A1; JP7379016B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung (3) zur Kontaktierung eines elektrisch leitfähigen Kontaktes, mit einer ersten Kontaktebene (56), die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen (54) gebildet ist, wobei die Kontaktanordnung eine von der ersten Kontaktebene (56) beabstandete und die erste Kontaktebene (56) überragende zweite Kontaktebene (66) aufweist, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen (68) auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene (56) elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern (70) aufgespannt ist. Durch die erfindungsgemäße Kontaktanordnung (3) kann die Anzahl der elektrisch leitfähigen kontaktierten Kontaktflächen (54, 68) auf einfache Weise erhöht werden, wobei die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper (70) der zweiten Kontaktebene (66) Toleranzen ausgleichen können. Aus mechanischer Sicht liegt der elektrisch leitfähige Kontakt (55) hauptsächlich auf den Kontaktflächen (54) der ersten Kontaktebene (56) auf, wodurch das System mechanisch stabiler wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung zur Kontaktierung eines elektrisch leitfähigen Kontaktes, mit einer ersten Kontaktebene, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen gebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Buchsenkontaktanordnung mit einer Buchse, die einen Buchsenleerraum zumindest teilweise umgibt und mit einer Steckeraufnahme zur Aufnahme eines Steckkontaktes in einer Steckrichtung, wobei die Steckeraufnahme ein Teil des Buchsenleerraums ist und mit einer ersten Kontaktebene, die die Steckeraufnahme quer zur Steckrichtung begrenzt und von einer Mehrzahl von zur Steckeraufnahme weisenden Kontaktflächen gebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steckkontaktanordnung, umfassend eine eingangs genannte Buchsenkontaktanordnung und einen in Steckrichtung in die Steckeraufnahme der Buchse einsteckbaren Steckkontakt.
Kontaktanordnungen und Buchsenkontaktanordnungen der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Sie finden in vielen Bereichen Anwendung und dienen beispielsweise der Übertragung von elektrischen Signalen und sind dafür ausgestattet, einen Steckkontakt aufzunehmen. Der Steckkontakt wird in die Steckeraufnahme in Steckrichtung eingesteckt und liegt auf den Kontaktflächen auf. Hierbei kann die theoretische Anzahl der Kontaktflächen zu gering sein, wodurch eine unzureichende elektrische Kontaktierung erhalten wird. Eine Erhöhung der Anzahl der Kontaktflächen kann dazu führen, dass der Steckkontakt statisch unbestimmt gelagert ist und die Kontaktflächen nicht gleichmäßig kontaktieren kann.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine stabile elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen Steckkontakt und Kontaktanordnung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Kontaktanordnung der eingangs genannten Art gelöst, indem die Kontaktanordnung eine von der ersten Kontaktebene beabstandete und die erste Kontaktebene überragende zweite Kontaktebene aufweist, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern aufgespannt ist.
Erfindungsgemäß umfasst eine Buchsenkontaktanordnung der eingangs genannten Art eine von der ersten Kontaktebene quer zur Steckrichtung beabstandete und die erste Kontaktebene überragende zweite Kontaktebene, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern aufgespannt ist.
Eine erfindungsgemäße Steckkontaktanordnung umfasst eine erfindungsgemäße Buchsenkontaktanordnung sowie einen Steckkontakt.
Die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene können den Steckkontakt beim Einstecken kontaktieren und in Richtung zur ersten Kontaktebene ausgelenkt werden, sodass der Steckkontakt ebenfalls die Kontaktflächen der ersten Kontaktebene kontaktiert. Dadurch kann die Anzahl der elektrisch leitfähigen kontaktierten Kontaktflächen auf einfache Weise erhöht werden, wobei die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene Toleranzen ausgleichen können. Aus mechanischer Sicht liegt der Steckkontakt hauptsächlich auf den Kontaktflächen der ersten Kontaktebene auf, wodurch das System mechanisch stabiler wird.
Im Folgenden sind Weiterbildungen angeführt, die unabhängig voneinander beliebig miteinander kombinierbar sind und jeweils für sich betrachtet vorteilhaft sind.
So können gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung die Kontaktflächen der ersten Kontaktebene auf im Vergleich zu den elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern starren Kontaktkörpern gebildet sein. Die Hauptlast des Steckkontaktes kann vorzugsweise auf den Kontaktflächen der ersten Kontaktebene liegen. Die flexibel gestalteten Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene können beispielsweise nur die Mindestnormalkraft aufbringen, um den Steckkontakt zu kontaktieren, während der Steckkontakt aus mechanischer Sicht hauptsächlich auf den festen Kontaktpunkten aufliegt. Durch die starren Kontaktkörper der ersten Kontaktebene kann die mechanische Stabilität weiter verbessert werden.
Die Kontaktanordnung kann an einer Buchse und/oder einem Stecker angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die erste Kontaktebene und/oder die zweite Kontaktebene von jeweils drei Kontaktflächen aufgespannt sein. Die Kontaktflächen können in einem Dreieck angeordnet sein, um auf eine einfache Weise eine statisch bestimmte Kontaktebene zu schaffen. Insbesondere die erste Kontaktebene kann von drei Kontaktflächen aufgespannt sein, da aus mechanischer Sicht der Steckkontakt hauptsächlich auf den Kontaktflächen der ersten Kontaktebene aufliegt. Durch die statische Bestimmtheit, zumindest der ersten Kontaktebene, kann die mechanische Stabilität des Systems weiter verbessert werden. Die Kontaktflächen können gleichmäßig kontaktiert werden und ein Wanken des Steckkontaktes kann verhindert werden.
Die zweite Kontaktebene kann ebenfalls von drei Kontaktflächen aufgespannt sein, wodurch sichergestellt werden kann, dass die zweite Kontaktebene ebenfalls auf eine einfache Weise statisch bestimmt ist. Weiterhin sind dadurch ständig sechs Kontaktflächen im Eingriff mit dem Steckkontakt, wobei die Kontaktflächen der ersten Kontaktebene eine im Vergleich zur zweiten Kontaktebene fixe Kontaktebene aufspannen und die Kontaktflächen der zweiten Kontaktebene eine relativ zur fixen Kontaktebene bewegliche, flexible Kontaktebene aufspannen. Beide Kontaktebenen sind statisch bestimmt, sodass der Steckkontakt sicher auf allen Kontaktflächen aufliegen kann.
Die Kontaktflächen der zweiten Kontaktebene können ebenfalls in einem Dreieck angeordnet sein, wobei das Dreieck der ersten Kontaktebene entgegengesetzt zum Dreieck der zweiten Kontaktebene angeordnet ist und sie sich überschneiden und die Ecken jeweils von einer Kontaktfläche gebildet sind. Insbesondere kann eine Ecke des ersten Dreieckes auf einer Basis des zweiten Dreieckes angeordnet sein und umgekehrt kann eine Ecke des zweiten Dreieckes auf einer Basis des ersten Dreieckes angeordnet sein. Durch die Anordnung in sich überschneidenden Dreiecken kann eine besonders platzsparende Ausgestaltung der Kontaktanordnung erreicht werden, wobei in einer ersten in Steckrichtung gelegenen Tiefe zwei Kontaktflächen einer Kontaktebene und eine Kontaktfläche der anderen Kontaktebene kontaktiert werden und in einer in Steckrichtung gelegenen, von der ersten Tiefe beabstandeten, zweiten Tiefe zwei Kontaktflächen der anderen Kontaktebene und eine Kontaktfläche der einen Kontaktebene kontaktiert werden.
Für einen möglichst einfachen Aufbau der Kontaktanordnung, können die Kontaktflächen der ersten und zweiten Kontaktebene von einer gemeinsamen Grundplatte hervorspringen.
Die Grundplatte kann mittelbar oder unmittelbar an einem elektrischen Anschluss, beispielsweise einem Kabelschuh, oder einem elektrischen Leiter befestigt sein. Beispielsweise kann die Grundplatte einen Crimpanschlussbereich enthalten, um eine elektrische Verbindung zwischen Kabel und Steckkontakt zu erzeugen. Die Grundplatte kann in der Buchsenkontaktanordnung in die Buchse eingesetzt sein und kann dabei aus der Buchse am in Steckrichtung hinten liegenden Ende aus der Buchse herausragen, wobei der herausragende Teil mittelbar oder unmittelbar an einem Anschluss oder einem elektrischen Leiter befestigt sein kann. Beispielsweise kann die Grundplatte auch mit einem elektrischen leitfähigen Kontaktkörper verschweißt sein.
Die Grundplatte kann vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt sein.
Um Bewegungen der Grundplatte relativ zur Buchse zu vermeiden und eine starre Verbindung zwischen Grundplatte und Buchse zu erzeugen, kann die Grundplatte formschlüssig mit der Buchse verbunden sein. Die Grundplatte kann in den Buchsenleerraum eingelegt sein und mithilfe von Laschen verrastet sein. Beispielsweise kann die Buchse mit Laschen versehen sein, die zwischen zwei senkrecht zur Steckrichtung in Richtung zur Aufnahme hin vorpsringenden Vorsprüngen gebogen sein, um eine Bewegung der Grundplatte in Steckrichtung relativ zur Buchse zu vermeiden. Dies kann zu einer weiteren Verbesserung der mechanischen Stabilität der Buchsenkontaktanordnung führen.
Die Grundplatte kann einstückig als monolithisches Bauteil mit den Kontaktflächen der ersten und/oder zweiten Kontaktebene gebildet sein. Dadurch kann die Handhabung und/oder die Herstellung der Grundplatte vereinfacht werden.
Die Kontaktflächen der ersten und/oder zweiten Kontaktebene können insbesondere an einem gewölbten Abschnitt der Kontaktkörper gebildet sein. Der Abschnitt kann vorzugsweise konvex gewölbt sein. Dies kann zu einer robusten und örtlich bestimmten Kontaktfläche führen, wobei der Scheitel der Wölbung als Kontaktfläche dienen kann.
Die Kontaktkörper der ersten und/oder zweiten Kontaktebene können durch plastische Verformung gebildet sein. Beispielsweise können die Kontaktkörper aus der Grundplatte gestanzt sein, wodurch die Kontaktkörper der ersten und/oder zweiten Kontaktebene durch einen einfachen Prozessschritt erzeugt werden.
Insbesondere die Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene können trapezförmig ausgebildet sein, wobei sich die Kontaktkörper in Richtung zu ihren freien Ende hin verjüngen. Demnach kann die Spannungsverteilung in den Kontaktkörpern optimiert werden. Die Kontaktkörper können beispielsweise als elastisch auslenkbare Kontaktzungen ausgebildet sein, deren Weite zum freien Ende hin abnimmt.
Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausgestaltung können die Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene Federschenkel aufweisen, die sich von einer Basis, beispielsweise zum Ankoppeln an die Grundplatte, bis zur Kontaktfläche erstrecken. Die Federschenkel können insbesondere trapezförmig ausgestaltet sein, um eine möglichst gute Spannungsverteilung zu erzeugen. Hierbei kann sich die Weite und/oder Materialstärke quer zur Erstreckungsrichtung zwischen Basis und Kontaktfläche in Richtung zur Kontaktfläche hin verjüngen.
Die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene können von sich schräg zur Steckrichtung zur Aufnahme hin erstreckenden Kontaktzungen gebildet sein. Die Kontaktzungen können dabei in einem Winkel zwischen etwa 30° und 150° zur Steckrichtung angeordnet sein, wobei die Kontaktzungen an einem Ende mit der Grundplatte verbunden sind und am freien Ende konvex gebogen sind. Die Kontaktfläche kann am freien Ende der Kontaktzunge gebildet sein und im Wesentlichen parallel zur Kontaktfläche der ersten Kontaktebene und der Steckrichtung angeordnet sein. Die Kontaktzungen können sich in Richtung zu einer in Steckrichtung vorne gelegenen Öffnung der Steckeraufnahme hin erstrecken.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können sich die Kontaktzungen jedoch in Richtung von der Öffnung weg erstrecken, sodass die Kontaktzungen eine Anlaufschräge bilden, an die der Steckkontakt entlang gleiten kann während dem Einstecken des Steckkontaktes in die Steckeraufnahme und dabei die Kontaktzungen in Richtung zur ersten Kontaktebene drücken.
Die Kontaktzungen können sich in Richtung zum freien Ende hin verjüngen. Die Weite quer zur Steckrichtung kann dabei zum freien Ende hin abnehmen, wodurch sich eine trapezförmige Ausgestaltung der Kontaktzungen ergibt und die Spannungsverteilung in einer Kontaktzunge optimiert wird.
Insbesondere kann die Materialstärke, insbesondere in Richtung zur Aufnahme, der Kontaktzungen zum freien Ende hin abnehmen. Dies kann nochmals die Spannungsverteilung verbessern. Darüber hinaus kann dies zu einer Verfestigung in der Kontaktfläche führen. Die Dichte des Materials am freien Ende kann dabei zunehmen, wodurch die Kontaktfläche mechanisch fester wird. Die Abnahme der Materialstärke kann beispielsweise durch Walzen erzeugt werden.
Die Buchse kann quer zur Steckrichtung aufweitbar sein. Die Buchse kann eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen, die sich in der Höhenrichtung gegenüberliegen und beim Aufweiten einen größeren Abstand zueinander aufweisen, als in dem ungeweiteten Zustand. Eine Höhe zwischen der Oberseite und der Unterseite kann durch das Aufweiten vergrößert werden. Die Höhe kann insbesondere auch durch das Einstecken des Steckkontakts vergrö-ßert werden. Dabei kann insbesondere die Höhe der Aufnahme synchron mit dem Aufweiten der Buchse zunehmen. Die Oberseite kann eine Lasche aufweisen, die gegen den Steckkontakt presst und diesen gegen die Kontaktflächen der ersten und zweiten Ebene drückt.
Die Buchse kann wenigstens eine, vorzugsweise zwei, als Feder ausgestaltete Seitenwand aufweisen. Die wenigstens eine Feder kann das Aufweiten der Buchse auf einfache Weise ermöglichen und die Kontaktnormalkraft am Steckkontakt erzeugen.
Die Federhärte der elastisch auslenkbaren Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene können eine geringere Federhärte aufweisen, als die wenigstens eine als Feder ausgestaltete Seitenwand.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung können die Kontaktflächen der ersten Kontaktebene und der zweiten Kontaktebene bei einem in die Steckeraufnahme eingesteckten Steckkontakt auf einer gemeinsamen planen Ebene angeordnet sein.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren exemplarisch näher beschrieben. In den Figuren sind Elemente, die einander hinsichtlich Aufbau und/oder Funktion entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die bei den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigte und beschriebene Merkmalskombination dient lediglich zur Erläuterung. Nach Maßgabe der obigen Ausführungen kann auf ein Merkmal eines Ausführungsbeispiels verzichtet werden, wenn es auf dessen technischen Effekt bei einer bestimmten Anwendung nicht ankommt. Umgekehrt kann nach Maßgabe der obigen Ausführungen bei einem Ausführungsbeispiel ein weiteres Merkmal hinzugefügt werden, wenn dessen technischer Effekt für eine bestimmte Anwendung vorteilhaft oder notwendig sein sollte.
Es zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Steckkontaktanordnung;
2 eine schematische Perspektivansicht einer Buchse einer erfindungsgemäßen Buchsenkontaktanordnung;
3 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung mit einer Grundplatte; und
4 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Steckkontaktanordnung.

Zunächst ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Buchsenkontaktanordnung 1 mit Bezug auf 1 erklärt. Der Verständlichkeit halber wird bei der Beschreibung ein kartesisches Koordinatensystem, mit einer Steckrichtung S einer Querrichtung Q und einer Höhenrichtung H, verwendet. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und dienen zur Erläuterung. So kann beispielsweise auch ein Steckkontakt mit einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung 3 versehen sein.
In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Buchsenkontaktanordnung 1 gezeigt. Die Buchsenkontaktanordnung 1 umfasst eine Buchse 2, die beispielsweise aus einem Metallblech durch Stanzen und Biegen geformt wurde und die in 2 in einer weiteren schematischen Perspektivansicht gezeigt ist sowie eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung 3.
Die Buchse 2 umfasst eine Oberseite 4 und eine Unterseite 6, die in Höhenrichtung H voneinander beabstandet sind. Die Oberseite 4 und Unterseite 6 sind mit sich in Höhenrichtung H erstreckenden Seitenwänden 8 miteinander verbunden. Die Seitenwände 8 sind durch Federn 10 gebildet, die eine Bewegung der Oberseite 4 relativ zur Unterseite 6 entlang der Höhenrichtung H ermöglicht. Die Buchse 2 kann entlang der Höhenrichtung H aufgeweitet und/oder komprimiert werden. Die Buchse 2 umgibt einen Buchsenleerraum 12, der beim Aufweiten in Höhenrichtung H zunimmt und beim Komprimieren abnimmt. Ein Teil des Buchsenleerraums 12 ist von einer Steckeraufnahme 14 gebildet, in die ein Steckkontakt 16, welcher in 1 schematisch dargestellt ist, entlang der Steckrichtung S in die Buchse 2 eingesteckt werden kann. Insbesondere kann das Einführen des Steckkontaktes 16 dazu führen, dass die Buchse 2 und die Steckeraufnahme 14 aufgeweitet werden. Eine erfindungsgemäße Steckkontaktanordnung 15 ist in 1 ebenfalls dargestellt, und umfasst einen Steckkontakt 16 und eine erfindungsgemäße Buchsenkontaktanordung 1.
In 1 ist ein kraftloser Zustand 17 gezeigt, der in dem gezeigten Beispiel bereits ein erster aufgeweiteter Zustand 19 ist. Durch Einführen des Steckkontakts 16 in die Steckeraufnahme 14 kann die Buchse 2 und die Steckeraufnahme 14 weiter aufgeweitet werden und in einen zweiten aufgeweiteten Zustand übergehen. Durch Kompression, beispielsweise durch Zusammendrücken an der Oberseite 4 und Unterseite 6 kann die Buchse 2 in Höhenrichtung H komprimiert werden, sodass er in ein Gehäuse 18 (in 1 nicht näher gezeigt) eingesetzt werden kann. Durch diese Kompression kann die Buchse 2 in einen ungeweiteten Zustand übergehen. Bei Wegnahme der Kraft kann die Buchse 2 wieder automatisch in den gezeigten ersten aufgeweiteten Zustand 19 übergehen.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die Konfiguration in 1 auch einem ungeweiteten Zustand 20 entsprechen und die Buchse 2 durch Einstecken des Steckkontakts 16 erst in einen aufgeweiteten Zustand überführt werden.
Die Buchse 2 weist in einem in Steckrichtung S liegenden vorderen Bereich eine erste Formschlussanordnung 22 mit einem Rastelement 24 auf. Durch die erste Formschlussanordnung 22 kann die Buchse 2 in einem nicht aufgeweiteten Zustand in einem entsprechenden Gehäuse 18 gehalten werden. Vorzugsweise verrastet das Rastelement 24 automatisch beim Einführen der Buchse 2 und stellt dadurch einen Formschluss her (siehe 4).
Des Weiteren verfügt die Buchse 2 in einem in Steckrichtung S hinteren Bereich über eine zweite Formschlussanordnung 26. Die zweite Formschlussanordnung 26 ist dazu ausgestaltet, in einem aufgeweiteten Zustand einen Formschluss mit dem Gehäuse 16 herzustellen. Die zweite Formschlussanordnung 26 ist durch einen Vorsprung 28 gebildet, der in der gezeigten Ausführungsform an der Oberseite 4 angebracht ist und gegenüber diesen in Höhenrichtung H vorspringt.
Die erste Formschlussanordnung 22 kann einen in Steckrichtung S wirkenden Formschluss mit dem Gehäuse 16 herstellen, wobei die zweite Formschlussanordnung 26 einen entgegen der Steckrichtung S wirkenden Formschluss mit dem Gehäuse 16 herstellen kann. Der Vorsprung 28 und/oder das Rastelement 24 kann durch Stanzen oder Prägen aus der Oberseite 4 geformt sein. Alternativ dazu oder auch zusätzlich kann an der Unterseite 6 ein Rastelement 24 und/oder ein Vorsprung 28 vorhanden sein.
Die Buchsenkontaktanordnung 1 umfasst neben der in 2 gezeigten Buchse 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung 3 mit einer Grundplatte 30, die in 3 in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt ist. Die Grundplatte 30 ist mit mehreren Kontaktelementen 32 versehen, die von einer Oberfläche 34 der Grundplatte 30 in Richtung zur Steckeraufnahme 14 hervorspringen.
Die Grundplatte 30 weist ein freies Ende auf, welches bis zum Anschlag entgegen der Steckrichtung S in die Buchse 2 eingesteckt werden kann, sodass wenigstens ein Abschnitt der Grundplatte 30 in der Buchse 2 eingelegt ist und die Kontaktelemente 32 in den Buchsenleerraum 12 hineinragen.
Die Buchse 2 ist hierfür an ihrem in Steckrichtung S vorne liegenden Ende mit einer Aufnahmetasche 36 versehen, die einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei in Höhenrichtung H voneinander beabstandeten Schenkel 38 und eine die beiden Schenkel 38 miteinander verbindenden Basis 40 in einer Ebene parallel, zu einer von der Steckrichtung S und Höhenrichtung H aufgespannten Ebene, aufweist. Das freie Ende der Grundplatte 30 kann entgegen der Steckrichtung S in die Aufnahmetasche 36 eingesetzt werden. Dabei schlägt das freie Ende der Grundplatte 30 gegen die Basis 40 der Aufnahmetasche 36 an und wird von den Schenkeln 38 umgriffen. Die Aufnahmetasche 36 kann beispielsweise durch Biegen geformt sein, wobei ein Schenkel 38 von der Unterseite 6 der Buchse 2 gebildet ist. Die Aufnahmetasche 36 stellt somit einen Formschluss mit der Grundplatte 30 entgegen der Steckrichtung S her.
Die Unterseite 6 der Buchse 4 ragt in Steckrichtung S über die Seitenwände 8 hinaus. Am hinausragenden Abschnitt ist die Unterseite 6 mit Laschen 42 versehen, die um einen Vorsprung in Höhenrichtung vorspringenden Vorsprung 44 gebogen werden können. Dadurch kann die Grundplatte 30 stabiler in der Buchse 2 gehalten werden. Der Vorsprung 44 kann eine Absenkung 46 aufweisen, um die die Lasche 42 umgebogen werden kann, sodass die Lasche 42 von dem Vorsprung 44 flankiert wird. Somit kann durch die Lasche 42 ein Formschluss in und entgegen der Steckrichtung S hergestellt werden und die Grundplatte 30 möglichst bewegungsstarr mit der Buchse verbunden sein.
Das von der Buchse 2 abgewandte Ende der Grundplatte 30 ist, wie in 1 dargestellt, mit einem Kabel 48 mit einem elektrischen Leiter 50 angebracht. Die Grundplatte 30 kann auch einen elektrischen Anschluss 49 enthalten, der mit dem Kabel 48 verbunden sein kann. Die Grundplatte 30 kann beispielsweise stoffschlüssig durch Schweißen mit dem elektrischen Leiter 50 verbunden sein. Elektrische Signale oder elektrische Leistung können durch die Buchsenkontaktanordnung 1 an den Steckkontakt 16 übertragen werden.
Die Grundplatte 30 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material geformt, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.
Eine erste Gruppe von Kontaktelementen 32 ist von einem starren, konvex gewölbten Kontaktkörper 52 gebildet, auf dessen Scheitel 53 eine Kontaktfläche 54 geformt ist zur Kontaktierung eines elektrisch leitfähigen Kontaktes 55 , wie zum Beispiel ein Steckkontakt 16. Die Kontaktflächen 54 der Kontaktkörper 52 weisen in Richtung zur Steckeraufnahme 14. Die Kontaktkörper 52 können insbesondere mechanisch robust ausgestaltet sein, sodass der Steckkontakt 16 auf der Kontaktfläche 54 stabil aufliegen kann. Die Kontaktflächen 54 der Kontaktkörper 52 bilden dabei eine erste Kontaktebene 56, die im Wesentlichen parallel zu einer von der Steckrichtung S und Querrichtung Q aufgespannten Ebene ist und die Steckeraufnahme 14 in Höhenrichtung H begrenzt.
Um auf eine einfache Weise ein statisch bestimmtes System zu erhalten, ist die erste Kontaktebene 56 vorzugsweise von drei Kontaktflächen 54 aufgespannt, die in einem Dreieck angeordnet sind, wobei zwei Kontaktflächen in einer in Querrichtung Q verlaufenden Reihe positioniert sind. Der Steckkontakt 16 liegt bei einem in die Steckeraufnahme 14 eingesteckten Steckkontakt 16 hauptsächlich auf den Kontaktflächen 54 der ersten Kontaktebene 56 auf. Daher kann die mechanische Stabilität einer erfindungsgemäßen Steckkontaktanordnung 15 durch das statisch bestimmte System weiter verbessert werden.
Zum Toleranzausgleich und zur Verbesserung der elektrischen und mechanischen Kontaktierung des Steckkontaktes 16, weist die Kontaktanordnung 3 und die Buchsenkontaktanordnung 1 eine zweite, von der ersten Kontaktebene 56 beabstandete und die erste Kontaktebene 56 in Höhenrichtung H überragende Kontaktebene 66 auf, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen 68 auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene 56 elastisch auslenkbaren Kontaktkörper 70 aufgespannt ist.
Die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper 70 sind von Kontaktzungen 72 gebildet, die von der Grundplatte 30 in Höhenrichtung H und entgegen der Steckrichtung S bis zu einem konvex gewölbten freien Ende 74, an deren Scheitel 75 die Kontaktflächen 68 der zweiten Ebene angeordnet sind. Die zweite Kontaktebene 66 ist ebenfalls statisch bestimmt aufgebaut mit drei Kontaktkörpern 70, die in einem Dreieck angeordnet sind. Somit können auch die Kontaktflächen 68 der zweiten Kontaktebene 66 gleichmäßig von dem Steckkontakt 16 kontaktiert werden.
Um eine besonders kompakte Kontaktanordnung 3 und/oder Buchsenkontaktanordnung 1 zu schaffen, ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Kontaktkörper 52 der ersten Kontaktebene 56 in einer in Querrichtung Q angeordneten ersten Reihe zwischen zwei Kontaktkörpern 70 der zweiten Kontaktebene 66 und umgekehrt in einer, von der ersten Reihe in Steckrichtung S beabstandeten, zweiten Reihe ein Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene 66 zwischen zwei Kontaktkörpern 52 der ersten Kontaktebene 56 angeordnet ist.
Die Kontaktzungen 72 verjüngen sich in Richtung zum freien Ende 74 hin, sodass sie einen trapezförmigen Zungenrücken 76 aufweisen. Dadurch kann die Spannungsverteilung der aufgrund der elastischen Auslenkung auf die Kontaktzungen 72 wirkenden Spannung verbessert werden. Weiterhin nimmt eine Materialstärke 78 in Höhenrichtung H ab, wodurch die Spannungsverteilung weiter verbessert wird und die Festigkeit der Kontaktfläche 68 weiter verstärkt werden kann.
Die Kontaktzungen 72 können sich gemäß einer nicht gezeigten Ausgestaltung auch in Steckrichtung S und Höhenrichtung H von der Grundplatte 30 weg erstrecken. Dadurch kann der Steckkontakt 16 beim Einstecken am Zungenrücken 76 entlang gleiten und die Kontaktzunge 72 in Richtung zur ersten Kontaktebene 56 auslenken.
Die Kontaktflächen 54, 68 der ersten und zweiten Kontaktebene 56, 66 sind einstückig als monolithisches Bauteil 80 gebildet. Hierfür können die Kontaktkörper 52, 70 durch plastische Verformung gebildet sein. Beispielsweise können die Kontaktkörper 52, 70 durch Stanzen geformt sein. Eine Kontaktzunge 72 erstreckt sich jeweils in ein die Grundplatte 30 durchsetzendes Fenster 82.
Die Kontaktflächen 54, 68 sind gewellt ausgestaltet, wodurch sich die Kontaktierung des Steckkontaktes 16 nochmals verbessert.
Die Kontaktebenen 56, 66 sind in Höhenrichtung H um die Höhe 84 voneinander beabstandet, wobei die erste Kontaktebene 56 die Steckeraufnahme 14 begrenzt und die zweite Kontaktebene 66 in der Steckeraufnahme 14 angeordnet ist.
Die starren Kontaktkörper 52 der ersten Kontaktebene 56 können insbesondere im Vergleich zu den Kontaktkörpern 70 der zweiten Kontaktebene 66 starr sein. Vorzugsweise kann die Federhärte der starren Kontaktkörper 52 härter sein als die Federhärte der Federn 10.
Die Federstärke der Federn 10 kann insbesondere stärker sein als die Federstärke der elastisch auslenkbaren Kontaktkörper 70, sodass die Kontaktkörper 70 beim Einstecken des Steckkontaktes 16 in die Steckeraufnahme 14 in Richtung zur ersten Kontaktebene 56 gedrückt wird. Insbesondere kann eine Mindestnormalkraft der Steckkontaktanordnung 15 die zweite Kontaktebene 66 so weit auslenken, dass die erste und zweite Kontaktebene 56, 66 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Die Buchse weist eine Anpresslasche 90 auf, die die Steckeraufnahme 14 in Höhenrichtung H begrenzt und von der ersten Kontaktebene 56 beabstandet ist, sodass sich die Steckeraufnahme 14 in Höhenrichtung H von der ersten Kontaktebene 56 zur Anpresslasche 90 erstreckt. Die zweite Kontaktebene 66 ist zwischen Anpresslasche 90 und ersten Kontaktebene 56 angeordnet, sodass die Anpresslasche 90 einen Steckkontakt 16 gegen die Kontaktflächen 68 der zweiten Kontaktebene 66 drückt und lenkt die Kontaktkörper 70 um die Höhe 84 in Richtung zur ersten Kontaktebene 56, sodass die Kontaktflächen 54, 68 auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Die elastisch auslenkbaren Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene 66 können somit eine Toleranz ausgleichen und zusätzliche elektrisch leitfähige Kontaktflächen 68 bereitstellen, während die starren Kontaktkörper 52 der ersten Kontaktebene 56 neben der elektrischen Kontaktierung zur mechanischen Stabilisierung dient. Aus mechanischer Sicht gesehen, liegt der Steckkontakt 16 hauptsächlich auf den Kontaktflächen 54 der ersten Kontaktebene 56 auf.
Daher kann durch die erfindungsgemäße Buchsenkontaktanordnung 1 eine mechanisch und elektrisch stabile Kontaktierung mit einer Vielzahl von Kontaktflächen erreicht werden.
Bezugszeichenliste

1: Buchsenkontaktanordnung
2: Buchse
3: Kontaktanordnung
4: Oberseite
6: Unterseite
8: Seitenwand
10: Feder
12: Buchsenleerraum
14: Steckeraufnahme
15: Steckkontaktanordnung
16: Steckkontakt
17: kraftloser Zustand
18: Gehäuse
19: aufgeweiteter Zustand
20: ungeweiteter Zustand
22: erste Formschlussanordnung
24: Rastelement
26: zweite Formschlussanordnung
28: Vorsprung
30: Grundplatte
32: Kontaktelement
34: Oberfläche
36: Aufnahmetasche
38: Schenkel
40: Basis
42: Lasche
44: Vorsprung
46: Absenkung
48: Kabel
49: elektrischer Anschluss
50: elektrischer Leiter
52: Kontaktkörper der ersten Kontaktebene
53: Scheitel
54: Kontaktfläche der ersten Kontaktebene
55: elektrisch leitfähiger Kontakt
56: erste Kontaktebene
66: zweite Kontaktebene
68: Kontaktfläche der zweiten Kontaktebene
70: Kontaktkörper der zweiten Kontaktebene
72: Kontaktzunge
74: freies Ende
75: Scheitel
76: Zungenrücken
78: Materialstärke
80: monolithisches Bauteil
82: Fenster
84: Höhe
90: Anpresslasche
H: Höhenrichtung
S: Steckrichtung
Q: Querrichtung

Claims

Kontaktanordnung (3) zur Kontaktierung eines elektrisch leitfähigen Kontaktes (55), mit einer ersten Kontaktebene (56), die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen (54) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanordnung eine von der ersten Kontaktebene (56) beabstandete und die erste Kontaktebene (56) überragende zweite Kontaktebene (66) aufweist, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen (68) auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene (56) elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern (70) aufgespannt ist.
Kontaktanordnung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (54) der ersten Kontaktebene (56) von im Vergleich zu den elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern (70) der zweiten Kontaktebene (66) starren Kontaktkörpern (70) gebildet sind.
Kontaktanordnung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Kontaktebene (56, 66) von jeweils drei Kontaktflächen (54, 68) aufgespannt ist.
Kontaktanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (54, 68) der ersten und zweiten Kontaktebene (56, 66) von einer gemeinsamen Grundplatte (30) hervorspringen.
Kontaktanordnung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (30) mittelbar oder unmittelbar an einem elektrischen Anschluss (49) und/oder einem elektrischen Leiter (50) befestigt ist.
Kontaktanordnung (3) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (30) einstückig als monolithisches Bauteil (80) mit den Kontaktflächen (54, 68) der ersten und zweiten Kontaktebene (56, 66) gebildet ist.
Kontaktanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (54, 68) der ersten und/oder zweiten Kontaktebenen (56, 66) konvex gewölbt sind.
Kontaktanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (54, 68) der ersten und/oder zweiten Kontaktebene (56, 66) durch plastische Verformung gebildet sind.
Kontaktanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper (70) der zweiten Kontaktebene (66) trapezförmig ausgebildet sind.
Buchsenkontaktanordnung (1) mit einer Buchse (2), die einen Buchsenleerraum (12) zumindest teilweise umgibt, und mit einer Steckeraufnahme (14) zur Aufnahme eines Steckkontaktes (16) in einer Steckrichtung (S), wobei die Steckeraufnahme (14) ein Teil des Buchsenleerraums (12) ist, und mit einer ersten Kontaktebene (56), die die Steckeraufnahme (14) quer zur Steckrichtung (S) begrenzt und von einer Mehrzahl von zur Steckeraufnahme (14) weisenden Kontaktflächen (54) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsenkontaktanordnung (1) eine von der ersten Kontaktebene (56) quer zur Steckrichtung (S) beabstandete und die erste Kontaktebene (56) überragende zweite Kontaktebene (66) aufweist, die von einer Mehrzahl von Kontaktflächen (68) auf wenigstens bis zur ersten Kontaktebene (56) elastisch auslenkbaren Kontaktkörpern (70) aufgespannt ist.
Buchsenkontaktanordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (30) formschlüssig mit der Buchse (2) verbunden ist.
Buchsenkontaktanordnung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper (70) der zweiten Kontaktebene (66) von schräg sich zur Steckrichtung (S), in Richtung zur Aufnahme hin erstreckenden Kontaktzungen (72) gebildet sind.
Steckkontaktanordnung (15), umfassend eine Buchsenkontaktanordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einen Steckkontakt (16).
Steckkontaktanordnung (15) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt (1) die Kontaktkörper (70) der zweiten Kontaktebene (66) quer zur Steckrichtung (S) auslenkt.
Steckkontaktanordnung (15) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei in die Steckeraufnahme (14) eingesteckten Steckkontakt (16) die erste Kontaktebene (56) und die zweite Kontaktebene (66) auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.