DE10204977A1

DE10204977A1 - Kontaktelement

Info

Publication number: DE10204977A1
Application number: DE2002104977
Authority: DE
Inventors: Jochen Wessner; Piotr Deptula; Holger Dietz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-14
Also published as: WO2003067712A1

Abstract

Es wird ein Kontaktelement (1) vorgeschlagen, mit dem sich der Kontaktstift eines Bauelements einfach und sicher elektrisch kontaktieren lässt. Das Kontaktelement (1) umfasst einen im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten Randbereich (2), von dem mindestens zwei nach innen gerichtete Kontaktbereiche (3 bis 5) ausgehen. Die Kontaktbereiche (3 bis 5) sind so angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement (1) eingesteckten Kontaktstift ausüben, sich aber nicht in den standardmäßig vorhandenen Bohrungen des Kontaktstifts verhaken können. Dazu ist mindestens ein Kontaktbereich (3) als bügelartige Einstülpung des ringförmigen Randbereichs (2) ausgebildet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktstifts, insbesondere eines Kontaktstifts eines Bauelements, mit einem im wesentlichen ringförmig ausgebildeten Randbereich, von dem mindestens zwei nach innen gerichtete Kontaktbereiche ausgehen, wobei die Kontaktbereiche so ausgebildet sind, dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement eingesteckten Kontaktstift ausüben.
Aus der Praxis ist es bekannt, zur elektrischen Kontaktierung von Bauelementen, wie Relais und/oder Sicherungen, Stanzgitter aus leitendem Blech einzusetzen. Die stanzgitterseitigen Kontaktierungen werden entweder mit Hilfe von Verbindungstechniken, wie Verlöten oder Verschweißen dar Kontaktstifte mit den im Stanzgitter ausgebildeten Leiterbahnen, hergestellt oder durch Schneid-Klemm- Verbindungen, bei denen der stanzgitterseitige Kontakt aus der Ebene herausgebogen wird.
Viele Anwendungen, wie z. B. die elektrische Kontaktierung von Relais und Sicherungen in der Sicherungsbox eines Kraftfahrzeugs, erfordern eine räumliche Anordnung von vier bis fünf Kontaktstiften auf einer Fläche von ca. 22 mm × 18 mm. Auch aufgrund der räumlichen Randbedingungen, Größe und Federweg, ist in diesen Fällen die elektrische Kontaktierung in einer Stanzgitterebene mit den aus der Praxis bekannten Mitteln häufig nicht möglich. Deshalb werden die Bauelemente bei diesen Anwendungen in der Regel über mehrlagige, aus mehreren Einzelteilen bestehende Stanzgitter kontaktiert. Bei der Herstellung eines solchen Stanzgitters für ein Bauelement muss die entsprechende Abwicklung ahne gegenseitige Berührung oder Kollisionen möglich sein.
Die Verwendung von mehrlagigen und aus mehreren Einzelteilen bestehenden Stanzgittern zur elektrischen Kontaktierung von Bauelementen, wie Relais und Sicherungen, ist sehr aufwendig im Hinblick auf die Herstellung der Einzelteile und deren Assemblage. Außerdem ist eine so hergestellte Schaltungsanordnung aufgrund der Menge des für die elektrische Kontaktierung verwendeten Materials relativ schwer und benötigt einen relativ großen Bauraum.
In der deutschen Patentanmeldung 101 60 871.3 wird ein Kontaktelement der eingangs genannten Art beschrieben, das sich in einem einlagigen Stanzgitter erzeugen lässt. Mit Hilfe eines solchen Kontaktelements können bei geringem Herstellungs- und Assemblageaufwand Schaltungsanordnungen mit relativ geringem Gewicht und Bauraumbedarf realisiert werden. Das in der deutschen Patentanmeldung 101 60 871.3 beschriebene Kontaktelement ist aus einem Stück gefertigt und in Form eines geschlossenen, ebenen, ringförmigen Elements ausgebildet, das vorzugsweise drei nach innen gerichtete deformierbare Haltenasen aufweist.
Die Kontaktstifte von Bauelementen, wie Relais und Sicherungen, sind standardmäßig in Form von Blechstreifen realisiert, die von der Unterseite des Bauelementegehäuses abragen. Entsprechend der deutschen Patentanmeldung 101 60 871.3 ist für jeden Kontaktstift ein eigenes Kontaktelement vorgesehen. Zwei der drei Haltenasen des Kontaktelements greifen an der einen Hauptoberfläche des flächigen Kontaktstifts an, und zwar in den beiden seitlichen Randbereichen der Hauptoberfläche, während die dritte Haltenase mittig auf die andere Hauptoberfläche des Kontaktstifts einwirkt. Auf diese Weise wird eine gute Klemmwirkung auf den Kontaktstift erzielt.
In der Praxis ist es oftmals erforderlich, einzelne Bauelemente einer Schaltungsanordnung auszutauschen. Diesbezüglich erweisen sich die in der deutschen Patentanmeldung 101 608 71.3 beschriebenen Kontaktelemente als problematisch. Die Kontaktstifte vieler Bauelemente sind standardmäßig mit einer meist mittig angeordneten Bohrung versehen, in der sich eine Haltenase des bekannten Kontaktelements sowohl beim Einbau als auch beim Ausbau des Bauelements leicht verhaken kann.

Vorteile der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kontaktelement der eingangs genannten Art vorgeschlagen, mit Kontaktbereichen, die sich aufgrund ihrer Ausbildung und/oder Anordnung nicht in den standardmäßig vorhandenen Bohrungen der Kontaktstifte eines Bauelements verhaken können.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mindestens ein Kontaktbereich als bügelartige Einstülpung das ringförmigen Randbereichs ausgebildet ist.
Mit Hilfe eines bügelartig ausgebildeten Kontaktbereichs lassen sich außerdem Positionstoleranzen des Kontaktstifts und Ungenauigkeiten im Stanzgitter sehr gut ausgleichen, so dass durch das erfindungsgemäße Kontaktelement eine zuverlässige elektrische Kontaktierung gewährleistet ist.
Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung des erfindungsgemäßen Kontaktelements, insbesondere im Hinblick auf die Anzahl, Anordnung und Art der miteinander kombinierten Kontaktbereiche
In einer vorteilhaften Variante sind zwei Kontaktbereiche in Form von bügelartigen Einstülpungen des ringförmigen Randbereichs vorgesehen, die im wesentlichen einander gegenüberliegend angeordnet sind, so dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement eingesteckten Kontaktstift ausüben. In diesem Fall kann die Klemmwirkung dadurch verbessert werden, dass sich die beiden bügelartigen Einstülpungen des Randbereichs zumindest in ihrer Breite unterscheiden.
In einer anderen Variante umfasst das erfindungsgemäße Kontaktelement neben dem mindestens einen bügelartig ausgebildeten Kontaktbereich mindestens einen Kontaktbereich in Form einer nach Innen gerichteten Haltenase. Eine besonders gute Klemmwirkung wird erzielt, wenn zwei voneinander beabstandete Haltenasen auf einer Seite des Randbereichs ausgebildet sind und die bügelartige Einstülpung auf der gegenüberliegenden Seite des Randbereichs zwischen den beiden Haltenasen ausgebildet ist.
Wie bereits erwähnt, sind die Kontaktbereiche das erfindungsgemäßen Kontaktelements so ausgebildet, dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement eingesteckten Kontaktstift ausüben. Bei geeigneter Anordnung und Dimensionierung der Kontaktbereiche in Abhängigkeit von der Geometrie der Kontaktstifte kann eine solche Klemmwirkung grundsätzlich auch bei starrer Ausbildung des Kontaktelements realisiert werden. Im Hinblick auf eine einfache Montage der Bauelemente mit der Möglichkeit, Ungenauigkeiten bei der Dimensionierung und Positionierung sowohl der Bauelemente als auch der Kontaktelemente auszugleichen, erweist es sich jedoch als vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche deformierbar sind und beim Einstecken eines Kontaktstifts in das Kontaktelement deformiert werden. Die Klemmwirkung kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass die Kontaktbereiche elastisch deformierbar sind. In diesem Fall kann ein Bauelement auch einfach ausgetauscht und durch ein neues Bauelement ersetzt werden, ohne dass Probleme bei der erneuten elektrischen Kontaktierung zu erwarten sind.
Im Hinblick auf die Fertigung des erfindungsgemäßen Kontaktelements erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Randbereich eine im wesentlichen ovale oder halbkreisförmige Grundform aufweist. Von besonderem Vorteil ist es, dass das erfindungsgemäße Kontaktelement in einer Ebene einstückig ausgebildet werden kann und sich deshalb auch als Stanzteil aus einem einlagigen Stanzblech fertigen lässt.

Zeichnungen

Wie bereits voranstehend ausführlich erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen verwiesen.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement mit nicht gebogenen Kontaktbereichen,
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Kontaktelement mit umgebogenen Kontaktbereichen und
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Achse B-B durch das in Fig. 2 dargestellte Kontaktelement.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kontaktelement 1 dient zur elektrischen Kontaktierung des Kontaktstifts eines Bauelements, wie z. B. einer Sicherung oder eines Relais. Derartige Kontaktelemente eignen sich beispielsweise für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Das Kontaktelement 1 ist insbesondere für Kontaktstifte konzipiert, die in Farm eines Blechstreifens mit einer mittigen Bohrung realisiert sind.
Das Kontaktelement 1 umfasst einen ringförmig ausgebildeten Randbereich 2 mit einer geschlossenen, im wesentlichen ovalen Grundform. Von dem Randbereich 2 gehen im hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei nach innen gerichtete Kontaktbereiche 3, 4 und 5 aus. Die Kontaktbereiche 3, 4 und 5 sind so angeordnet und dimensioniert, dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement 1 eingesteckten Kontaktstift ausüben können, obwohl die Öffnung 6 des Kontaktelements 1 deutlich größer als dar Kontaktstift dimensioniert ist.
Das Kontaktelement 1 ist in einer Ebene einstückig ausgebildet und als Stanzteil aus einem einlagigen Stanzblech gefertigt. Es ist über ebenfalls im Stanzblech ausgebildeten - hier nicht dargestellten - Leiterbahnen mit weiteren elektrischen Bauelementen einer Schaltungsanordnung verbunden.
Erfindungsgemäß ist der Kontaktbereich 3 als bügelartige Einstülpung des ringförmigen Randbereichs 2 ausgebildet. Die anderen beiden Kontaktbereiche 4 und 5 sind jeweils in Form einer nach Innen gerichteten Haltenase ausgebildet und voneinander beabstandet auf einer langen Seite des Randbereichs 2 angeordnet. Der bügelartige Kontaktbereich 3 ist auf der gegenüberliegenden langen Seite des Randbereichs 2 zwischen den beiden Haltenasen 4 und 5 angeordnet. Aufgrund seiner bügelartigen Ausbildung kann sich der mittig angeordnete Kontaktbereich 3 nicht in einer mittig angeordneten Bohrung des Kontaktstifts verhaken.
Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen, dass sowohl der bügelartige Kontaktbereich 3 als auch die Haltenasen 4 und 5 des Kontaktelements 1 elastisch deformierbar sind und beim Einstecken eines Kontaktstifts in das Kontaktelement 1 aus der Ebene des Kontaktelements 1 herausgebogen werden. Beim Einsteckvorgang bilden die Kontaktbereiche 3 bis 5 dadurch einen Einführtrichter für den Kontaktstift.
Durch die Klemmwirkung der Kontaktbereiche 3 bis 5 wird der Kontaktstift zum einen sicher gehalten, so dass den Einsteck- bzw. Ausziehkräften beim Einstecken bzw. Herausziehen des Kontaktstifts in bzw. aus dem Kontaktelement 1 ein definierter, reproduzierbarer Wert zugeordnet werden kann. Dabei hängen die Steck- und Haltekräfte sowohl vom gewählten Spaltmaß zwischen den Kontaktbereichen 3 bis 5 wie auch von den Abmessungen des Kontaktstifts ab. Zum anderen wird der Kontaktstift aufgrund der Klemmwirkung der Kontaktbereiche 3 bis 5 auch zuverlässig elektrisch kontaktiert, so dass dem Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktelement 1 und dem Kontaktstift ein definierter, reproduzierbarer Wart zugeordnet werden kann.
Die elastische Deformierbarkeit der Kontaktbereiche eines erfindungsgemäßen Kontaktelements und auch eine flexible, d. h. ebenfalls deformierbare, Anbindung der einzelnen Kontaktelemente im Stanzgitter ermöglichen einen Ausgleich von Positionstoleranzen der Kontaktstifte und Ungenauigkeiten im Stanzgitter.

Claims

1. Kontaktelement (1) zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktstifts, insbesondere eines Kontaktstifts eines Bauelements, mit einem im wesentlichen ringförmig ausgebildeten Randbereich (2), von dem mindestens zwei nach innen gerichtete Kontaktbereiche (3 bis 5) ausgehen, wobei die Kontaktbereiche (3 bis 5) so ausgebildet sind, dass sie eine Klemmwirkung auf einen in das Kontaktelement (1) eingesteckten Kontaktstift ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontaktbereich (3) als bügelartige Einstülpung des ringförmigen Randbereichs (2) ausgebildet ist.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktbereiche in Form von bügelartigen Einstülpungen des ringförmigen Randbereichs vorgesehen sind und dass die beiden Kontaktbereiche im wesentlichen einander gegenüberliegend angeordnet sind.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden bügelartigen Einstülpungen des Randbereichs zumindest in ihrer Breite unterscheiden.

4. Kontaktelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontaktbereich (4, 5) in Form einer nach innen gerichteten Haltenase ausgebildet ist.

5. Kontaktelement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei voneinander beabstandete Haltenasen (4, 5) auf einer Seite des Randbereichs (2) ausgebildet sind und dass die bügelartige Einstülpung (3) auf der gegenüberliegenden Seite des Randbereichs (2) zwischen den beiden Haltenasen (4, 5) ausgebildet ist.

6. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (3 bis 5) deformierbar sind und beim Einstecken eines Kontaktstifts in das Kontaktelement (1) deformiert werden.

7. Kontaktelement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (3 bis 5) elastisch deformierbar sind.

8. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (2) eine im wesentlichen ovale oder halbkreisförmige Grundform aufweist.

9. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es in einer Ebene einstückig ausgebildet ist.

10. Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es als Stanzteil aus einem Stanzblech gefertigt ist.

11. Verwendung von Kontaktelementen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Kontaktierung von Sicherungen und/oder Relais, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

12. Verwendung von Kontaktelementen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in einem Bordnetzsteuergerät für ein Kraftfahrzeug.