DE10339958A1

DE10339958A1 - Kontaktelement

Info

Publication number: DE10339958A1
Application number: DE2003139958
Authority: DE
Inventors: Niels Müller; Ronald Rebentisch
Original assignee: Biotronik SE and Co KG
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: DE10339958B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt zum elektrisch leitenden Anschluss an einen elektrischen Gegenkontakt, wobei der Steckkontakt einen Grundkörper aus elektrisch isolierendem oder leitfähigem Material und ein Kontaktfederelement (20) aus elektrisch leitendem Material aufweist und das Kontaktfederelement (20) derart vorgebogen ist, dass es sich im angeschlossenen Zustand einem Gegenkontakt konvex entgegenwölbt, so dass auf der dem Gegenkontakt abgewandten Seite des Kontaktfederelementes durch dessen Wölbung zwischen Kontaktfederelement und Grundkörper ein Hohlraum definiert ist, in den das Kontaktfederelement beim Anschluss an den Gegenkontakt federnd ausweichen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Steckkontakt ein Unterstützungsfederelement (24) aufweist, welches aus elastischem Material besteht und in dem Hohlraum derart angeordnet ist, dass es die Federwirkung des Kontaktfederelementes unterstützt und im angeschlossenen Zustand des Steckkontaktes eine von dem Kontaktfederelement auf den Gegenkontakt wirkende Anpresskraft erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für einen elektrischen Steckkontakt zum elektrisch leitenden Anschluss an einen Gegenkontakt, wobei der Steckkontakt einen Grundkörper aus elektrische isolierendem oder leitfähigem Material und ein Kontaktfederelement aus elektrisch leitendem Material aufweist und das Kontaktfederelement derart vorgebogen ist, dass es sich im angeschlossenen Zustand einem Gegenkontakt konvex entgegenwölbt, so dass auf der dem Gegenkontakt abgewandten Seite des Kontaktfederelementes durch dessen Wölbung zwischen Kontaktfederelement und Grundkörper ein Hohlraum definiert ist, in den das Kontaktfederelement beim Anschluss an den Gegenkontakt federnd ausweichen kann.

Steckkontakte der vorgenannte Art mit entsprechend vorgebogenen, beim Anschließen eines Gegenkontaktes federnd ausweichenden Kontaktfederelementen sind allgemein bekannt. Die Kontaktfederelemente sind dabei regelmäßig derart vorgebogen, dass sie in Folge des elastischen Zurückfederns beim Anschließen eines Gegenkontaktes mit einer Vorspannung gegen den Gegenkontakt drücken und so eine sichere elektrische Verbindung herstellen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere bei andauernder mechanischer Wechselbelastung nicht immer eine sichere und möglichst niederohmige elektrische Verbindung zwischen Steckkontakt und Gegenkontakt gewährleistet ist. Diese Problematik tritt ebenso in Kraftfahrzeugen auf, in denen es häufig zu einer rüttelnden Belastung von Steckkontakten kommt, wie auch beispielsweise bei elektromedizinischen Implantaten wie Herzschrittmachern oder Defibrillatoren. Im letztgenannten Fall sind insbesondere die elektrischen Anschlüsse zwischen Implantat und Elektrodenleitung betroffen, die für das korrekte Funktionieren des Implantats von entscheidender Bedeutung sind.

Trotz des bereits seit langem bestehenden Bedürfnisses nach sicheren und zuverlässigen elektrischen Steckkontakten besteht nach wie vor ein Bedarf an verbesserten Steckkontakten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Steckkontakt anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Steckkontakt der Eingangs genannten Art gelöst, welcher ein Unterstützungsfederelement aufweist, welches aus elastischem Material besteht und in dem Hohlraum derart angeordnet ist, es die Federwirkung des Kontaktfederelementes unterstützt und im angeschlossenen Zustand des Steckkontaktes eine von dem Kontaktfederelement auf den Gegenkontakt wirkende Anpresskraft erhöht.

Vorzugsweise bilden der Grundkörper und das Kontaktfederelement zusammen eine Anschlussbuchse, in der das Kontaktfederelement wenigstens eine nach Innen gewölbte Federzunge aufweist. Vorzugsweise weist das Kontaktfederelement mehrere Federzungen auf, die um eine Längsachse der Anschlussbuchse verteilte nebeneinander angeordnet und in Richtung der Längsachse gewölbt sind. Das Unterstützungsfederelement ist vorzugsweise ein Ring aus elastischem Kunststoff, der besonders vorteilhaft in dem durch die Wölbung der Kontaktfederelemente gebildeten Hohlraum angeordnet ist und die in der bevorzugten Ausführungsvariante nach Innen gerichtete Federkraft der Kontaktfederelemente unterstützt. Versuche haben ergeben, dass sich mit einer derartigen Anordnung eine wesentliche Verbesserung des Übergangswiderstandes in dem Sinne, dass der Kontakt weniger empfindlich gegenüber mechanischen Störungen ist, zwischen Steckkontakt und Gegenkontakt auch nach länger andauernder mechanischer Wechselbelastung ergibt.

Vorzugsweise weist der Grundkörper des elektrischen Steckkontaktes eine zylinderförmige Einstecköffnung auf, innerhalb der das Kontaktfederelement und das Unterstützungsfederelement derart angeordnet sind, dass das Unterstützungsfederelement in radialer Richtung des Steckkontaktes zwischen dem Kontaktfederelement und dem Grundkörper angeordnet ist. Im Zusammenhang mit einem Unterstützungsfederelement in Form eines Ringes aus elastischem Kunststoff ist es vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser des Ringes wenigstens annähernd einem Innendurchmesser einer zylinderförmigen Einstecköffnung des Grundkörpers entspricht. Ein derartiges Unterstützungsfederelement kann eine größere unterstützende Federwirkung auf die Federzungen ausüben, da sich das elastische Federelement auf seiner radial nach außen gewandten Umfangsfläche gegen die Innenwand der Einstecköffnung des Grundkörpers abstützen kann. Außerdem können bei geeigneter Bemessung des Kontaktfederelementes und des Ringes aus elastischem Kunststoff beide vormontiert in die Einstecköffnung des Grundkörpers eingeschoben werden.

Ein geeignetes Material insbesondere für ein Unterstützungsfederelement in Form eines Rings aus elastischem Kunststoff enthält Silikon.

Alternativ zu einem vom Grundkörper separaten Unterstützungsfederelement kann das Unterstützungsfederelement auch in den Grundkörper eingeformt sein, so dass es einstückig mit dem Grundkörper verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Grundkörper selbst aus elastischem Material beispielsweise elastischem Kunststoff besteht.

Das Kontaktfederelement ist vorzugsweise aus einem Rohrabschnitt mit mehreren Längsschlitzen geformt, wobei zwischen den Längsschlitzen verbleibende Rohrwandabschnitte vorzugsweise Federzungen bilden, die nach Innen gewölbt sind und die Längsschlitze so bemessen sind, dass sich die nach Innen gewölbten Federzungen nicht gegenseitig berühren.

In einer alternativen, vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Kontaktfederelement aus einem Flachblech durch Einbringen von Schlitzen und Formen des Flachblechs zu einem Zylinder gebildet, dessen Längsachse parallel zu den Schlitzen verläuft. Bei dieser Ausführungsvariante bilden die zwischen Schlitzen verbleibenden Blechabschnitte des Kontaktfederelementes vorzugsweise Federzungen, die nach Innen gewölbt sind. Die Schlitze sind dabei so bemessen, dass sich die nach Innen gewölbten Federzungen nicht gegenseitig berühren.

Im Zusammenhang mit allen genannten Ausführungsvarianten ist das Kontaktfederelement vorzugsweise so ausgebildet, dass es einen Hüllzylinderdurchmesser definiert, der wenigstens annähernd einem Innendurchmesser einer zylinderförmigen Einstecköffnung des Grundkörpers entspricht. Im Zusammenhang mit dem bereits zuvor beschriebenen Unterstützungsfederelement in Form eines Ringes aus elastischem Kunststoff ergibt sich ein aus Kontaktfederelement und Unterstützungsfederelement vormontierbares Kontaktfedermodul, welches sich leicht in die Einstecköffnung des Grundkörpers einfügen lässt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante umschließt somit das ringförmige Unterstüt zungsfederelement das Kontaktfederelement im Bereich von dessen Schlitzen und bildet zusammen mit dem Kontaktfederelement eine vormontierbare Einheit, die in die Einstecköffnung des Grundkörpers einführbar ist.

Vorzugsweise ist der Steckkontakt der vorbeschriebenen Art Bestandteil einer Anschlusseinheit für den Anschluss von Elektrodenleitungen eines implantierbaren Elektrotherapiegerätes, insbesondere eines Herzschrittmachers, Cardioverters, Defibrillators oder dergleichen. Eine derartige Anschlusseinheit eines Elektrotherapiegerätes wird häufig auch als Header bezeichnet und weist üblicherweise die Anschlussbuchsen für den Anschluss von Elektrodenleitungen auf.

Entsprechend besteht die Erfindung auch in einem Anschlussgehäuse für ein implantierbares Elektrotherapiegerät der vorgenannten Art, welches einen Steckkontakt der vorgenannten Art aufweist. Schließlich besteht die Erfindung auch in einem Elektrotherapiegerät wie einem Herzschrittmacher, Cardioverter, Defibrillator oder dergleichen, welches einen Steckkontakt der erfindungsgemäßen Art aufweist. Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Von den Figuren zeigen:
1 einen Herzschrittmacher mit Anschlussgehäuse in geschnittener Darstellung und angeschlossenem Elektrodenleitungsstecker;
2 einen Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten Anschlussgehäuse in vergrößerter, detaillierter Darstellung;
3a bis 3d eine vormontierte Einheit aus Kontaktfederelement und Unterstützungsfederelement in verschiedenen Ansichten und Schnitten; und
4a bis 4d eine alternative vormontierte Einheit mit einem Kontaktfederelement und einem Unterstützungsfederelement in verschiedenen Ansichten und Schnitten.
1 zeigt einen Herzschrittmacher 10 mit einem Anschlussgehäuse oder Header 12, der eine Steckbuchse 14 als Steckkontakt aufweist, in die ein Elektrodenleitungsstecker 16 eingesteckt ist. Der Elektrodenleitungsstecker entspricht der Norm IS-1.
2 zeigt in einem teilweise geschnitten dargestellten, vergrößerten Ausschnitt die Anschlussbuchse 14 des Headers 12 mit einer Hülse 18 für ein Kontaktfederelement 20 (3).
In 3 ist die Hülse 18 aus 2 mit eingesetztem Kontaktfederelement 20 dargestellt. 3a ist dabei eine perspektivische Darstellung. 3b ist eine Seitenansicht, 3c eine Frontansicht und 3d ein Schnitt entlang der Linie A-A in 3b.
Das Kontaktfederelement 20 weist mehrere, nach Innen gewölbte Federzungen 22 auf, die beim Einstecken eines Steckkontaktes wie des Elektrodenleitungssteckers 16 federnd nach außen ausweichen können und so bei eingestecktem Elektrodenleitungsstecker 16 federnd gegen entsprechende Kontaktflächen des Elektrodenleitungssteckers 16 drücken. Ebenfalls dargestellt ist ein Unterstützungsfederelement 24, welches das Kontaktfederelement 20 im Bereich der Wölbungen der Federzungen 22 umschließt. Das Unterstützungsfederelement 24 hat die Form eines Ringes aus Siliconkautschuk.
Wie den 4a bis 4d zu entnehmen ist, die bis auf die Hülse 18 der Ausführungsformen 3a bis 3d entsprechen, kann ein Kontaktfedermodul 26 als vormontierte Einheit aus lediglich zwei Teilen bestehen, nämlich aus dem Kontaktfederelement 20, welches die Federzungen 22 aufweist und dem diese umschließenden Unterstützungsfederelement 24.
Das in den 4a bis 4d dargestellte Federkontaktmodul 26 mit seinem Kontaktfederelement 20 und dem Unterstützungsfederelement 24 definiert einen Hüllzylinder, der es erlaubt, das Federkontaktmodul 26 in eine entsprechende zylinderförmige Einstecköffnung der Anschlussbuchse eines Herzschrittmachers einzuschieben. Da das aus Blech geformte, und in Umfangsrichtung nicht vollständig geschlossenen Kontaktfederelement 20 – wie den 3 und 4 zu entnehmen ist – aufgrund der im Umfang bestehenden Lücke 28 in Umfangsrichtung komprimierbar ist, kann das Kontaktfederelement aus 4 auch in eine solche zylindrische Einstecköffnung eingeführt werden, die im Bereich ihrer Mündung enger ist, als in dem Bereich, der als Sitz für das Federkontaktmodul 26 vorgesehen ist. In eine derartige Öffnung kann das Kontaktfederelement 20 in komprimierter Form eingeschoben werden, so die Mündung passieren, um dann auf den in 4 dargestellten Zustand zu entspannen, sobald, es seinen Sitz erreicht hat. Durch das Entspannen vergrößert sich der Durchmesser des Kontaktfederelementes, so dass es durch die verengte Mündung oder Eintrittsöffnung der Einstecköffnung nicht mehr herausfallen kann.
Auch die in 3 dargestellte Variante mit einer eine Einheit nach Art des Federkontaktmoduls umschließenden Hülse 18 kann als vormontierte Einheit erzeugt werden.
Eine Variante der in 3 dargestellten Einheit besteht darin, dass anders als in 3 dargestellt die Hülse 18 und das Unterstützungsfederelement 24 aus einem Stück bestehen, bei dem das Unterstützungs federelement ein nach innen ragender ringförmiger Vorsprung der entsprechenden Hülse ist. Bei einer derartigen Variante lässt sich ein Kontaktfederelement wie das Kontaktfederelement 20 mit einer entsprechenden Lücke 28 im Umfang ohne weiteres einsetzen und ist anschließend gegen Herausfallen gesichert.

Claims

Elektrischer Steckkontakt zum elektrisch leitenden Anschluss an einen elektrischen Gegenkontakt, wobei der Steckkontakt einen Grundkörper aus elektrisch isolierendem oder leitfähigem Material und ein Kontaktfederelement (20) aus elektrisch leitendem Material aufweist und das Kontaktfederelement (20) derart vorgebogen ist, dass es sich im angeschlossen Zustand einem Gegenkontakt konvex entgegenwölbt, so dass auf der dem Gegenkontakt abgewandten Seite des Kontaktfederelementes durch dessen Wölbung zwischen Kontaktfederelement und Grundkörper ein Hohlraum definiert ist, in den das Kontaktfederelement beim Anschluss an den Gegenkontakt federnd ausweichen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Steckkontakt ein Unterstützungsfederelement (24) aufweist, welches aus elastischem Material besteht und in dem Hohlraum derart angeordnet ist, dass es die Federwirkung des Kontaktfederelementes unterstützt und im angeschlossenen Zustand des Steckkontaktes eine von dem Kontaktfederelement auf den Gegenkontakt wirkende Anpresskraft erhöht.
Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Grundkörper und Kontaktfederelement (20) zusammen eine Anschlussbuchse bilden und das Kontaktfederelement wenigstens eine nach innen gewölbte Federzunge aufweist.
Steckkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) mehrere Federzungen (22) aufweist, die um eine Längsachse der Anschlussbuchse herum verteilt nebeneinander angeordnet und in Richtung der Längsachse (15) gewölbt sind.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper eine zylinderförmige Einstecköffnung aufweist, innerhalb der das Kontaktfederelement (20) und das Unterstützungsfederelement (24) derart angeordnet sind, dass das Unterstützungsfederelement (24) in radialer Richtung des Steckkontaktes zwischen Kontaktfederelement und Grundkörper angeordnet ist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsfederelement (24) von einem Ring aus elastischem Kunststoff gebildet ist.
Steckkontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Ringes wenigstens annährend einem Innendurchmesser einer zylinderförmige Einstecköffnung des Grundkörpers entspricht.
Steckkontakt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kunststoff Silikon enthält.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsfederelement (24) in den Grundkörper eingeformt und einstückig mit diesem verbunden ist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) aus einem Rohrabschnitt mit mehreren Längsschlitzen geformt ist.
Steckkontakt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Längsschlitzen verbleibende Rohrwandabschnitte Federzungen (22) bilden, die nach innen gewölbt sind, wobei die Längsschlitze so bemessen sind, dass sich die nach innen gewölbten Federzungen (22) nicht gegenseitig berühren.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) aus einem Flachblech durch Einbringen von Schlitzen und Formen des Flachbleches zu einem Zylinder, dessen Längsachse parallel zu den Schlitzen verläuft, gebildet ist.
Steckkontakt nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schlitzen verbleibende Blechabschnitte des Kontaktfederelementes (20) Federzungen (22) bilden, die nach innen gewölbt sind, wobei die Schlitze so bemessen sind, dass sich die nach innen gewölbten Federzungen (22) nicht gegenseitig berühren.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement einen Hüllzylinderdurchmesser definiert, der wenigstens annährend einem Innendurchmesser einer zylinderförmige Einstecköffnung des Grundkörpers entspricht.
Steckkontakt nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 7 sowie einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Unterstützungsfederelement (24) das Kontaktfederelement (20) im Bereich der Schlitze umschließt und mit diesem zusammen eine vormontierbare Einheit (26) bildet, die in die Einstecköffnung des Grundkörpers einführbar ist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil einer Anschlusseinheit für den Anschluss von Elektrodenleitungen eines implantierbaren Elektrotherapiegerätes, insbesondere eines Herzschrittmachers, Kardioverters, Defibrillators oder dergleichen ist.
Anschlussgehäuse (12) für ein implantierbares Elektrotherapiegerät, insbesondere einen Herzschrittmacher, Kardioverter, Defibrillator oder dergleichen, gekennzeichnet durch einen Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Elektrotherapiegerät (10), insbesondere Herzschrittmacher, Kardioverter, Defibrillator oder dergleichen, gekennzeichnet durch einen Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Federkontaktmodul (26) mit einem Kontaktfederelement (20) und einem Unterstützungsfederelement (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.