DE10339958B4

DE10339958B4 - Elektrischer Steckkontakt

Info

Publication number: DE10339958B4
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: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: DE10339958A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt zum elektrisch leitenden Anschluss an einen 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. Der Steckkontakt weist weiterhin ein Unterstützungsfederelement (24) auf, 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. Dabei zeichnet sich der Steckkontakt dadurch aus, dass das Unterstützungsfederelement (24) in den Grundkörper eingeformt und einstückig mit diesem verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft 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. Weiterhin weist der elektrische Steckkontakt ein Unterstützungsfederelement auf, 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
Steckkontakte mit entsprechend vorgebogenen, beim Anschließen eines Gegenkontaktes federnd ausweichenden Kontaktfederelementen sind allgemein bekannt und beispielsweise in EP 1 119 077 B1 dargestellt. Die Kontaktfederelemente bestehen dabei aus einzelnen Zungen und 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.
Eine mögliche Lösung des Kontaktierungsproblems ist schon in der EP 1 119 077 B1 selbst dargestellt. Es werden einzelne vorgebogene Kontaktzungen mit einem ausgestanzten Trägerband vorgespannt, um so eine sichere ausgleichende Kontaktierung herzustellen. Schon aus der Vielzahl der einzeln hergestellten Kontaktzungen lassen sich die Schwierigkeiten bei der Herstellung beispielsweise kleiner Steckkontakte erkennen.
Alternative Möglichkeiten von Steckkontakten gerade im Bereich kleiner Steckkontakte sind aus der DE 42 42 972 A1 bekannt. Dort wird durch Ausstanzen ein „leiterförmiges" Federstahlblech erstellt und zu einem zylinderförmigen Kontaktelement geformt. Die „Sprossen" der „Leiter" bilden die Kontaktzungen. Mittig jeder Kontaktzunge wird eine Einbuchtung in Richtung der Mittelachse des Hüllzylinders vorgenommen, um die Kontaktierung zu verbessern.
Auch hier stellt sich das Problem der zuverlässigen Kontaktierung. Deshalb wurden in der DE 42 42 972 A1 als Verbesserung weitere in Richtung Mittelachse des Hüllzylinders gebogene Federzungen so am Kontaktelement angefügt, dass weitere Kontaktstellen gegenüber den Zungen entstehen. So soll eine sichere und effektive Kontaktierung ermöglicht werden. Diese Lösung hat jedoch auch den Nachteil, dass eine aufwändige Herstellung notwendig ist. Außerdem ist bei hoher Belastung die Fehleranfälligkeit beispielsweise durch Bruch der angefügten zusätzlichen Federzungen möglich.
Eine Lösung der soeben genannten Probleme solcher einfachen, aus einem Federblech oder Röhrchen hergestellten Kontaktelemente sind in der DE 1 044 204 oder der DE 31 11 287 C2 bekannt. Exemplarisch ist aus der DE 31 11 287 C2 ein oben erwähntes Federstahlblech bekannt, bei dem zur Unterstützung und Sicherstellung der Kontaktierung ein ringförmiges Unterstützungselement vorgesehen ist. Dieses Unterstützungselement ist von außen an der Stelle des zylinderförmigen Kontaktelementes vorgesehen, an dem die erwähnten Einbuchtungen der einzelnen Federzungen die Kontaktierung herstellen. Somit entsteht ein weitgehend zylinderförmiges Kontaktmodul, welches einfach in einem Grundkörper montiert werden kann. Nun hat es sich herausgestellt, dass solche Ringe gerade bei der Montage störanfällig sind. Die Produktion wird zudem dadurch erschwert, dass ein zusätzliches Bauteil in Form eines ringförmigen Unterstützungselementes benötigt wird.
Trotz des bereits seit langem bestehenden Bedürfnisses nach sicheren und zuverlässigen elektrischen Steckkontakten besteht nach wie vor ein Bedarf an verbesserten Steckkontakten, die einfach hergestellt werden können und sehr einfach und mit wenigen Bauteilen kostengünstig montiert werden können.
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 in den Grundkörper eingeformt und einstückig mit diesem verbunden ist.
Der Grundkörper ist dabei vorzugsweise eine Hülse, wobei das eingeformte Unterstützungsfederelement besonders bevorzugt ein nach innen ragender ringförmiger Vorsprung der Hülse ist.
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 Kontaktfe derelement 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.
Ein geeignetes Material insbesondere für ein Unterstützungsfederelement in Form eines Rings aus elastischem Kunststoff enthält Silikon.
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.
Vorzugsweise ist der Steckkontakt der vorbeschriebenen Art Bestandteil einer Anschlusseinheit für den Anschluss von Elektrodenleitungen eines implantierbaren Elektrotherapiegerätes, insbesondere eines Herzschrittmachers, Cardioverters oder Defibrillators. 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 oder Defibrillator, 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
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 dem 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.

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 (20) und Grundkörper ein Hohlraum definiert ist, in den das Kontaktfederelement beim Anschluss an den Gegenkontakt federnd ausweichen kann, und 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 (20) unterstützt und im angeschlossenen Zustand des Steckkontaktes eine von dem Kontaktfederelement (20) auf den Gegenkontakt wirkende Anpresskraft erhöht, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsfederelement (24) in den Grundkörper eingeformt und einstückig mit diesem verbunden ist.
Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Grundkörper und Kontaktfederelement (20) zusammen eine Anschlussbuchse (14) bilden und das Kontaktfederelement (20) wenigstens eine nach innen gewölbte Federzunge (22) aufweist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 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 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper eine Hülse (18) ist.
Steckkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsfederelement (24) ein nach innen ragender ringförmiger Vorsprung der Hülse (18) ist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) mehrere Federzungen (22) aufweist, die um eine Längsachse (15) der Anschlussbuchse (14) herum verteilt nebeneinander angeordnet und in Richtung der Längsachse (15) gewölbt sind.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) aus einem Rohrabschnitt mit mehreren Längsschlitzen geformt ist.
Steckkontakt nach Anspruch 7, 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 6, 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 9, 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 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktfederelement (20) einen Hüllzylinderdurchmesser definiert, der wenigstens annährend einem Innendurchmesser einer zylinderförmige Einstecköffnung des Grundkörpers entspricht.
Anschlussgehäuse (12) für ein implantierbares Elektrotherapiegerät, gekennzeichnet durch einen Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Implantierbares Elektrotherapiegerät (10), gekennzeichnet durch einen Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 11.