DE19527425C1 - Elektrischer Anschlußverbinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Anschlußverbinder aus.

Derartige elektrische Anschlußverbinder sind dafür vorgesehen, um über einen Gegenkontakt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einer elektrischen Leitung und einer weiteren elektrischen Leitung oder einem elektrischen Aggregat zu ermöglichen. Solche elektrischen Anschlußverbinder sind in und an den unterschiedlichsten Geräten des täglichen Bedarfs vorzufinden.

Ein gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches ausgebildeter elektrischer Anschlußverbinder ist durch die FR 1 152 652 bekanntgeworden. Dieser elektrische Anschlußverbinder besteht aus einem sich einerseits an einer Federeinrichtung abstützenden Kontaktträger, der andererseits mit einem Kontaktelement versehen ist. Das Kontaktelement ist wiederum an dem Bauteil festgelegt, welches sowohl die Federeinrichtung als auch den Kontaktträger führend aufnimmt. Mehrere Kontaktzungen sind an einen rahmenförmigen Grundbereich des Kontaktträgers angeformt und zur Kontaktierung des Gegenkontaktes vorgesehen. Die Kontaktzungen erstrecken sich ausgehend von ihren Anbindungsstellen jeweils in Richtung auf die den Rahmenausschnitt durchstoßende Mittellinie und sind in eine Richtung höhenversetzt aus der Ebene des Grundbereiches ausgestellt. Wagen der Befestigung des Kontaktelementes an dem die Führung des Kontaktträgers übernehmenden Bauteil, sind jedoch Abstimmungsmaßnahmen zwischen dem Kontaktträger und dem Kontaktelement notwendig, damit es bei Kontaktierungsvorgang mit dem Gegenkontakt nicht zu Beschädigungen einzelner bzw. mehrerer Kontaktzungen kommt.

Außerdem ist durch die US 4 029 916 ein elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei welchem ein Kontaktelement Verwendung findet, das einen rahmenförmigen Grundbereich und mehrere Kontaktzungen aufweist.

Desweiteren ist durch die DE 19 29 219 B2 ein Anschlußverbinder bekanntgeworden, welcher aus einem Kontaktträger besteht, an den einerseits ein für die Verbindung mit einer elektrischen Leitung vorgesehener Anschlußbereich und an den andererseits eine einzelne Kontaktzunge angeformt ist. Die Kontaktzunge ist ausgehend von ihrer Anbindungsstelle mit ihrem freien Endbereich bogenförmig auf den Anschlußbereich zurückgeführt. Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektrischen Anschlußverbinder ergibt sich aber nicht nur die Stelle an welcher der Strom letztendlich auf den Gegenkontakt übertragen wird, mehr oder weniger zufällig, auch die Höhe der Kontaktkraft stellt sich bei einer solchen Ausbildung mehr oder weniger zufällig ein. Fällt dann diese Übertragungsstelle aus irgendwelchen Gründen aus, kann kein Strom mehr übertragen werden.

Außerdem ist durch die DE 39 06 625 C1 ein elektrisches Steckkontaktteil bekanntgeworden, dessen Kontaktelement zur Kontaktierung eines Gegenkontaktes mehrere parallel zueinander verlaufend angeordnete Kontaktlamellen aufweist. Die Kontaktlamellen sind jeweils beidseitig an den Grundbereich des Kontaktelementes angebunden und weisen durch den bogenförmigen Verlauf jeweils eine definierte Stelle zur Übertragung von Strom auf. Weil die Kontaktlamellen jedoch parallel nebeneinander angeordnet sind, liegen einige der Übertragungsstellen vergleichsweise weit auseinander. Weicht der Gegenkontakt in seiner Form oder in seiner Anordnung geringfügig vom idealen Zustand ab - der Gegenkontakt ist nicht eben, sondern z. B. leicht bogenförmig ausgeführt - kann es dazu kommen, daß die Kontaktlamellen mit stark differierenden Kontaktkräften an dem Gegenkontakt zur Anlage kommen, so daß eine sichere Stromübertragung nicht immer gewährleistet ist.

Des weiteren sind durch die FR 2 509 915 und die US 2 724 096 Kontakteinrichtungen bekanntgeworden, deren Kontaktelement gefedert und geführt in einem Bauteil aufgenommen sind. Die Kontakteinrichtung nach der FR 2 509 915 verfügt darüber hinaus einstückig über einen für die Verbindung mit einer elektrische Leitung vorgesehenen Anschlußbereich. Durch die massive Ausführung der Kontaktelemente ist jedoch eine sichere Stromübertragung unter schwierigen Kontaktierungsbedingungen nicht immer gewährleistet.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten elektrischen Anschlußverbinder zu schaffen, welcher den anstehenden elektrischen Strom über mehrere definierte Kontaktstellen auf den Gegenkontakt überträgt und bei dem selbst bei schwierigen Kontaktierungsbedingungen sichergestellt ist, daß die einzelnen Kontaktzungen beim Kontaktierungsvorgang mechanisch nicht überbelastet werden und somit alle Kontaktstellen mit einer für eine sichere Kontaktierung notwendigen Kontaktkraft an dem Gegenkontakt zur Anlage kommen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem elektrischen Anschlußverbinder der eingangs erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, daß die zur Übertragung von Strom vorgesehenen Kontaktstellen räumlich sehr eng beieinanderliegend angeordnet sind, so daß auch bei fehlausgerichteter Zuordnung bzw. gekrümmter Form des Gegenkontaktes eine sichere Stromübertragung gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kontaktelementes im Vollschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Kontaktelementes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Anschlußverbinders im Vollschnitt,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektrischen Anschlußverbinders im Teilschnitt.

Wie aus den Figuren hervorgeht, besteht ein solcher elektrischer Anschlußverbinder im wesentlichen aus einem Kontaktträger 1, der einstückig mit einem für die Verbindung mit einer elektrischen Leitung 2 vorgesehenen Anschlußbereich 3 versehen ist und der zur Kontaktierung eines Gegenkontaktes 4 elektrisch leitend mit einem federelastisch auslenkbarem Kontaktelement 5 in Verbindung steht.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, besteht das Kontaktelement 5 aus einem rahmenförmigen Grundbereich 6, welche eine kreisförmige Kontur aufweist. An den Grundbereich 6 sind einstückig sechs Kontaktzungen 7 angeformt. Durch eine Ausstanzung wird der Rahmenausschnitt 8 gebildet, wobei die einzelnen Kontaktzungen 7 durch etwa herzförmige Ausstanzungsbereiche entstehen und dadurch selbst eine trapezförmige Kontur aufweisen. Die einerseits an die innere Kantenfläche des Grundbereiches 6 angebundenen Kontaktzungen 7 erstrecken sich mit ihren freien Endbereichen 10 jeweils in Richtung auf die den Rahmenausschnitt 8 durchstoßende Mittellinie Z. Die freien Endbereiche 10 der Kontaktzungen 7 sind dabei sowohl im geringen Abstand zueinander, als auch in geringem Abstand zur Mittellinie Z angeordnet, so daß die sechs für die Kontaktierung für den Gegenkontakt 4 vorgesehenen Kontaktstellen räumlich nahe beieinanderliegend angeordnet sind. Damit eine besonders gute Stromübertragung an den sechs definierten Kontaktstellen gewährleistet ist, weist jeder der Endbereiche 10 der Kontaktzungen 7 eine Kontaktprägung 11 auf. Zur Realisierung eines ausreichenden Federweges und damit zur Bereitstellung der notwendigen Kontaktkräfte sind die Kontaktzungen 7 in eine Richtung um einen bestimmten Betrag höhenversetzt aus der Ebene des Grundbereiches 6 ausgestellt. Um eine einheitliche Kontaktbasis für den Gegenkontakt 4 zu schaffen, weisen die Hauptflächen der freien Endbereiche 10 der Kontaktzungen 7 jedoch jeweils einen parallel zu den Hauptflächen des Grundbereiches 6 ausgerichteten Verlauf auf.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Kontaktelement 5 einem als tiefgezogenes Näpfchen ausgebildeten Kontaktträger 1 zugeordnet. Das Kontaktelement 5 ist über seinen Grundbereich 6 mittels mehrerer Schweißpunkte an die Außenfläche des Napfbodens 12 angeschweißt. Um während des Einsatzes ein Überdrücken der Kontaktzungen 7 zu vermeiden, ist der Napfboden 12 leicht ballig in Richtung auf die Kontaktzungen 7 ausgestellt. Der für die Verbindung mit einer elektrischen Leitung 2 vorgesehene Anschlußbereich 3 ist an die Umfangswand 13 des Kontaktträgers 1 angeformt.

Der Anschlußverbinder ist einem Bauteil 14 zugeordnet, welches seinerseits Bestandteil einer Kraftfahrzeugkarosserie ist, wohingegen der Gegenkontakt 4 eine elektrisch leitende Beschichtung einer als Heckscheibe ausgebildeten Komponente eines Kraftfahrzeuges darstellt. Um die üblicherweise zwischen der Heckscheibe und der Kraftfahrzeugkarosserie auftretenden großen Toleranzen überbrücken zu können, ist der Anschlußverbinder einer Führungshülse 16 zugeordnet. Die Führungshülse besteht aus Kunststoff und ist ortsfest an dem Bauteil 14 gehalten. In Art einer Clipsverbindung nimmt die Führungshülse 16 den Kontaktträger 1 längsverschieblich in ihren Innenraum auf. An die Innenfläche des Napfbodens 12 stützt sich zum Zwecke des Toleranzausgleiches eine Schraubendruckfeder 17 ab, welche andererseits an dem Boden 18 der Führungshülse 16 zu liegen kommt. Wird kein Druck auf den Anschlußverbinder ausgeübt, kommt der Kontaktträger 1 bedingt durch die Federkraft der Schraubendruckfeder 17 mit seinen Anschlagschultern 19 an Anschlagnasen der Führungshülse 16 zur Anlage. Bei maximaler Auslenkung des Anschlußverbinders kommt hingegen der Kontaktträger 1 mit seiner dem Napfboden 12 abgewandten Ringfläche 20 an dem Boden 18 zur Anlage. Die Federkennlinie der Schraubendruckfeder 17 ist derart auf die Kontaktkraft der Kontaktzungen 7 des Kontaktelementes 5 abgestimmt, so daß erst kurz vor Erreichen des vollen Verschiebeweges des Kontaktträgers 1 innerhalb der Führungshülse 16 die sechs Kontaktzungen 7 an der Außenfläche des Napfbodens 12 zur Anlage kommen. So ist gewährleistet, daß die sechs Kontaktzungen 7 immer mit der für eine sichere Kontaktierung notwendigen Kontaktkraft an dem Gegenkontakt 4 zur Anlage kommen.

Wie insbesondere aus der Fig. 4 hervorgeht, ist der Kontaktträger 1 als an und für sich bekannter, an eine elektrische Leitung 2 angeschlagener Kabelschuh ausgebildet. Das Kontaktelement 5 ist über seinen Grundbereich 6 mittels mehrerer Schweißpunkte an die eine Hauptfläche 21 des Kabelschuhs angeschweißt. Um während des Einsatzes ein Überdrücken der Kontaktzungen 7 zu verhindern, ist die eine Hauptfläche 21 im Bereich des Kontaktelementes 5 leicht ballig in Richtung auf die Kontaktzungen 7 ausgestellt. Wie bei einem Kabelschuh üblich, ist der angeformte Anschlußbereich 3 als Crimpzone ausgebildet.

Der Anschlußverbinder ist einem Bauteil 14 zugeordnet, welches seinerseits Bestandteil einer Kraftfahrzeugkarosserie ist, wohingegen der Gegenkontakt 4 eine elektrisch leitende Beschichtung einer als Heckscheibe ausgebildeten Komponente eines Kraftfahrzeuges darstellt. Um die üblicherweise zwischen der Heckscheibe und der Kraftfahrzeugkarosserie auftretenden großen Toleranzen ausgleichen zu können, ist der Kontaktträger 1 mit einem stiftförmigen Führungselement 22 versehen. Das stiftförmige Führungselement 22 ist dabei einerseits an die andere Hauptfläche 23 des Kontaktträgers 1 angeschweißt und taucht mit seinem freien Endstück 24 in eine in dem Bauteil 14 vorhandene Führungsausnehmung 25 ein. Zum Toleranzausgleich ist das stiftförmige Führungselement 22 von einer Schraubendruckfeder 17 umgeben, welche sich einerseits an der anderen Hauptfläche 23 des Kontaktträgers 1 und andererseits an einer der Hauptflächen des Bauteiles 14 abstützt. Die Länge der Schraubendruckfeder 17 und die Länge des stiftförmigen Führungselementes 22 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei gänzlich entspannter Schraubendruckfeder 17 bereits ein gewisser Abschnitt des freien Endstückes 24 in die Führungsausnehmung 25 eintaucht. Außerdem ist die Federkennlinie der Schraubendruckfeder 17 derart auf die Kontaktkraft der sechs Kontaktzungen 7 des Kontaktelementes 5 abgestimmt, so daß erst kurz vor Erreichen des vollen Verschiebeweges des Anschlußverbinders - das Führungselement 22 kommt am Boden der Führungsausnehmung 25 zur Anlage - die sechs Kontaktzungen 7 an der einen Hauptfläche 21 zur Anlage kommen.

Oftmals sind die Heckscheiben von Kraftfahrzeugen stark gewölbt ausgeführt. Soll dann ein auf der Heckscheibe befindlicher Gegenkontakt 4 z. B. in Form einer dünnen Leiterbahn kontaktiert werden, so ist dies nicht ohne Schwierigkeiten möglich. Mittels eines vorstehend beschriebenen elektrischen Anschlußverbinders ergibt sich jedoch die Möglichkeit, auch unter den dargestellten schwierigen Kontaktierungsbedingungen eine sichere Verbindung herzustellen. Zum einen gewährleisten dies die sechs unabhängig voneinander federnden Kontaktzungen 7 des Kontaktelementes 5, welche mit ihren sechs definierten Kontaktstellen eine sichere Stromübertragung zum Gegenkontakt 4 herstellen. Zum anderen ist durch die räumliche nahe Anordnung der sechs Kontaktstellen sichergestellt, daß die sechs Kontaktzungen selbst bei einer stark gewölbten Heckscheibe mit ähnlichen, jedoch immer mit den für eine sichere Verbindung notwendigen Kontaktkräften an dem Gegenkontakt 4 zur Anlage kommen. Auch die üblicherweise in einem Kraftfahrzeug auftretenden Vibrationen stellen für einen solchen mit sechs selbständig federnden Kontaktzungen 7 versehenen elektrischen Anschlußverbinder kein Problem dar.

Auf einfache und kostengünstige Art und Weise ist somit ein auch unter schwierigen Bedingungen besonders sicher kontaktierender Anschlußverbinder entstanden, der ggf. problemlos bei einer Kontaktierung auch große Toleranzen ausgleicht.

Claims (14)

1. Elektrischer Anschlußverbinder mit einem Kontaktträger der zur Kontaktierung eines Gegenkontaktes elektrisch leitend mit einem federelastisch auslenkbaren Kontaktelement in Verbindung steht, wobei das Kontaktelement einen rahmenförmigen Grundbereich aufweist, an welchen mehrere Kontaktzungen angeformt sind und wobei sich die Kontaktzungen ausgehend von ihren Anbindungsstellen jeweils in Richtung auf die den Rahmenausschnitt durchstoßende Mittellinie erstrecken und dabei in eine Richtung höhenversetzt um einen bestimmten Betrag aus der Ebene des Grundbereiches ausgestellt sind, derart, daß die für die Kontaktierung mit dem Gegenkontakt vorgesehenen freien Endbereiche der Kontaktzungen in geringem Abstand zueinander und in geringem Abstand zur Mittellinie angeordnet sind, wobei sich der Kontaktträger mit seiner dem Kontaktelement abgewandten Fläche an einer Federeinrichtung abstützt, die mit ihrer anderen Seite einem den Anschlußverbinder führend aufnehmenden Bauteil zugeordnet ist, wobei dieses Bauteil mit Abstand in Nachbarschaft zu der mit dem Gegenkontakt versehenen Komponente angeordnet ist, und der elektrische Anschlußverbinder zwischen dem Bauteil und der Komponente angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (5) über seinen rahmenförmigen Grundbereich (6) stoffschlüssig mit dem Kontaktträger (1) in Verbindung steht und daß der Kontaktträger (1) im Bereich des Kontaktelementes (5) leicht ballig in Richtung auf die Kontaktzungen (7) ausgestellt und einstückig mit einem für die Verbindung mit einer elektrischen Leitung (2) vorgesehenen Anschlußbereich (3) versehen ist.

2. Elektrischer Anschlußverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (7) jeweils eine trapezförmige Kontur aufweisen.

3. Elektrischer Anschlußverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (7) an ihrem, der Mittellinie (Z) zugewandten freien Endbereich (10) jeweils mit einer Kontaktprägung (11) versehen sind.

4. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Kontaktprägung (11) versehene Fläche des Endbereiches (10) einer jeden Kontaktzunge (7) einen parallel zum Grundbereich (6) des Kontaktelementes (5) ausgerichteten Verlauf aufweist.

5. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rahmenförmige Grundbereich (6) des Kontaktelementes (5) eine kreisförmige Kontur aufweist.

6. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rahmenförmige Grundbereich (6) des Kontaktelementes (5) eine rechteckförmige Kontur aufweist.

7. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den einzelnen Kontaktzungen (7) liegenden, die einzelnen Kontaktzungen (7) bildenden Ausstanzungsbereiche jeweils etwa eine herzförmige Kontur aufweisen.

8. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitend, mit dem Kontaktelement (5) in Verbindung stehende Kontaktträger (1) napfartig ausgebildet ist und daß das Kontaktelement (5) an der Außenfläche des Napfbodens (12) angebracht ist.

9. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitend, mit dem Kontaktelement (5) in Verbindung stehende Kontaktträger (1) als Kabelschuh ausgebildet ist und daß das Kontaktelement (5) auf der einen Hauptfläche (21) des Kabelschuhes angebracht ist.

10. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der stoffschlüssige Verbund zwischen dem rahmenförmigen Grundbereich (6) des Kontaktelementes (5) und dem Kontaktträger (1) über eine Schweißverbindung hergestellt ist.

11. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kontaktträger (1) ein stiftförmiges Führungselement (22) angebracht ist, welches von einer Schraubendruckfeder (17) umgeben ist und welches mit seinem freien Endstück (24) in eine in dem Bauteil (14) vorhandene Führungsausnehmung (25) eingreift.

12. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß an das Bauteil (14) mit dem Kontaktträger (1) kooperierende Führungs- und Halteelemente angeformt sind.

13. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ortsfest an dem Bauteil (14) eine den Kontaktträger (1) aufnehmende Führungshülse (16) angebracht ist.

14. Elektrischer Anschlußverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfeder (17) eine relativ flache, auf die von den Kontaktzungen (7) zu erzeugende Kontaktkraft abgestimmte Federkennlinie aufweist.