DE19536641C1 - Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Befestigung von mehreren Masseleitungen an einer Struktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Masseverbindung zur elektri­ schen und mechanischen Befestigung von mehreren Masselei­ tungen an einer Struktur, insbesondere an einer Flugzeug­ struktur, mit einem Winkelelement aus Metall, das zwei Befestigungsabschnitte aufweist, von denen einer an der Struktur befestigt ist und der andere zum elektrischen Anschluß der Masseleitungen dient, wobei die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt und den Masseleitungen durch Stift- und Buchsenkontaktelemen­ te erfolgt.

Es ist bekannt, ein Winkelelement mit Hilfe von Niet- oder Schraubverbindungen an einer Struktur zu befestigen. Die an die Struktur anzuschließenden Masseleitungen weisen Kabel­ schuhe auf, die unter Verwendung von Schrauben, Scheiben und Gewindemuttern an einem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Winkelelementes befestigt sind. Hierzu sind beispiels­ weise innerhalb des Befestigungsabschnittes des Winkelele­ mentes Durchgangsbohrungen vorhanden, die von den Schrauben durchsetzt sind. Von Nachteil ist, daß jede Durchgangsboh­ rung nur eine begrenzte Anzahl von Kabelschuhen aufnehmen kann, bei denen zudem aufgrund von unterschiedlichen Anzugs­ momenten einheitliche Übergangswiderstände nicht vorliegen. Bei Verwendung von Winkelelementen aus Aluminium muß nach­ teiligerweise die im Anschlußbereich der Kabelschuhe vor­ handene Oxidschicht entfernt werden, z. B. durch einen zu­ sätzlichen mechanischen Arbeitsvorgang. Außerdem müssen Ka­ belschuhe für Gleich- und Wechselstrom getrennt angeschlos­ sen werden. Somit muß die Anzahl der Anschlüsse und die Art des Stromes an jeder Anschlußbohrung vorgemerkt werden.

In der FR 27 08 795 ist ein Winkelelement zur mechanischen und elektrischen Befestigung von elektrischen Masseleitungen an einer Struktur beschrieben. Dieses Winkelelement weist einen S-förmigen Abschnitt mit zwei Befestigungsabschnitten auf, von denen einer an der Struktur befestigt ist und der andere zur Aufnahme der Masseleitungen dient. In das Winkel­ element ist ein Steckverbinder integriert, der mit dem Win­ kelelement in elektrisch leitender Verbindung stehende Stift­ kontakte und an die Masseleitungen angeschlossene mit den Stiftkontakten kuppelbare - und in den in den Stiftkontakten vorgesehenen Löchern auch verriegelbare - Gegenkontaktele­ mente aufweist.

Auch ist aus der DE 39 04 011 C2 ein Erdungselement zur Be­ festigung an einem Aluminiumbauteil bekannt, welches zur mechanischen und elektrischen Befestigung von elektrischen Masseleitungen an einer Struktur dient. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um einen korrosionsunempfindlichen und verschleißarmen Flachstecker, der ein abgebogenes Kontakt­ messer aufweist, auf welches ein Erdungskabel mittels einer Steckhülle aufsteckbar ist.

Aus der DE 34 41 297 A1 ist ein elektrischer Verteiler in Blockform ersichtlich, der zur Aufnahme einer Anzahl von beispielsweise in zwei nebeneinander liegenden Reihen ange­ ordneten Kontaktstiften dient, insbesondere für Luft- und Raumfahrtanwendungen. Bei diesem Verteiler sind innerhalb eines Gehäuses aus elektrisch nicht leitendem Material Kon­ taktanordnungen gehalten, wobei gruppenweise auf gleichem Potential liegende Kontaktelemente und Sicherungselemente für die Kontaktstifte sowie Einrastkanten zum Befestigen der Kontaktanordnung innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind.

Die DE 38 22 147 A1 zeigt einen Potentialverbinder, bei dem die abisolierten Enden mehrerer elektrischer Leitungen in einem Verbinderelement zusammengefaßt sind. Ein Kunststoff­ gehäuse, in dem eine Kontaktplatte aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, weist Lagerelemente für elektri­ sche Steckverbinder aus z. B. Metallstanzteilen auf, die an die abisolierten Enden elektrischer Leitungen gecrimpt sind. Das Gehäuse besteht aus zwei aufeinandergesetzten gleichen Gehäusehälften, wobei im Innenraum die Kontaktplatte fest­ geklemmt lagert. In den Seitenwandungen des Gehäuses sind Stecköffnungen eingebracht, die Zutritt zu den Steckräumen verschaffen.

In der DE 35 16 532 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Festlegen von Kontaktstiften im Isolierkörper eines Steckverbinders beschrieben. Hierbei werden im Umfang eines hohlen zylindrischen Kontaktstiftes Aussparungen ausgestanzt, die beim Stauchen des Kontaktstifts in Axialrichtung nach Einsetzen in den Isolierkörper die Ausbildung eines Wulsts einleiten. Der Wulst kann sich nur nach außen bilden und dringt dabei in eine im Isolierkörper ausgebildete ringför­ mige Ausnehmung ein. Hierdurch wird eine Lagesicherung des Kontaktstifts im Isolierkörper sowohl in Axial- wie auch in Radialrichtung erzielt.

Zur Korrosionsverhinderung ist es bei durch mechanische Ver­ formung hergestellten Verbindungen elektrisch leitender Tei­ le bekannt, diese gasdicht auszubilden, beispielsweise aus DE-B "Elektrische Kontakte und ihre Werkstoffe", A. Keil u. a., Springer-Verlag 1984, S. 307-311.

Zweiteilige Gehäuse für elektrische Steckverbindungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt, so z. B. in Form eines Kontaktsteckers oder einer Gerätesteckdose oder Kontaktkupplung mit einer unlösbaren Verbindung von zwei Ge­ häuseteilen außerhalb eines flanschartigen Kontaktträgers gemäß der DE-AS 10 74 111 bzw. in Form eines Verteilerblocks mit durch Schraubenverbindungen miteinander verbundenen Ge­ häuseteilen gemäß der US 30 42 896.

In dem DE-GM 75 38 334 ist eine Schnellbefestigung für Steck­ verbinder an Verdrahtungsträgern beschrieben, wobei der Steckverbinder und der Verdrahtungsträger durchgehende Öff­ nungen aufweisen und mit einem Dübel miteinander verbunden sind. Hierzu ist der Dübel, der an seinen Enden Teile mit an der Außenseite erweitertem und/oder im Inneren verringertem über die Öffnungen hervorragenden Durchmesser aufweist, in die durchgehenden Öffnungen eingesteckt. In den Dübel ist ein Stift eingeschoben, der ein Ausweichen des Dübels nach innen im wesentlichen verhindert.

Weiterhin ist ein elektrisches Bauelement zur Durchführung von Schaltfunktionen über ein Relais aus der DE 41 04 187 A1 bekannt, bei dem elektrische Anschlüsse im Bereich eines Sockels mit Kontakten verbunden sind. Das Relais ist inner­ halb eines becherförmig ausgebildeten Adapters angeordnet, der im Bereich einer Adapteröffnung den Sockel aufnimmt. Die Kontakte sind als Buchsen ausgebildet, die gemeinsam mit Sicherungselementen innerhalb von Kontaktkammern des Sockels angeordnet sind. Im Bereich seiner dem Relais abgewandten Begrenzung ist der Sockel von einer Abdeckplatte überspannt.

Eine elektrische Steckverbindung mit Befestigungsvorrichtung ist in der DE-OS 19 29 470 beschrieben, wobei jeder in einem Sockel angeordnete Kontaktstift mit federnden Laschen zur formschlüssigen Halterung ausgerüstet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Masseverbindung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ein vorgegebe­ ner niedriger Übergangswiderstand mit technisch verhältnis­ mäßig einfachen Mitteln eingehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit den Masseleitungen verbundene Befestigungsabschnitt als von Bohrungen durchsetzter Flansch ausgebildet ist, daß in jeder Flanschbohrung jeweils ein Stift- oder Buchsenkontakt­ element elektrisch leitend befestigt ist, daß der Flansch von einem aus einem Gehäuseunterteil und aus einem Gehäuse­ oberteil bestehenden Gehäuse umschlossen ist, daß die mit dem Flansch und miteinander mechanisch verbundenen Gehäuse­ teile Kontaktkammern, die mit den Flanschbohrungen fluchten, zur Aufnahme der aus den Flanschbohrungen herausragenden Stift- oder Buchsenkontaktelemente sowie von mit den Masse­ leitungen verbundenen und mit den Stift- oder Buchsenkontakt­ elementen zusammenwirkenden Gegenkontaktelemente aufweisen, und daß die Gegenkontaktelemente in den Kontaktkammern des Gehäuseoberteiles durch Festhalteringe positioniert sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin,

• - daß ein Lösen und eine Wiederbefestigung einer Schraub­ verbindung bei einer nachträglichen Erhöhung der Anzahl der Anschlüsse nicht erforderlich ist,
• - daß eine Material-, Fertigungs- und Gewichtsersparnis erreicht wird,
• - daß infolge der Einzelanschlüsse keine Rücksichtnahme auf gleich- und Wechselstrom erforderlich ist,
• - daß keine Kennzeichnungsschilder benötigt werden und
• - daß ein Vormerken der Anzahl der Anschlüsse an jeder Befestigungsbohrung entfällt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Masseverbindung mit einem Steckverbinder sowie mit einem Gehäuse, dessen Gehäuseteile durch Bolzen­ verbindungen miteinander lösbar verbunden sind, im Schnitt,

Fig. 2 eine Masseverbindung mit einem Steckverbinder und einem Gehäuse, dessen Gehäuseteile miteinander un­ lösbar verbunden sind, im Schnitt,

Fig. 3 eine Masseverbindung gemäß Fig. 1 mit zusätzlichen Entwässerungsbohrungen im Schnitt, und die

Fig. 1a, 2a und 3a jeweils eine Seitenansicht des Steckver­ binders im Schnitt, sowie die

Fig. 2a, 2b und 3b jeweils einen Stiftkontakt des Steckver­ binders.

In Fig. 1 weist ein vorzugsweise S-förmiges Winkelelement 1 einen unteren Befestigungsabschnitt 2 auf, der an einer nicht dargestellten Struktur, vorzugsweise Flugzeugstruktur, z. B. mittels Nietverbindungen befestigt ist. Im oberen Bereich des Winkelelementes 1 ist ein mit Masseleitungen 3 in elektri­ scher Verbindung stehender Flansch 4 als oberer Befestigungs­ abschnitt vorgesehen. Dieser Flansch weist mehrere Bohrungen 5 zur Aufnahme von Stift- bzw. Buchsenkontaktelementen 6 auf, beispielsweise zwei nebeneinanderliegende Reihen von jeweils acht Bohrungen. Die Stift- bzw. Buchsenkontaktele­ mente 6, die mit an den Masseleitungen 3 befestigten Gegen­ kontaktelementen 7 zusammenwirken, sind mit Absätzen 6a und Quetschteilen 6b versehen, wie dieses besonders aus den Fig. 1b, 2b und 3b ersichtlich ist. Sie sind nach ihrem Ein­ führen in die Bohrungen 5 des Flansches durch Aufweiten ih­ rer Quetschteile 6a mittels eines Dornes oder dergl. derart an dem Flansch 4 elektrisch leitend befestigt, daß die Absät­ ze 6a an einer Oberfläche des Flansches 4 und die Quetsch­ teile 6b an der anderen Oberfläche des Flansches 4 kraft­ schlüssig anliegen. Dieses bringt vorteilhafterweise eine gasdichte Verbindung sowie einen einheitlichen niedrigen Übergangswiderstand mit sich.

Die Stift- bzw. Buchsenkontaktelemente 6 und die Gegenkon­ taktelemente 7 befinden sich in Kontaktkammern 10 eines Ge­ häuses, welches aus einem Gehäuseunterteil 8 und einem Ge­ häuseoberteil 9 hergestellt ist. Beide Gehäuseteile schließen im zusammengebauten Zustand den Flansch 4 des Winkel­ elementes 1 zwischen sich ein. Für den Zusammenbau weisen das Gehäuseunterteil 8 und das Gehäuseoberteil 9 zwei Durch­ gangsbohrungen 11 bzw. zwei Befestigungsbolzen 12 auf. Diese Bolzen durchdringen zwei weitere in dem Flansch 4 angeord­ nete Durchgangsbohrungen 13 sowie die Durchgangsbohrungen 11 des Gehäuseunterteiles 8, wobei an den Enden der Befesti­ gungsbolzen 12 Sicherungsringe 14 angeordnet sind. Somit wird eine mechanische Verbindung der Gehäuseteile miteinan­ der und gleichzeitig eine Befestigung an dem Flansch 4 des Winkelelementes 1 erreicht. Zur besseren Fixierung der ge­ nannten Bauteile ist das Gehäuseunterteil 8 mit zwei die Durchgangsbohrungen 11 umgebenden zylinderförmigen Absätzen 15 versehen, die in die im Flansch 4 angeordneten Durch­ gangsbohrungen 13 eingepaßt sind.

Im Gegensatz zu den in den Flanschbohrungen 5 festsitzenden Stift- bzw. Buchsenkontaktelementen 6 sind die zugehörigen Gegenkontaktelemente 7 nach ihrer Einsetzung mittels Hilfs­ werkzeugen in die Kontaktkammern 10 des Gehäuses dort durch Festhalteringe 17 positioniert. Hierzu befinden sich die Festhalteringe 17 ebenfalls in den Kontaktkammern 10, die durch eine mit der oberen Stirnseite des Gehäuseoberteiles 9 mechanisch fest verbundene Abdeckplatte 18 teilweise ver­ schlossen sind, wobei die Abdeckplatte 18 nicht näher be­ zeichnete Durchgangsbohrungen für die Masseleitungen 3 auf­ weist.

Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Masseverbindung mit einem Winkelelement 1 und mit einem Steckverbinder 20 werden für deren mit Fig. 1 übereinstimmenden Bauelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Beide Anordnungen un­ terscheiden sich dadurch voneinander, daß das Gehäuse des in Fig 2 dargestellten Winkelelementes 1 keine lösbare Bolzen­ verbindung aufweist. Vielmehr sind das Gehäuseunterteil 8 und das Gehäuseoberteil 9, die den Flansch 4 vollständig um­ schließen, in dem außerhalb des umschlossenen Flansches 4 liegenden Bereich 16 unlösbar miteinander verbunden, bei­ spielsweise durch Klebung. Hierdurch wird eine Einsparung an Platz und Gewicht erzielt.

Bei einem senkrechten Einbau des Winkelelementes 1 gemäß Fig. 1 (oder auch gemäß Fig. 2) ist es erforderlich, im Flansch 4 und im Gehäuseunterteil 8 die in Fig. 3 dargestellten Ent­ wässerungsöffnungen 19 vorzusehen. Diese Öffnungen ermög­ lichen ein Ablaufen von innerhalb des Gehäuses entstehendem Kondenswasser.

Bezugszeichenliste

1 Winkelelement aus Metall
2 unterer Befestigungsabschnitt des Winkelelementes 1
3 Masseleitungen
4 Flansch als oberer Befestigungsabschnitt des Winkel­ elementes 1
5 Bohrungen im Flansch 4 (Flanschbohrungen)
6 Stift- bzw. Buchsenkontaktelemente
6a Absätze
6b Quetschteile
7 Gegenkontaktelemente
8 Gehäuseunterteil
9 Gehäuseoberteil
10 Kontaktkammern
11 Durchgangsbohrungen im Gehäuseunterteil 8
12 Befestigungsbolzen des Gehäuseoberteiles 9
13 Durchgangsbohrungen im Flansch 4
14 Sicherungsringe
15 zylinderförmige Absätze des Gehäuseunterteiles 8
16 Bereich der Gehäuseteile 8 und 9, der außerhalb des umschlossenen Flansches 4 liegt
17 Festhalteringe
18 Abdeckplatte
19 Entwässerungsöffnungen
20 Steckverbinder

Claims (7)

1. Masseverbindung zur elektrischen und mechanischen Befes­ tigung von mehreren Masseleitungen an einer Struktur, insbesondere an einer Flugzeugstruktur, mit einem Winkel­ element (1) aus Metall, das zwei Befestigungsabschnitte (2, 4) auf­ weist, von denen einer an der Struktur befestigt ist und der andere zum elektrischen Anschluß der Masseleitungen (3) dient, wobei die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt (4) und den Masseleitungen (3) durch Stift- und Buchsenkontaktelemente (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Masseleitungen (3) ver­ bundene Befestigungsabschnitt als von Bohrungen (5) durchsetzter Flansch (4) ausgebildet ist, daß in jeder Flanschbohrung (5) jeweils ein Stift- oder Buchsenkon­ taktelement (6) elektrisch leitend befestigt ist, daß der Flansch (4) von einem aus einem Gehäuseunterteil (8) und aus einem Gehäuseoberteil (9) bestehenden Gehäuse um­ schlossen ist, daß die mit dem Flansch (4) und miteinan­ der mechanisch verbundenen Gehäuseteile (8, 9) Kontaktkam­ mern (10), die mit den Flanschbohrungen (5) fluchten, zur Aufnahme der aus den Flanschbohrungen (5) herausragenden Stift- oder Buchsenkontaktelemente (6) sowie von mit den Masseleitungen (3) verbundenen und mit den Stift- oder Buchsenkontaktelementen (6) zusammenwirkenden Gegenkon­ taktelemente (7) aufweisen, und daß die Gegenkontaktele­ mente (7) in den Kontaktkammern (10) des Gehäuseobertei­ les (9) durch Festhalteringe (17) positioniert sind.

2. Masseverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkammern (10) des Gehäuseoberteiles (9) durch eine mit seiner oberen Stirnseite mechanisch fest verbundenen und Bohrungen für die Masseleitungen (3) auf­ weisenden Abdeckplatte (18) teilweise verschlossen sind.

3. Masseverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei nebeneinanderliegende Reihen von den Flansch (4) durchsetzenden Bohrungen (5) zur Aufnahme der Stift- bzw. Buchsenkontaktelemente (6).

4. Masseverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuseunterteil (8) zwei Durchgangs­ bohrungen (11) und das Gehäuseoberteil (9) zwei Befesti­ gungsbolzen (12) aufweisen, daß die Bolzen (12) zwei in dem Flansch (4) angeordnete Durchgangsbohrungen (13) und die Durchgangsbohrungen (11) des Gehäuseunterteiles (8) durchdringen, und daß an den Enden der Befestigungsbol­ zen (12) Sicherungsringe (14) zur mechanischen Verbin­ dung der Gehäuseteile (8, 9) miteinander und zur gleich­ zeitigen Befestigung an dem Flansch (4) des Winkelele­ mentes (1) angeordnet sind.

5. Masseverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (8) zwei die Durchgangsbohrun­ gen (11) umgebende zylinderförmige Absätze (15) aufweist, die in die im Flansch (4) angeordneten Durchgangsbohrun­ gen (13) eingepaßt sind.

6. Masseverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (8, 9) in dem außerhalb des umschlossenen Flansches (4) liegenden Bereich (16) unlösbar miteinander verbunden sind.

7. Masseverbindung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in den Bohrungen (5) des Flansches (4) befestigten Stift- bzw. Buchsenkontaktelemente (6) Ab­ sätze (6a) und Quetschteile (6b) aufweisen, und daß nach dem Einführen der Stift- bzw. Buchsenkontaktelemente (6) in die Bohrungen (5) des Flansches (4) die Absätze (6a) an einer Oberfläche des Flansches (4) und die Quetschtei­ le (6b) nach ihrer Aufweitung an der anderen Oberfläche des Flansches (4) kraftschlüssig anliegen.