DE19744158A1 - Elektrischer Kontakt und zugehöriger Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt, insbesondere für einen Steckverbinder, sowie einen mit diesem Kontakt ausgerüsteten Steckverbinder.

Sowohl der Kontakt als auch der Steckverbinder sind in besonderer Weise zur Anwendung in aufblasbaren Rückhaltesystemen (airbags) geeignet, bei denen der Steckverbinder mit einem Generator (eine Dose) sowie einem elektrischen Steuergerät verbindbar (kontaktierbar) ist.

Zur Kontaktierung der Kontakte von Steckverbinder und zugehörigem Bauteil (zum Beispiel der genannten Dose) sind zahlreiche konstruktive Lösungen vorgeschlagen worden.

Beispiele des umfangreichen Standes des Technik sind:
EP 0 591 948 A2, DE 43 17 344 A1 und DE 44 30 358 A1. Gemäß EP 0 591 948 A2 werden Stiftkontakte der Dose in korrespondierende Federkontakte des Steckverbinders axial eingeschoben. Analog gilt dies für den weiteren Stand der Technik. Aufgrund dieser geometrischen Anordnung lassen sich die zu verbindenden Bauteile jeweils nur in einer Position (relativ zueinander) kontaktieren (verbinden).

Bekanntlich ist die Baugröße der genannten Steckverbinder insbesondere im Anwendungsfall airbag sehr begrenzt (maximal 2-3 Zentimeter). Hinzu kommen die extrem beengten räumlichen Verhältnisse zum Beispiel in der Lenksäule eines Autos, wo der Steckverbinder eingebaut werden kann.

Hierdurch können sich Probleme bei der Montage ergeben, nämlich die richtige Position zum Stecken zu finden.

Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die Kontaktierung eines gattungsgemäßen Steckverbinders zu vereinfachen.

Der Erfindung liegt dazu folgende Überlegung zugrunde:
Zwei nebeneinanderliegende Kontakte können maximal in zwei, um 180 Grad versetzten Positionen verrastet werden.

Eine koaxiale Anordnung von zwei Kontakten schafft dagegen die Möglichkeit, entsprechende Gegenkontakte bei jeder beliebigen Winkelstellung zueinander zu kontaktieren.

Die koaxiale Kontaktanordnung ist seit langem bekannt. Sie wird erfindungsgemäß jedoch insoweit weitergebildet, als eine spezielle geometrische Form vorgeschlagen wird.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Kontakt der genannten Art mit folgenden Merkmalen:

• - ein erstes Ende des Kontakts ist zum Anschluß an einen elektrischen Leiter, insbesondere ein Kabel, ausgebildet,
• - ein zweites Ende des Kontakts umfaßt wenigstens einen linien- oder flächenförmigen Kontaktabschnitt,
• - zwischen den Enden umfaßt der Kontakt einen im wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt,
• - der Kontakt ist zwischen seinen Enden zumindest abschnittsweise in Axialrichtung federnd ausgebildet.

Jedem Merkmal kommt dabei erfindungsgemäß eine wichtige Teilaufgabe zu.

Das erste Kontaktende ist zum Anschluß eines Leiters (Kabels) ausgebildet. Der Leiter kann angelötet, insbesondere aber angeklemmt, zum Beispiel angecrimpt werden, wie noch dargestellt wird.

Das zweite Kontaktende weist nicht nur einen punktförmigen Kontaktabschnitt auf, sondern einen mindestens linienförmigen, vorzugsweise flächenförmigen Kontaktabschnitt. Je größer die Kontaktabschnitte sind, um so sicherer ist die Kontaktierung.

Der wesentliche Teil des Kontaktes besitzt eine Zylinderform. Der "Zylinder" hat, ausgehend von der vorgenannten Aufgabenstellung, in der Regel einen Kreisquerschnitt. Er ist so in jeder Position steckbar, weil symmetrisch. Die Aufgabenstellung wird aber auch bei anderen, insbesondere rotationssymmetrischen Querschnittsformen, beispielsweise Vielecken, weitestgehend gelöst.

Dieser Teil ist in Axialrichtung federnd ausgebildet. Daraus folgt, daß er bei der Kontaktierung gestaucht werden kann. Daraus folgt weiter, daß für den Gegenkontakt eine einfache geometrische Form genügt.

Der Gegenkontakt kann beispielsweise eine einfache Platte sein. Der oder die Kontaktabschnitte am zweiten Kontaktende schaffen bei rein axialer Verschiebung des Kontaktes gegen die Platte bereits eine sichere Kontaktposition, sobald die Platte gegen mindestens einen der Kontaktabschnitte anliegt.

Die Kontaktierung wird optimiert, wenn in diesem Fall alle Kontaktabschnitte auf einer gemeinsamen "Ebene" liegen, also alle gleichzeitig kontaktieren, wenn der Kontakt - in der Regel- exakt senkrecht gegen die Platte geführt wird.

Der Gegenkontakt könnte aber ohne weiteres auch kegel- oder kegelstumpfförmig gestaltet sein und könnte so Toleranzen im Kontaktbereich kompensieren.

Durch die Federausbildung wird jederzeit, auch im Fall von Erschütterungen, eine sichere Kontaktierung gewährleistet.

Kontakte in Form von Druckfedern sind zwar bekannt. Der Kontaktabschnitt am "zweiten Ende", also am Kontaktende, ist dabei jedoch lediglich punktförmig und bereits kleine Toleranzen oder Erschütterungen können zu Fehlern führen.

Insoweit kommt dem Merkmal der linien- oder flächenförmigen Kontaktabschnitte eine wichtige Bedeutung bei.

Eine solche Kontaktfläche läßt sich zum Beispiel dadurch erreichen, daß zumindest der zylinderförmige Abschnitt des Kontaktes ein Blechteil ist und entsprechend die gesamte Stirnfläche als Kontaktfläche zur Verfügung steht.

In diesem Fall kann die Federeigenschaft des Blechs gesondert eingerichtet werden. Eine Möglichkeit dazu sind eine oder mehrere axiale Einschnitte in der Kontaktwand, und zwar ausgehend vom zweiten Ende. Läuft der Kontakt auf einen Gegenkontakt der vorgenannten Art können sich die "axialen Streifen/Laschen" (reversibel) verformen.

Bei mehreren Einschnitten können diese gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet werden.

Eine Ausführungform sieht vor, die Kontaktwand mit einer oder mehreren umfangsseitigen Ausnehmungen auszubilden. Diese verlaufen im wesentlichen senkrecht zu den zuvor genannten (axialen) Einschnitten, schaffen aber ebenso oder ergänzend elastische Eigenschaften.

Nach einer Variante haben die Ausnehmungen beziehungsweise die zwischen der oder den Ausnehmungen gebildeten Wandbereiche (Stege) einen mäanderförmigen Verlauf.

Im Fall eines Kontaktes in Form eines Zylinders mit Kreisquerschnitt und drei, um jeweils 120 Grad versetzten axialen Einschnitten können die so gebildeten drei axialen Flächenabschnitte (Streifen) des Kontaktes jeweils einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen, wobei jeder Einschnitt am zweiten Ende beginnt und mit Abstand vor dem ersten Ende endet.

Vor allem die Mäanderform schafft ein hervorragendes (reversibles) Verformungsverhalten.

Die Kontaktabschnitte können von den stirnflächen der freien Enden dieser Streifen, davon abgebogen oder dort angeformt sein. Sie ragen aber nur soweit in das Kontaktinnere hinein, daß sie den weiteren Innenkontakt nicht stören.

Das erste (Anschluß)ende des Kontaktes ist nach einem Vorschlag als Crimpkontakt ausgebildet. Dabei kann der Kontakt einschließlich seines Crimpanschlusses materialschlüssig, also einstückig sein, was die Herstellung erleichtert und die Sicherheit erhöht.

Im Fall der bekannten, als Druckfedern gestalteten Federkontakte lassen sich Crimpanschlüsse allenfalls sehr schwer ausbilden.

Der zugehörige Steckverbinder weist in seiner Grundvariante folgende Merkmale auf:

• - ein Isoliergehäuse,
• - einen im Isoliergehäuse positionierten ersten Kontakt der vorgenannten Art
• - einen im ersten Kontakt mit Abstand koaxial positionierten zweiten Kontakt zur koaxialen Aufnahme eines Kontaktes des zugehörigen Bauteils, wobei
• - der erste Kontakt den zweiten Kontakt in der Montageposition mit seinem zweiten Ende überragt.

Im Vergleich mit den eingangs genannten bekannten Steckverbindern unterscheidet sich der neue Steckverbinder durch die neue Kontaktform und die koaxiale Anordnung der Kontakte und Verlängerung des ersten Kontaktes über den zweiten Kontakt (am Kontaktende).

Da Kontakte zur Aufnahme von Stiftkontakten bekannt sind, werden diese (weiteren) Kontakte hier nicht näher beschrieben.

Der Steckverbinder kann ein Isoliergehäuse mit einem ersten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme der Kontakte und einem, zum Beispiel unter einem Winkel von etwa 90 Grad daran anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme von Anschlußenden der Kontakte aufweisen. Ebenso kann das Isoliergehäuse in axialer Richtung oder in beliebigem Winkel fortgeführt werden.

Der Steckverbinder weist danach zum Beispiel eine L-Form auf. Er läßt sich auch bei nur geringer Größe leicht fassen und auf Gegenkontakte aufsetzen, wobei aufgrund der rotationssymmetrischen Anordnung eine Kontaktierung unabhängig von der Winkelstellung des Steckverbinders zum benachbarten Bauteil erfolgt.

Die nachstehende Figurenbeschreibung erläutert die beiliegende Zeichnung, wobei - jeweils in perspektivischer Ansicht -

Fig. 1 einen ersten Kontakt,

Fig. 2 einen zugehörigen zweiten Kontakt,

Fig. 3 einen Steckverbinder von oben und

Fig. 4 einen Steckverbinder von unten
zeigen.

Der Kontakt gemäß Fig. 1 besteht aus einem zylinderförmigen Anschnitt 10 mit einem ersten Ende 12 und einem zweiten Ende 14.

Der Abschnitt 10 umfaßt einen dem ersten Ende 12 benachbarten halbkreisförmigen Teilabschnitt 10o und einen daran anschließenden Teilabschnitt 10u, der drei axiale Schlitze 16 besitzt. Die Zylinderwand der so gebildeten drei Streifen (10u1, 10u2) besteht jeweils aus einem mäanderförmig verlaufenden Bereich 18 mit Schlitzen 20 dazwischen. So erhalten die Streifen 10u1 und 10u2 sowie der Teilabschnitt 10u insgesamt einen Federcharakter. Sie sind in Axialrichtung (Pfeil A) stauchbar.

Am zweiten Ende 14 sind die Streifen nach innen umgebördelt. Auf diese Weise werden Kontaktabschnitte 22 gebildet. Die Kontaktabschnitte können T-förmig nach innen gebogen sein.

Am ersten Ende 10o ist ein Arm 24 angeschlossen, an dem ein Crimpanschluß 26 zu erkennen ist. Der gesamte Kontakt ist einteilig und in einem Formgebungsverfahren aus einem Metallblech hergestellt worden.

Der zweite Kontakt kann analog dem ersten Kontakt aufgebaut sein. Er ist jedoch kleiner, so daß er koaxial zum und im ersten Kontakt plaziert werden kann, wie die Fig. 3 und 4 zeigen.

Gemäß Fig. 2 weist der zweite Kontakt 30 zur Aufnahme eines Stiftkontaktes einen federnden zylindrischen Abschnitt 30u und einen Kontaktarm 32 mit einem Crimpanschluß 34 auf.

Beide Kontakte werden koaxial zueinander in einem Isolierkörper-Gehäuse 40 angeordnet, wobei der erste Kontakt den zweiten Kontakt 30 nach unten (am zweiten Ende) überragt (Fig. 4). Das Gehäuse 40 besteht aus einem zylinderförmigen Teil 40z, der den Abschnitt 10 des ersten Kontakts und den Abschnitt 30u des zweiten Kontakts aufnimmt und aus einem rechtwinklig dazu verlaufenden Teil 40r, in dem die Arme 24, 32 mit Crimpanschlüssen 26, 34 liegen.

Im Kontaktfall, wenn ein zugehöriges Bauteil, zum Beispiel eine Dose mit Gegenkontakten, aufgesetzt wird, läuft zunächst beispielsweise der Stiftkontakt des Bauteils in den zweiten Kontakt 30, bevor ein plattenförmiger Kontakt des Bauteils gegen die Kontaktabschnitte 22 stößt und den ersten Kontakt beim weiteren Aufschieben staucht.

Der erste Kontakt kann in Nuten des Gehäuses axial geführt und so gegen radiale Verschiebung gesichert werden.

Claims (14)

1. Elektrischer Kontakt, insbesondere für einen Steckverbinder, mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 ein erstes Ende (12) des Kontakts ist zum Anschluß an einen elektrischen Leiter, insbesondere ein Kabel, ausgebildet,
• 1.2 eine zweites Ende (14) des Kontakts umfaßt wenigstens einen linien- oder flächenförmigen Kontaktabschnitt (22),
• 1.3 zwischen den Enden (12, 14) umfaßt der Kontakt einen im wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt (10),
• 1.4 der Kontakt ist zwischen seinen Enden (12, 14) zumindest abschnittweise in Axialrichtung federnd ausgebildet.

2. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem zumindest der zylinderförmige Abschnitt (10) aus einem Blechteil besteht.

3. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem der zylinderförmige Abschnitt (10) eine kreisförmige Querschnittsfläche hat.

4. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem der zylinderförmige Abschnitt (10) mindestens einen, vom zweiten Ende (14) aus verlaufenden Einschnitt (16) aufweist.

5. Kontakt nach Anspruch 4, bei dem der zylinderförmige Abschnitt (10) mehrere, rotationssymmetrisch angeordnete Einschnitte (10) aufweist.

6. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem der zylinderförmige Abschnitt (10) mindestens eine umfangsseitige Ausnehmung (20) aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Abschnitts (10) verläuft.

7. Kontakt nach Anspruch 6, bei dem die Ausnehmung(en) (20) oder der/die zwischen der/den Ausnehmung(en) (20) verlaufende(n) Steg(e) (18) mäanderförmig verläuft (verlaufen)

8. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem der Kontaktabschnitt (22) aus einem nach innen abgewinkelten Teil des zylinderförmigen Abschnitts (10) besteht.

9. Kontakt nach Anspruch 8, bei dem der abgewinkelte Teil des zylinderförmigen Abschnitts (10) T-förmig nach innen gebogen ist.

10. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem das erste Ende (12) mit einem angeschlossenen Crimpkontakt (26) ausgebildet ist.

11. Elektrischer Steckverbinder zur Kontaktverbindung mit einem zugehörigen Bauteil, mit folgenden Merkmalen:

• 11.1 einem Isoliergehäuse (40),
• 11.2 einem im Isoliergehäuse (40) positionierten ersten Kontakt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie
• 11.3 einem im ersten Kontakt mit Abstand koaxial positionierten zweiten Kontakt (30) zur koaxialen Aufnahme eines Kontaktes des zugehörigen Bauteils, wobei
• 11.4 der erste Kontakt den zweiten Kontakt (30) in der Montageposition mit seinem zweiten Ende (14) überragt.

12. Steckverbinder nach Anspruch 11, bei dem das Isoliergehäuse (40) einen ersten Gehäuseabschnitt (40z) zur Aufnahme der Kontakte (30) und einen unter einem Winkel daran anschließenden zweiten Gehäuseabschnitt (40r) zur Aufnahme von Anschlußenden (24, 32) der Kontakte (30) aufweist.

13. Steckverbinder nach Anspruch 11, bei dem der zweite Gehäuseabschnitt (40r) in einem Winkel von etwa 90° zum ersten Gehäuseabschnitt (40z) verläuft.

14. Steckverbinder nach Anspruch 11, bei dem der erste Gehäuseabschnitt (40z) mit T-förmigen Innennuten versehen ist.