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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromschnittstelle für einen Einsatz in einem Fahrzeug-Bordnetz. Ferner betrifft die Erfindung einen elektrischen Stromverteiler mit wenigstens einer solchen Stromschnittstelle.
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Stand der Technik
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Beispielsweise aus der
DE 20 2012 102 073 U1 der Anmelderin ist bereits eine Stromschnittstelle in Form einer Kontaktleiste bekannt, die sich für einen Einsatz in einem Fahrzeug-Bordnetz, insbesondere in einem Stromverteiler, eignet. Die Kontaktleiste weist eine Mehrzahl von elektrischen, gabelförmigen Kontaktteilen auf, die als Stanz-/Biegeteile einstückig mit einer Stromschiene ausgebildet sind. In die Kontaktteile können als Gegensteckkontakte z.B. Sicherungs- und/oder Relaiskontaktfüße eingesteckt werden. Obwohl damit eine bauraumsparende Stromschnittstelle geschaffen werden kann, wäre es wünschenswert, die Stromtragfähigkeit der einzelnen Kontaktteile anpassen zu können. Außerdem hat sich gezeigt, dass zwischen den Gegensteckkontakten und den Kontaktteilen eine Relativbewegung auftreten kann, die über die Zeit zu Reibkorrosion führen kann, was wiederum einen höheren Übergangswiderstand bewirken kann.
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Ein anderes elektrisches Kontaktteil ist z.B. aus der
DE 101 49 574 C2 der Anmelderin bekannt. Das Kontaktteil ist gabelförmig ausgebildet, insbesondere als Messeraufnahmekontakt, und weist zwei Kontaktfedern auf, die in einem Fußbereich einstückig miteinander verbunden sind. Zwar ermöglicht es dieses Kontaktteil durch einen lamellenartigen Aufbau, dass es an hinsichtlich seiner Stromtragfähigkeit durch eine entsprechende Paketierung der Lamellen angepasst wird. Allerdings kann bei einer Kombination mit Gegensteckkontakten auch hier das Problem unerwünschter Relativbewegungen auftreten, was – wie oben beschrieben – einen erhöhten Übergangswiderstand bewirken kann.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Stromschnittstelle mit verringerter Relativbewegung zwischen Kontakten und idealerweise mit verringertem Übergangswiderstand zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Stromschnittstelle für ein Fahrzeug-Bordnetz weist eine Einspeisestromschiene oder allgemein ein blechförmiges Einspeiseelement auf, das dazu eingerichtet ist, einen Einspeisestrom zu führen. Dieser Einspeisestrom kann dem eines an einem Stromverteilereingang anliegenden Stroms entsprechen. Des Weiteren verfügt die Stromschnittstelle über ein gabelförmiges, Einspeisekontaktteil, das zumindest im Bereich seines Kontaktteilfußes die Einspeisestromschiene kontaktiert und dazu eingerichtet ist, den Einspeisestrom zu führen. Das Einspeisekontaktteil ist vorzugsweise ein elektrisches Kontaktteil, wie es in der
DE 101 49 574 C2 der Anmelderin beschrieben ist, so dass dessen Inhalt hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung hier durch Bezugnahme mit einbezogen ist. Zum in Kontakt bringen mit dem Einspeisekontaktteil weist die Stromschnittstelle ferner eine Verteilerstromschiene und/oder Steckzunge auf, die vorzugsweise blechförmig ausgeführt ist. Erfindungsgemäß ist an der Verteilerstromschiene oder Steckzunge ein Fixierabschnitt einstückig damit ausgeformt, über den die Verteilerstromschiene mit dem Einspeisekontaktteil in zumindest formschlüssigem Eingriff steht und über die aus dem formschlüssigen Eingriff resultierende elektrische Kontaktierung die Verteilerstromschiene zentral, d.h. über genau diese Kontaktierung, mit dem Einspeisestrom speist. Aufgrund einer Federkraft von Kontaktarmen des Einspeisekontaktteils kann zusätzlich eine Halte- bzw. Kontaktkraft auf den Fixierabschnitt wirken, so dass zusätzlich zum Formschluss auch ein kraftschlüssiger Eingriff bestehen kann.
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Mit dieser Konfiguration bewirkt die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise, dass eine Relativbewegung zwischen Einspeisekontaktteil und Verteilerschiene zumindest vermindert oder gar verhindert wird. Dadurch lassen sich nicht nur Reibkorrosion und Übergangswiderstand verbessern, sondern auch die Vibrationsbeständigkeit der Stromschnittstelle verbessern. Ohne den Fixierabschnitt der Verteilerstromschiene müsste eine hochwertige und damit kostenintensive Oberflächenbehandlung z.B. mit Silber vorgesehen werden, die somit entfallen oder zumindest kostengünstiger gestaltet werden kann. Zudem müsst ohne den Fixierabschnitt eine aufwendige Gehäusegeometrie, z.B. eines Stromverteilergehäuses, vorgesehen werden, um die der Relativbewegung ausgesetzte Stromschnittstelle zu befestigen, was bspw. durch eine Verrastung erfolgen würde. Hierbei ergäbe sich dann aber wiederum der Nachteil, dass die aus Metall gefertigte Stromschnittstelle andere Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als ein Kunststoff des Gehäuses. Insgesamt vereinfacht die erfindungsgemäße Stromschnittstelle die Integration in ein Fahrzeug-Bordnetz erheblich.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fixierabschnitt als Negativkontur ausgebildet ist. Unter einer Negativkontur kann in diesem Zusammenhang verstanden, dass die Verteilerstromschiene im Fixierabschnitt eine Vertiefung, also eine geringere Dicke bzw. Stärke, aufweist als in den dazu benachbarten Abschnitten, so dass sich dazwischen eine Abstufung ergibt. Damit ist der Fixierabschnitt durch die benachbarten Einschnitte im Prinzip eingefasst. Da das hier bevorzugt eingesetzte, in der
DE 101 49 574 C2 beschriebene Einspeisekontaktteil an seinen Kontaktarmen im Kontaktbereich zu dem Fixierabschnitt eine konvexe Form aufweist, kann durch den konvexen Abschnitt ein besonders robuster Formschluss mit großer Kontaktfläche realisiert werden.
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Es hat sich für fertigungstechnisch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Fixierabschnitt als Sicke oder Verprägung ausgebildet ist. Die blechförmige Verteilerstromschiene aus Kupfer, Aluminium oder einer jeweiligen Legierung daraus lässt sich hierfür einfach umformen, z.B. lokal eindrücken oder pressen.
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Für eine gute Integration in z.B. einen elektrischen Stromverteiler, ein Erweiterungsmodul eines solchen oder ähnliches, kann der Fixierabschnitt an einer Steckzunge der Verteilerstromschiene ausgebildet sein. Dadurch können die Bestandteile der Stromschnittstelle auf unterschiedlichen Ebenen oder beabstandet voneinander angeordnet werden, da die Steckzunge räumliche Abstände zwischen dem Einspeisekontaktteil und der Verteilerstromschiene überbrückt.
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Zur noch einfacheren Integration der Stromschnittstelle in z.B. eine Stromverteiler oder ähnliches, kann sich die Steckzunge von einem Basisabschnitt der Verteilerstromschiene in eine Richtung weg erstrecken, die einer Erstreckungsrichtung von Verteilerkontaktteilen vom Basisabschnitt weg entgegen gerichtet ist. D.h., dass an der Verteilerstromschiene eine Mehrzahl von Verteilerkontaktteilen vorzugsweise einstückig damit ausgebildet sein kann. Diese Verteilerkontaktteile können als Stanz-/Biegeteile vorzugsweise gabelförmig ausgeführt sein, wobei diese zum in Kontakt bringen mit Gegensteckkontakten, wie z.B. Relais-Kontaktfüße, Sicherungs-Kontaktfüße oder ähnliches, eingerichtet sein können. Die Verteilerkontaktteile können ebenfalls gabelförmig mit vorzugsweise federnden, aufeinander zugespannten Kontaktarmen ausgebildet sein, die sich von dem Einspeisekontaktteil aber durch die Stromtragfähigkeit unterscheiden können. Denn die Stromtragfähigkeit des Einspeisekontaktteils ist vorzugsweise höher als die eines einzelnen Verteilerkontaktteils. Die Verteilerstromschiene ermöglicht also über die (einzige) zentrale Kontaktierung mit dem Einspeisekontaktteil im Bereich des Fixierabschnitts eine Versorgung einer der Mehrzahl von Verteilerkontaktteilen entsprechenden Anzahl von elektrischen Lasten.
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Für einen besonders robusten Eingriff des Einspeisekontaktteils in den Fixierabschnitt kann der Fixerabschnitt auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Steckzunge ausgeformt sein. Damit ist der Eingriff verdrehsicher und Relativbewegungen werden besonders effektiv vermieden.
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Der Fixierabschnitt kann auch oberflächenbehandelt, insbesondere mit Zinn oder einer Zinnlegierung versehen, sein. Dies ist eine im Vergleich mit kostenintensiven Oberflächenbehandlungen mit z.B. Silber aus dem Stand der Technik kostengünstige Oberflächenbehandlung, die insbesondere durch den formschlüssigen Eingriff und die dadurch minimierten Relativbewegungen möglich ist.
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Um den formschlüssigen Eingriff möglichst robust zu gestalten, kann der Fixierabschnitt geometrisch an das Einspeisekontaktteil angepasst sein. D.h. dass z.B. die Tiefe des Fixierabschnitts an eine Eindringtiefe der konvexen Form der Kontaktarme des Einspeisekontaktteils oder an deren Breite etc. angepasst sein kann. Dadurch lassen sich Relativbewegungen zwischen diesen Teile der Stromschnittstelle noch besser vermeiden.
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Um die Stromtragfähigkeit der Stromschnittstelle z.B. an die Anzahl von Verteilerkontaktteilen anpassen zu können, können das Einspeisekontaktteil mit einzelnen Lamellen paketierbar sein und der Fixierabschnitt, insbesondere seine Breite, an eine Dicke des jeweiligen Lamellenpaket geometrisch angepasst sein. So wird sichergestellt, dass sämtliche Lamellen in den Fixierabschnitt eingreifen und dazwischen auch möglichst kein Spiel besteht.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf einen elektrischen Stromverteiler für ein Fahrzeug-Bordnetz mit einer Stromschnittstelle in einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten.
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Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung einsetzen, wenn eine Einspeisestromschiene sowie ein Einspeisekontaktteil in einem Basismodul des Stromverteilers und die Verteilerstromschiene in einem Erweiterungsmodul des Stromverteilers angeordnet sind. So können die beiden Stromverteilermodule robust miteinander verbunden werden.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Stromschnittstelle in einer perspektivischen Ansicht und
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2 eine erfindungsgemäße Verteilerstromschiene als Einzelbauteil in einer perspektivischen Ansicht.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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In 1 ist eine Stromschnittstelle 1 als Drahtmodell in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Diese eignet sich insbesondere zum Einsatz in einem (nicht dargestellten) Stromverteiler eines Fahrzeug-Bordnetzes, um eine Mehrzahl von (nicht dargestellten) elektrischen Lasten mit elektrischem Strom z.B. von einer Fahrzeugbatterie zu versorgen.
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Die Stromschnittstelle 1 umfasst im Wesentlichen eine blechförmige Einspeisestromschiene 2, die dazu eingerichtet ist, einen Einspeisestrom z.B. von der Fahrzeugbatterie zu führen. Eine übliche (Material-)Stärke der Einspeisestromschiene 2 beträgt etwa 0,8 mm, wobei diese Stärke je nach erforderlicher Stromtragfähigkeit variiert werden kann. Die Einspeisestromschiene 2 weist eine durch Stanzen ausgebildete Durchgangsöffnung 3 auf, die sich in Dickenrichtung durch die Einspeisestromschiene 2 hindurch erstreckt.
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In der Durchgangsöffnung
3 der Einspeisestromschiene
2 ist ein gabelförmiges Einspeisekontaktteil
4 eingesetzt, das hier (in
1 von unten) eingepresst ist und entweder alleine durch das Einpressen alleine gehalten wird oder durch eine Kontaktteilabstützung, z.B. einem Gehäuseteil des Stromverteilers, abgestützt wird. Das Einspeisekontaktteil
4 ist gabelförmig und hier exemplarisch durch zwei flächig aneinander anliegende Lamellen ausgebildet, die über jeweils zwei die Gabelform ausbildende Federkontaktarme
5 verfügen. Zudem weist es einen Kontaktteilfuß
6 auf, der im eingesteckten Zustand einen Hinterschnitt mit der Einspeisestromschiene
2 bildet und darüber eine elektrische Verbindung zwischen Einspeisestromschiene
2 und Einspeisekontaktteil
4 herstellt. Ein solches Einspeisekontaktteil
4 ist bspw. in der
DE 101 49 574 C2 der Anmelderin ausführlich beschrieben und kann dementsprechend ausgeführt sein.
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Zwischen den Federkontaktarmen 5 des Einspeisekontaktteils 4 ist eine Verteilerstromschiene 7 aufgenommen und steht so in Kontakt mit dem Einspeisekontaktteil 4. Die ebenfalls blechförmige Verteilerstromschiene 7 hat einen Basisabschnitt 8, von dem sich eine Mehrzahl von Verteilerkontaktteilen 9 in eine erste Richtung weg erstrecken. Die Verteilerkontaktteile 9 sind einstückig mit der Verteilerstromschiene 7 als Stanz-/Biegeteile gabelförmig mit zwei aufeinander zugespannten Federkontaktarmen ausgebildet. Hier können bspw. Gegensteckkontakte in Form von z.B. Kontaktfüßen von Sicherungen, Relais oder ähnlichem eingesteckt werden. Ein einzelnes Federkontaktteil 9 weist hier eine geringere Stromtragfähigkeit als das paketierte Einspeisekontaktteil 4 auf.
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In eine der Erstreckungsrichtung der Verteilerkontaktteile 9 (in 1 nach oben) entgegen gesetzte Richtung (in 1 nach unten) erstreckt sich eine Steckzunge 10 von dem Basisabschnitt 8 weg, die einstückig damit ausgebildet ist.
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Diese Steckzunge 10 ist zwischen den Federkontaktarmen 5 des Einspeisekontaktteils 4 aufgenommen, also in dieses eingesteckt. Durch die Darstellung als Drahtmodell ist in 1 erkennbar, dass an jeder Flachseite der Steckzunge 10 ein Fixierabschnitt 11 einstückig damit ausgeformt ist. Der Fixierabschnitt 11 ist hier als Negativkontur in Form einer Verprägung oder Sicke ausgeführt und geometrisch, also hinsichtlich seiner Länge in Erstreckungsrichtung der Steckzunge 10, seiner Breite in einer dazu senkrechten Erstreckungsrichtung und seiner Tiefe an die Form der Federkontaktarme 5 angepasst. Diese weisen eine konvexe Formgebung auf, so dass die Federkontaktarme 5 abschnittsweise in den Fixierabschnitt 11 hineinragen. Auf diese Weise ergibt sich ein Formschluss, über den die Verteilerstromschiene 7 mit dem Einspeisekontaktteil 4 in Eingriff steht. Gleichzeitig bildet dieser Eingriff eine (einzige) zentrale Kontaktierung zwischen den beiden Bauteilen.
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In 2 ist ein Teilabschnitt der Verteilerstromschiene 7 als Einzelbauteil. Es ist zu erkennen, dass der Fixierabschnitt 11 beidseitig auf den Flachseiten der Steckzunge 11 durch eine Negativkontur ausgebildet ist. Diese Negativkontur ist leicht U-förmig ausgeführt, so dass die Negativkontur im Bereich des U-Scheitels tiefer ist als in den dazu benachbarten Bereichen, wodurch ein sicherer Eingriff, aber auch ein einfaches Zusammenstecken möglich ist. Darüber hinaus ist der Fixierabschnitt 11 mit Zinn oder einer Zinnlegierung oberflächenbehandelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stromschnittstelle
- 2
- Einspeisestromschiene
- 3
- Durchgangsöffnung
- 4
- Einspeisekontaktteil
- 5
- Federkontaktarm(e)
- 6
- Kontaktteilfuß
- 7
- Verteilerstromschiene
- 8
- Basisabschnitt
- 9
- Verteilerkontaktteil(e)
- 10
- Steckzunge
- 11
- Fixierabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012102073 U1 [0002]
- DE 10149574 C2 [0003, 0006, 0008, 0024]
