DE2510231B2 - Elektrische kontaktvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktvorrichtung, bei der eine Kontaktfläche mindestens ein kontaktgebendes Element enthält, welches aufgrund seiner Form und Härte beim Anschließen in den anzuschließenden Gegenstand eindringt und dort einen elektrischen Spitzenkontakt erzeugt. Unter »anzuschließendem Gegenstand« wird hier der Bauteil oder die Bauteilkomponente verstanden, an der ein elektrischer Anschluß herzustellen ist.

Solche Kontakivorriehtungen verwendet man u. a. für elektrische Anschlüsse an isolierten mcchf.nischen Bauteilen, elektrischen Geräten oder deren Teile usw. Wenn es sich um Bauteile handelt, die nut einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt sind, kann die Kontaktvorrichtung mit den Bauteilen verbunden werden, ohne zuvor die Isolierschicht fortzunehmen, da das kontaktgebende Element die Isolierschicht durchdringt und aufgrund der Nachgiebigkeit des Metalls einen elektrischen Spitzenkontakt mit gewünschter Leitfähigkeit erzeugt.

Um zu verhindern, daß die korrosionsfreie Kontaktspitze auf dem anzuschließenden Gegenstand der Außenluft, der Feuchtigkeit oder korrosiven Flüssigkeiten ausgesetzt wird, ist es üblich, alle Risse an der Kontaktvorrichtung, dem anzuschließenden Gegenstand und den Befestigungsmiueln mit einem Schutzlacküberzug abzudecken. Oft mu3 man den Überzug so weit ausdehnen, daß er eine Anzahl von benachbarten Rissen überdeckt. In diesem Zusammenhange hat sich bei der Montage der Kontaktvorrichtung erwiesen, daß oft Risse vorhanden sind, an denen man den Lack nicht so anbringen kann, daß es zu einer guten Abdichtung ίο kommt. Es kann auch sein, daß der anzuschließende Gegenstand so ausgebildet ist, daß nicht alle Risse für den Lack zugänglich sind. Schließlich besteht auch oft eine gewisse relative Beweglichkeit zwischen der Kontaktvorrichtung und dem anzuschließenden Gegenstand, welche dazu führt, daß die Lackschichi reißt oder abfällt.

Die kontaktgebenden Elemente bekannter Kontaktvorrichtungen sind mit einer Anzahl von scharfen Spitzen oder Zähnen versehen, die beim Eindringen in den anzuschließenden Gegenstand mehr oder weniger punktförmige Einprägungen verursachen. Solche Einprägungen können wegen der Bruchgefahr beispielsweise dann nicht geduldet werden, wenn es sich um Bauteile handelt, die Dauerbeanspruchungen unterworfen sind.

Alle vorerwähnten Nachteile werden im wesentlichen durcn die vorliegende Erfahrung beseligt, deren Aufgabe darin liegt, eine korrosionsfreie Kontaktspitze mit gas- und flüssigkeitsdichtem Schutz zu schaffen, der so nahe wie möglich die Kontaktspitze umgibt, wobei die Abdichtfunktion unabhängig von Relativbewcgungen zwischen der Kontaktvorrichtung und dem anzuschließenden Gegenstand ist. so daß eine Korrosion an der Kontaktspitze verhindert wird und eine dauerhafte elektrische Kontaktverbindung entsteht. Dabei soll das kontaktgebende Element keine zu Brüchen führende Einprägungen und keine inneren mechanischen Spannungen am anzuschließenden Gegenstand verursachen. Vielmehr soll das kontaktgebende Element rings um die Befestigungsstclle örtlich eine erhöhte mechanische Festigkeit bewirken.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktfläche eine Schutzabdeckung aus verformbarem flüssigkeits- und gasdichtem Material trägt, das zunächst das konu.ktgebende Element überdeckt und umgibt und erst beim Anpressen an den anzuschließenden Gegenstand von dem kontaktgebenden Element durchdrungen und zusammengepreßt wird und den elektrischen Spitzenkontakt gas- und flüssigkeitsdicht macht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, daß bei Kontaktvorrichtungen mit einer Befestigungsbohrung für die Anbringung der Kontaktvorrichtung am anzuschließenden Gegenstand da< kontaktgebende Element ringförmig ist und im wesent liehen konzentrisch die Befestigungsbohrung umgibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindunj ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichet Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzug te Ausführungsformen der Erfindung beispi«.'.- weisi veranschaulicht sind, in den Zeichnungen sind gleich oder einander entsprechende Teile mit gleiche Bezugszeichen versehen.

In den Zeichnungen zeigt

f>5 F i g. I und 2 Draufsichten auf erfindungsgemäß Kontaktvorrichtungen in Form einer ringförmige Scheibe und in Form einer ringförmigen Scheibe m einem Kabelschuh,

F i g. 3 bis 5 Querschnitte von drei Ausführungsformen der Kontaktflächen bildenden Elemente der Kontaktvorrichtung,

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Kontakt bildenden Oberflächen,

Fig.7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Kontaktvorrichtung der Fig. 1 in Verbindung mit ehier mit dem anzuschließenden Gegenstand zu verbindenden Halteschniube,

Fig.8 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 7 in Verbindung mit einem anzuschließende:! Gegenstand,

Fig.9 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung, die nach dem Abnehmen der Befestigungsmittel durch eine Klebeverbindung fest an dem anzuschließenden Gegenstand gehalten wird,

Fig. JO eine geschnittene Seitenansicht der Koniaktvorrichtung der Fig. 2 in Verbindung mit einem anzuschließenden Gegenstand in Form einer gedruckten Schaltung und

Fig. Π eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 6 zwischen zwei zu verbindenden unterschiedlichen anzuschließenden Gegenständen.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Kontaktvorrichtungen sind als kreisförmige Scheiben ausgebildet. Wie Fig. 3 bis 6 erkennen lassen, bestehen diese Kontakt-Vorrichtungen aus metallisch leitenden Kontaktscheiben 3a. 3b, 3c und 3d aus beispielsweise Edelstahl. Diese Scheiben haben konzentrische Befestigungsöffnungen 4. Für die Kontaktscheiben können auch andere Metalle verwendet werden. Die Auswahl des Metalles hängt ab von der Aufgabe des Kontaktes. Der einzige Unterschied zwischen der Kontaktvorrichtung 1 und der Kontaktvorrichtung 2 liegt darin, daß die Kontaktvorrichtung 2 einen Anschlußschuh 5 aufweist, der am Rande der Scheibe radial nach außen zeigt und wie F i g. 10 erkennen läßt, mit einer elektrischen Leitung 6 verbunden werden kann.

Die Kontaktscheibe ist mit einer Anlagefläche 7 (Fig.3 bis 5) versehen, die mit einer Leitung 8 oder einer Befestigung 9 (Fig. 7 und 8) zusammenarbeitet. Wie die F i g. 3 bis 5 zeigen, hat die Kontaktscheibe der Anlagefläche 7 gegenüberliegend eine Kontakt gebende Fläche 10, auf der sich ein ringförmiges Kontaktelement 11 befindet. Das Koniaktelement 11 ragt gegenüber der Kontakt gebenden Fläche 10 vor und verläuft konzentrisch zur Befestigungsöffnung 4. Der Querschnitt des ringförmigen Kontaktelementes wird in Abhängigkeit von dem Material des anzuschließenden Gegenstandes 12 und — sofern vorhanden — in Abhängigkeit von dessen elektrisch isolierender Außenschicht 13 ausgewählt. Der Querschnitt des Kontaktelemcntes hängt ferner auch ab von der gewünschten Kontaktfläche.

Die Fig. 3, 5 und 6 lassen erkennen, wie der Querschnitt des ringförmigen Kontaktclementes von zwei geraden Seitenflächen 14 und 15 begrenzt wird, so daß der oder die Kontaktringe einen dreieckigen Querschnitt erhalten, bei dem die Scheitellinie von der Kontakt gebenden Fläche 14 abgelegen ist.

Fig.4 zeigt ein ringförmiges Kontaktelement mit einer durchgehend runden Kontaktfläche 16.

Die Anzahl der verwendeten Kontaktringe kann unterschiedlich gewählt werden. Die Kontaktscheibe kann somit zwei oder mehr zueinander konzentrische Kontaktringe tragen. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 trägt die Kontaktscheibe 3c drei Kontaktringe 17,18 und 19.

Die Kontaktscheibe kann aurh beidseitig mit einer oder mehr Kontaktringen 20 versehen sein, wie es die Fig.6 zeigt. Hier ist die Kontaktseheibe mit zwei Kontakt gebenden Flächen 10 versehen.

Auf jeder der Kontakt gebenden Flächen 10 ist eine scheibenförmige Schutzabdeckung 21 befestigt, die aus einem nachgiebigen oder plastisch verformbaren Material besteht Die auf der Kontaktseite der Scheibe und auf den Kontaktringen 11, 11a, 17, 18, 19 und 20 befestigte Schutzabdeckung 21 hat eine solche Dicke, daß bei der ungenutzten Kontaktvorrichtung die Komaktringe gegen eine Einwirkung von Flüssigkeiten und Gasen geschützt sind. Die Schutzabdeckung 21 enthält konzentrisch zur Befestigungsöffnung 4 eine Öffnung 22, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Befestigungsmittel (beispielsweise der Schraube 25) der Kontaktvorrichtung. Wie die F i g. 7 zeigt, kommt die elektrische Leitung 8 an der Kontaktvorrichtung 1 zur Anlage bevor die letztere mit der Schraube fest an dem anzuschließenden Gegenstand befestigt wird.

Wie die Fig. 9 zeigt, ist es mitunter erwünscht, daß die an einem anzuschließenden Gegenstand 12 mit einer Schraube 23, einer Sperrscheibe 24, einer Unterleg scheibe 25 und einer Mutter 26 befestigte Kontaktvorrichtung auch dann am anzuschließenden Gegenstand 12 verbleibt, wenn man die Befestigungsmittel 9 wieder abnimmt. 1st dies erwünscht, versieht man die Anlagefläche der Schutzabdeckung 21 mit einer Klebstoifschicht 28. Bei unbenutzter Kontaktvorrichtung ist die Klebstoffschicht 28 mit einer beispielsweise aus gewachstem Papier versehenen Schicht 29 abgedeckt (F i g. 3 bis 6).

In der Fig. 10 ist die Kontaktvorrichtung 2 mit einer gedruckten Schaltung oder einem plattenförmigen Schaltungsträger 30 verbunden, der bei der dargestellten Ausführungsform aus einer lamellierten Basis 31, einer darauf angeordneten Kupferfolien-Schnltung 32 und einer Zinnschicht 33 besteht, auf die die Kontaktspitzen einwirken.

Die Fig. 11 erläutert, wie man eine Kontaktvorrichtung, die in diesem Falle so ausgebildet ist wie die F i g. 6 zeigt und zwei Kontaktseiten hat, als Kontaktfuß zwischen einem Anschlußteil 34 und dem anzuschließenden Gegenstand 12, welcher den Anschlußteil 34 trägt, anordnen kann. Die Befestigungsschraube 23 ist hier mit einer elektrisch isolierender. Hülse 35 umgeben. Die feste Verbindung zwischen der Kontaktvorrichtung und dem Anschlußteil 34 ist mit einer Klebeverbindung 23 realisiert.

Nachfolgend soll jetzt die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung in Verbindung mit unterschiedlichen anzuschließenden Gegenständen beschrieben werden. Es wird zunächst auf die F i g. 8 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung 1, von der zuvor die Klebstoffschutzschicht 29 abgenommen wurde, wird, wie Fig. 7 zeigt, unter dem Leiter 8 auf die Schraube 23 aufgeschoben. Die Schutzabdeckung 21 umfaßt straff die Schraube. Wie Fig. 8 zeigt, hat der zu befestigten Anschlußteil eine Bohrung 36. Nachdem man die Schraube 23 durch den anzuschließenden Gegenstand hindurchgefuhrt hat, setzt man die Unterlegscheibe 25 auf und zieht die Mutter 26 an. Auf diese Weise wird die Schutzabdeckung 21 zusammengepreßt und von dem Kontakt

gebenden Ring 11 durchdrungen, so daß die Schutzabdeckung 21 in zwei ringförmige Schutzabdeckungen 21/ und 21 Y aufgeteilt wird. Der Kontakt gebende Ring bewegt sich dann weiter auf den anzuschließenden Gegenstand 12 zu, durchdringt die isolierende Schicht 13 und erzeugt durch Verdrängung von Material in dem anzuschließenden Gegenstand einen korrosionssicheren ringförmigen Spitzenkontakt 37 für den anzuschließenden Gegenstand. Dieser ringförmige Spitzenkontakt bleibt gegen Korrosion durch zwei zusammengepreßte ringförmige Abdeckungen 21/ und 2\Y geschützt, selbst wenn man nachfolgend — wie in F i g. 9 gezeigt — die Befestigungsmittel wieder entfernt. Die Materialkompression im anzuschließenden Gegenstand, welche nach dem Eindringen des Kontakt bildenden Ringes auftritt, sorgt an der Kontaktstelle für eine bleibende Kompressionsbeanspruchung, die das Auftreten von Ermüdungsrissen an der Bohrung 36 des angeschlossenen Gegenstandes verzögert. Auf diese Weise ergibt sich eine erhebliche Vergrößerung der mechanischen Dauerfestigkeit neben der Bohrung.

Der in Fig. 10 dargestellte Anschluß arbeitet genauso wie der in Fig. 8 dargestellte Anschluß. Zusätzlich halten jedoch hier noch die ringförmigen Abdeckungsteile 21/ und 21V, die beim Anziehen der Schraubverbindung entstehen, eventuelle Zinnspäne zurück, die an der Kontaktstelle 38 /wischen dem Kontakt gebenden Ring ll;i und der Zinnschicht 33 bei einer Relativbewegung /.wischen Kontaktvorrichtung und Schaltungsplatte 30 entstanden sein könnten. Solche Zinnspäne können sich daher nicht über die Schaltungskarte verteilen, so daß eine störungsfreie elektronische Funktion der Schaltung sichergestellt bleibt.

ίο Die Funktion des Anschlusses gemäß F i g. 11 ist im wesentlichen die gleiche wie bei der Anschlußordnung gemäß F i g. 8. Die Aufgabe der Hü se 35 und der nichtleitenden Unterlegscheibe 25,·; liegt darin, die Verbindungsstelle gegenüber dem angeschlossenen Bauteil 12 zu isolieren, so daß die elektrische Verbindung zwischen den zusammenzuschaltenden Bauteilen 12 und 34 nur über die Kontaktspitzen 39 der Kontaktvorrichtung erfolgt.

Obwohl die vorstehende Beschreibung anhand der Zeichnungen nur einige wenige Ausführungsformen der Erfindung erläutert, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern sich im Rahmen der nachfolgender Ansprüche abwandeln läßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kontaktvorrichtung, bei der eine Kontaktfläche mindestens ein kontaktgebendes Element enthält, welches aufgrund seiner Form und Härte beim Anschließen in den anzuschließenden Gegenstand eindringt und dort einen elektrischen Spilzenkontakt erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (10) eine Schutzabdeckung (21) aus verformbarem flüssigkeits- und gasdichtem Material (21) trägt, das zunächst das kontaktgebende Element (11, lla, 17, 18, 19, 20) überdeckt und umgibt und erst beim Anpressen an den anzuschließenden Gegenstand (12) von dem kontaktgebenden Element durchdrungen und zusammengepreßt wird und den elektrischen Spitzenkontakt (37, 38, 39) gas- und flüssigkeitsdicht macht.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungsmiuels, dadurch gekennzeichnet, daß das kontaktgebendc Element (11, Ha, 17, 18, 19, 20) konzentrisch zur Befestigungsbohrung (4) angeordnet und ringförmig ausgebildet ist.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (21) eine Öffnung (22) hat, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Befestigungsmittels (9) ist.

4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (21) auf einer dem anzuschließenden Gegenstand (12) zugewandten Seite (10) eine Klebstoffschicht (28) trägt, die vor der Benutzung mit einem Schutzüberzug (28) versehen ist und beim Anschließen an dem anzuschließenden Gegenstand (12, 34) (1, 2) fest verklebt.

5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie an beiden Seiten mit mindestens einem kontaktgebenden Element (11, Ua. 17, 18, 19, 20) und einer Schutzabdeckung (21) versehen ist.