DE4038039A1 - Kontaktanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen, insbesondere Karos­ serieteilen eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Patentanspruchs 1.

Eine Kontaktanordnung mit diesen Merkmalen ist in einer Ver­ wendung bei einer ferngesteuert zu öffnenden und zu schließen­ den Fahrzeug-Schiebetür bekannt (DE 35 26 761 A1).

Sie besteht im wesentlichen aus zwei Kupplungsteilen, die je­ weils einem Karosserieteil (Tür bzw. Türrahmen) zugeordnet sind und in denen je zwei Kontaktstifte axial gegen Federkraft ver­ schiebbar gelagert sind. Im geschlossenen Zustand der Schiebe­ tür liegen die Kontaktstifte stirnseitig aneinander und bilden eine leitende Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen. Beim Öffnen der Schiebetür bleiben die Kontaktstift-Stirnseiten wegen der federnden Vorspannung vor dem Trennen noch über einen gewissen Weg miteinander in Kontakt.

Beim Schließen der Tür treten zunächst vor dem Erreichen der ganz geschlossenen Stellung die Stirnseiten der einander zuge­ ordneten Kontaktstift in gegenseitige Berührung, worauf der weitere Schließweg durch die Federn unter axialer Verschiebung der Kontaktstifte aufgenommen wird.

Eine solche Anordnung hat hinsichtlich der Kontaktsicherheit gewisse Nachteile. Wenn nämlich bei einer langsam ablaufenden Schließ- oder Öffnungsbewegung ein Stillstand gerade dann ein­ tritt, wenn die Stirnseiten der Kontaktstifte einander schon gerade oder gerade noch berühren ("anschnäbeln"), so kann ein dann fließender Strom nicht mehr sicher übertragen werden und führt je nach Stromstärke zu thermischer Überlastung der Kon­ takte mit den bekannten Folgeschäden.

Zur Verringerung des Übergangswiderstandes an voneinander lös­ baren und miteinander kontaktierbaren Kontakten bzw. Steckver­ bindungen sowie zur Erzielung einer gewissen Selbstreinigung ist es auch bereits bekannt, deren Oberfläche durch geometrische Strukturen zu vergrößern, so daß anstelle - unter ungünstigen Umständen - nur eines punktförmigen Kontaktbereichs mehrere Berührpunkte bzw. Berührflächen dem Stromübergang zur Verfügung stehen (US 26 06 983, GB 7 45 270, DE-GM 17 87 292, DT-OS 15 39 783, DE 28 16 328 B2).

Es ist des weiteren bekannt (DE 38 30 484 A1), eine ständige elektrische Verbindung eines mit Solarzellen versehenen Schie­ bedachdeckels mit einem Fahrzeugbordnetz mittels einer über den gesamten Verschiebeweg des Deckels wirksamen Schleifkontaktie­ rung herzustellen. Bei einer solchen Anordnung stellt sich das vorstehend erwähnte Kontaktproblem naturgemäß nicht, jedoch kann es zu einer Verschmutzung der Gleitschienen und der Gleit­ kontakte z. B. durch Schmiermittel kommen. Im übrigen erscheint der erhöhte Aufwand dieser Gleitkontaktierung nur im Zusammen­ hang mit dem in der letztgenannten Druckschrift dargestellten, nicht eintauchenden, in nur einer Ebene beweglichen Schiebedach­ deckel gerechtfertigt, während insbesondere bei einem im geöff­ neten Zustand unter das feste Fahrzeugdach abgesenkten sowie eventuell in eine Hebestellung ausstellbaren Schiebedachdeckel eine Auftrennung der elektrischen Kontaktierung zweckmäßig er­ scheint.

Hierbei ist allerdings der bereits angesprochene Fall einer Zwischenstellung in der Nähe der End- bzw. Schließstellung von besonderer Bedeutung, weil Schiebedachdeckel vom Benutzer in beliebigen Stellungen angehalten werden können.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Kontaktsicherheit einer gat­ tungsgemäßen Kontaktanordnung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Mit einer Schnappanordnung, mittels welcher wenigstens einer der beiden Kontakte der Kontaktanordnung elastisch nachgiebig gehalten wird, kann die relative Bewegung der beiden Teile kurz vor dem Erreichen der definierten Endlage bzw. kurz nach deren Verlassen ins Schnelle übersetzt werden. Damit ergibt sich zum einen ein bezüglich des Verlaufs der genannten Bewegung defi­ nierter Schaltpunkt und wird zum anderen eine hohe Auftreff- bzw. Lösegeschwindigkeit der korrespondierenden Kontakte er­ reicht.

Grundsätzlich ist es zwar bei elektrischen Schaltern bekannt (DE-PS 9 37 712, DT-OS 15 90 129), einen Kontakt auf einer Schnappfeder - die in der Regel als Blechbiegefeder ausgeführt ist - anzuordnen und die Schnappbewegung der durch ein Betäti­ gungsglied des Schalters beaufschlagten Schnappfeder zum schnel­ len Aufsetzen des Kontakts auf einen korrespondierenden Festkon­ takt des Schalters auszunutzen. Diese Schalter geben jedoch keien Hinweis darauf, eine gattungsgemäße Kontaktanordnung ent­ sprechend auszubilden, zumal die Kontakte der angesprochenen Schalter sich nie weiter als um einen geringen Trennhub vonein­ ander entfernen und auch das Betätigungsglied für die Schnapp­ anordnung in dem Gehäuse des jeweiligen Schalters selbst unter­ gebracht ist.

Hingegen ist eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Lösung gerade darin zu sehen, daß das Betätigungsglied der Schnappan­ ordnung an einem anderen (Karosserie-)Teil angeordnet ist, wel­ ches von dem die Schnappanordnung tragenden Teil unabhängig be­ wegbar und über einen größeren Weg entfernbar ist.

Die Schnappanordnung kann aber auch - in hier nicht weiter er­ örterter Weise - anstelle einer Blechbiegefeder eine geeignete Schrauben- oder Druckfeder als Übertotpunktfeder enthalten, die z. B. in einer Ruhelage in einem Sinn längs gekrümmt ist und bei Beaufschlagung durch das Betätigungsglied in eine andere Krümmungsrichtung umschnappt, wobei die mit ihr verbundenen Kontakte wiederum mit ins Schnelle übersetzter Geschwindigkeit mitgenommen werden. Am prinzipiellen Aufbau der Kontaktanord­ nung ändert sich dadurch aber nichts. Vielmehr ist die im Aus­ führungsbeispiel beschriebene Anordnung bezüglich der Federbau­ art lediglich als eine vorteilhafte Möglichkeit unter gleich­ wertigen anderen anzusehen.

Die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche offenbaren vor­ teilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktanord­ nung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich hier anschließender einge­ hender Beschreibung hervor.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fahrzeugkarosserie, in deren Dach ein mit Solarzellen versehenen Schiebe­ dachdeckel mit eingesetzt ist,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Kontaktanordnung, die die Solarzellen des Schiebedachdeckels in dessen geschlossener Stallung mit dem Fahrzeugbordnetz verbindet,

Fig. 3 eine besondere Ausführung der Oberflächenform der miteinander korrespondierenden Kontakte der Kon­ taktanordnung, jeweils in einer Drauf- und einer Seitenansicht,

Fig. 4 eine andere Ausführung der Oberflächenform der mit­ einander korrespondierenden Kontakte, ebenfalls jeweils in einer Drauf- und einer Seitenansicht.

Schematisch ist in Fig. 1 ein Fahrzeug 1 in Draufsicht darge­ stellt, in dessen Dach 2 ein verschiebbarer Schiebedachdeckel 3 mit seiner Außen- bzw. Oberseite zugewandten Solarzellen 4 ein­ gesetzt ist. Diese Solarzellen können z. B. in bekannter Weise zumindest anteilig den Strom zum Betrieb eines Lüftungsgebläses erzeugen, wenn das Fahrzeug mit - wie dargestellt - geschlosse­ nem Schiebedach in heller und heißer Umgebung abgestellt ist. In der geschlossenen Stellung des Schiebedachdeckels 3 sind die Solarzellen 4 mit dem Bordnetz des Fahrzeugs 1 über eine in Fig. 2 detaillierter gezeigte Kontaktanordnung 5 verbunden. In dieser Figur ist der Schiebedachdeckel 3 gerade so weit geöff­ net, daß die besagte elektrische Verbindung aufgehoben ist. Im Bereich der vorderen Rahmenkante 6 der durch den Schiebe­ dachdeckel 3 abdeckbaren Dachöffnung ist eine Schnappanordnung 7 befestigt, die im wesentlichen ein Trägerteil 8, eine in dem Trägerteil 8 einseitig eingespannte Schnappfeder 9 und zwei auf dem freien Ende der Schnappfeder 9 befestigte, gegen die Schnapp­ feder 9 und gegeneinander isolierte erste Kontakte 10 umfaßt. Diese sind über angedeutete Leitungen an das elektrische Bord­ netz des Fahrzeugs 1 angeschlossen.

Die Schnappfeder 9 ist an dem Trägerteil 8 über ein Schneiden­ lager 11 zusätzlich abgestützt.

Im Bereich der Vorderkante 12 des Schiebedachdeckels 3 sind zwei gegeneinander isolierte zweite Kontakte 13 an diesem be­ festigt, deren jeder mit je einem der ersten Kontakte 10 kor­ respondiert; mit der Bewegung des Schiebedachdeckels 3 in Schließ- bzw. Öffnungsrichtung - die in nicht dargestellter Weise entweder mechanisch von Hand oder motorisch eingeleitet wird - werden die ersten und zweiten Kontakte 10 und 13 auf­ einander zu bzw. voneinander weg bewegt. Die zweiten Kontakte 13 sind über angedeutete kurze Leitungen an die Solarzellen 4 angeschlossen.

Außerdem ist im Bereich der Vorderkante 12 des Schiebedachdeckels 3 noch ein Betätigungsglied für die Schnappanordnung 7 in Gestalt eines auf die Schnappfeder 9 im Bereich zwischen deren Einspannung und deren Berührungspunkt mit dem Schneidenlager einwirkenden Nocken 14 vorgesehen.

In der dargestellten Lage sitzt der Nocken 14 ersichtlich ge­ rade auf der Schnappfeder 9 auf - anders ausgedrückt, beauf­ schlagt er diese gerade -, wobei diese noch ihre unbelastete Lage und Form hat. Bei weiterem öffnen des Schiebedachdeckels 3 vergrößert sich nur noch der Abstand zwischen den ersten und zweiten Kontakten, während die Schnappanordnung 8 in Ruhe ver­ bleibt - der Nocken 14 hebt dann vollends von der Schnappfeder 9 ab.

Wird hingegen der Schiebedachdeckel 3 weiter geschlossen, so erhöht sich die Kraft, mit der der Nocken 14 auf die Schnapp­ feder 9 einwirkt bzw. diese beaufschlagt, schließlich so weit, daß diese aufgrund ihrer - nicht näher dargestellten, weil an sich bekannten Konstruktion - schlagartig in eine gestrichelt angedeutete Form und Lage umschnappt. Fixpunkte dieser Um­ schnappbewegung sind die Einspannung der Schnappfeder 9 und das Schneidenlager 11. Dabei treffen die ersten Kontakte 10 mit einer gegenüber der Verschiebegeschwindigkeit des Schiebedach­ deckels 3 ins Schnelle übersetzten Geschwindigkeit auf die zwei­ ten Kontakte 13 auf und schließen, wie ebenfalls gestrichelt angedeutet ist, die elektrische Verbindung der Solarzellen 4 zum Bordnetz des Fahrzeugs 1. Durch die Elastizität der Schnapp­ feder 9 können die ersten Kontakte 10 einer weiteren Annähe­ rungsbewegung der zweiten Kontakte 13 nachgeben, wobei sich auf­ grund der Federsteifigkeit der Schnappfeder der Kontaktdruck noch erhöht. Die Anschlußleitungen der ersten Kontakte 10 sind natürlich so ausgelegt und befestigt, daß sie den Bewegungen der Kontakte und der Schnappfeder folgen können.

Es versteht sich, daß der geschlossene Schiebedachdeckel 3 die gesamte Kontaktanordnung 5, also auch die Schnappanordnung 7, überdeckt, d. h. die zweiten Kontakte 13 und der Nocken 14 sind gegenüber der Vorderkante 12 etwas zurückversetzt. Außerdem können natürlich auch mehr als zwei erste bzw. zweite Kontakte oder bei Bedarf auch nur je einer davon vorgesehen werden. Eben­ so kann natürlich auch für jede einzelne Kontaktpaarung eine eigene Schnappanordnung vorgesehen werden.

Die einzelnen Bestandteile sind hier nur der Deutlichkeit halber übertrieben groß und unmaßstäblich gezeichnet.

Beim Wiederöffnen des Schiebedachdeckels 3 kehrt sich der Ab­ lauf um, indem die - in ihre unbelastete Ruhelage vorgespannte - Schnappfeder 9 der Bewegung des Nocken 14 folgt und in ihrem Schaltpunkt die korrespondierenden ersten und zweiten Kontakte 10/13 voneinander trennt.

Die gezeigte Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß kein an­ schnäbelnder Kontakt zwischen den ersten und zweiten Kontakten entstehen kann. Es gibt vielmehr einen definierten Schaltpunkt, der einer ganz bestimmten Stellung des Schiebedachdeckels bzw. dessen Vorderkante 12 in bezug auf die vordere Rahmenkante 6 eindeutig zugeordnet ist. Diesseits dieses Schaltpunkts sind die Kontakte sicher voneinander getrennt, jenseits dessen sind sie mit hinreichender Vorspannung aufeinander gedrückt, um Strom sicher leiten zu können, wobei sich die Kontakte sowohl beim Aufsetzen als auch beim Lösen mit hoher Relativgeschwindigkeit bewegen.

Zur sicheren Übertragung auch geringer Ströme über die ersten und zweiten Kontakte 10 und 13 können diese, wie Fig. 3 und 4 zeigen, ferner vorteilhaft in an sich bekannter Weise mit durch geometrische Strukturierung vergrößerten Oberflächen ver­ sehen werden. Hierbei werden die Kontaktoberflächen bevorzugt mit mehreren Prismen (Fig. 3) oder Pyramiden (Fig. 4) in po­ sitiv/negativer bzw. erhabener/eingesenkter formlicher Ent­ sprechung ausgeformt, die im angelegten Zustand der korrespon­ dierenden Kontakte formschlüssig ineinander greifen können. Gezeigt ist in Fig. 3 und 4 je ein Kontaktpaar 10/13 so­ wohl in Draufsicht als auch in Seitenansicht, wobei zusätzlich Schnittverläufe angedeutet sind.

In der angelegten Stellung der Kontakte 10 und 13 ergibt sich mit diesen Oberflächenstrukturen eine große Zahl von Kontakt­ punkten bzw. -flächen.

Insbesondere in dem hier beschriebenen Anwendungsfall wird da­ mit ein hoher Übertragungswirkungsgrad der von den Solarzellen erzeugten elektrischen Leistung durch Verminderung des Über­ gangswiderstands zwischen den Kontakten erreicht.

Bei formschlüssigem Eingriff der ersten und zweiten Kontakte 10 und 13 kann es erforderlich sein, die ersten oder die zweiten oder alle Kontakte in kleinen Grenzen beweglich, d. h. verschieb­ bar bzw. drehbar zu lagern, um einen Ausgleich von unvermeidli­ chen Toleranzen und im Moment des Auftreffens eine sichere Annä­ herung und Zentrierung der einander formlich entsprechenden Oberflächen zu gewährleisten. Selbstverständlich sind dann auch geeignete flexible Verbindungsmittel zwischen den beweglich gelagerten Kontakten und den Leitungen vorzusehen.

In jedem Fall wird durch Gleitbewegungen der aufeinander auf­ setzenden Oberflächenstrukturen stets eine Selbstreinigung der Kontakte erzielt.

Abschließend sei angemerkt, daß die Schnappanordnung 8 mit den ersten Kontakten 10 ohne Einfluß auf die Funktion der Kontakt­ anordnung natürlich auch an dem Schiebedachdeckel 3 angeordnet werden kann und daß die zweiten Kontakte 13 dann an der vor­ deren Rahmenkante 6 anzuordnen wären.

Claims (7)

1. Kontaktanordnung zwischen zwei relativ zueinander entlang einer bestimmten vorgegebenen Bahn in bzw. aus einer definier­ ten Endlage beweglichen Teilen, insbesondere Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs, zu deren elektrischer Kontaktierung, ent­ haltend

• - mindestens einen ersten Kontakt an dem ersten Teil,
• - mindestens einen zweiten Kontakt an dem zweiten Teil, der mit dem ersten Kontakt korrespondiert,
• - mindestens einem der beiden Kontakte zugeordnete elastisch verformbare Halterungsmittel, wobei in der genannten Endlage der erste und der zweite Kontakt durch die elastisch verformbaren Halterungsmittel zur Bildung einer stromleitenden Verbindung gegeneinander gedrückt sind,

gekennzeichnet durch

• - Ausbildung der elastisch verformbaren Halterungsmittel für einen der korrespondierenden Kontakte (10, 13) als Schnapp­ anordnung (7; Schnappfeder 9),
• - Anordnung eines Betätigungsglieds (Nocken 14) der Schnapp­ anordnung (7; Schnappfeder 9) an dem den korrespondierenden anderen Kontakt (13 bzw. 10) aufweisenden Teil (6 bzw. 12) in der Weise, daß das Betätigungsglied (Nocken 14) die Schnappanordnung (7) erst unmittelbar vor dem Erreichen der definierten Endlage beaufschlagt, wodurch diese ihre Lage bzw. ihre Form elastisch ändert und dabei den zugeordneten Kontakt (10 bzw. 13) in Richtung auf den korrespondierenden anderen Kontakt (13 bzw. 10) mitführt.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - Anordnung eines von je zwei korrespondierenden Kontakten (10 bzw. 13) unmittelbar auf einer Schnappfeder (9) der Schnapp­ anordnung (7).

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

• - einseitige Einspannung der Schnappfeder (9) in einem Träger­ teil (8),
• - Anordnung des Kontakts (10 bzw. 13) am freien Ende der Schnappfeder (9),
• - Abstützung der Schnappfeder (9) an einem Schneidenlager (11) zwischen ihrem eingespannten und ihrem freien Ende, wobei das Betätigungsglied (Nocken 14) auf den sich zwi­ schen dem Schneidenlager (11) und der Einspannung erstreckenden Bereich der Schnappfeder (9) einwirkt.

4. Kontaktanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

• - Vergrößerung der kontaktwirksamen Oberfläche der miteinander korrespondierenden ersten und zweiten Kontakte (10, 13) in der Weise, daß diese sich im angelegten Zustand in einer Vielzahl von Berührungspunkten berühren.

5. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

• - Strukturierung der Oberflächen der Kontakte (10, 13) durch eine Vielzahl positiv/negativ einander entsprechender geo­ metrischer Körper, die formschlüssig ineinander greifen kön­ nen.

6. Kontaktanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

• - in kleinen Grenzen bewegliche Halterung wenigstens des nicht durch die Schnappanordnung (7) gehalterten Kontakts.