EP0694997A2

EP0694997A2 - Verbindungseinrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktelementen

Info

Publication number: EP0694997A2
Application number: EP95108561A
Authority: EP
Inventors: Stephan Demuth; Rolf Rohwer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1995-06-03
Publication date: 1996-01-31
Also published as: EP0694997A3; DE9412068U1

Abstract

Es handelt sich um eine Verbindungseinrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktelementen (12, 17), die an zwei aneinandersetzbaren Körpern (2, 3) vorgesehen sind. Ein aus elektrisch nichtleitendem Material bestehendes elastisches Dichtelement ist in Gebrauchsstellung derart zwischen den beiden Körpern (2, 3) angeordnet, daß diese an der jeweils zugewandten Dichtelementfläche (32, 33) anliegen. In dem Dichtelement ist mindestens ein elektrisch leitendes Leiterelement gehalten, welches das Dichtelement durchsetzt und im Bereich der beiden Dichtelementflächen (32, 33) jeweils eine Kontaktfläche (42, 43) aufweist, an der das zugeordnete Kontaktelement (12, 17) in der Gebrauchsstellung anliegt. Auf diese Weise ist das Leiterelement zwischen die elektrisch zu verbindenden Kontaktelemente (12, 17) der beiden Körper (2, 3) zwischengeschaltet und die Verbindung ist gleichzeitig abgedichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktelementen, die an zwei aneinandersetzbaren Körpern vorgesehen sind.
Auf dem Gebiet der Pneumatik und Hydraulik werden Ventile mit Hilfe elektrisch betätigbarer Ventilantriebe angesteuert, beispielsweise von Elektromagneten. Die erforderlichen elektrischen Signale, zum Beispiel Betätigungssignale, wie auch die erforderliche Betriebsenergie werden über elektrische Leitungen zugeführt. Üblicherweise ist eine lösbare Verbindung vorgesehen, wobei die herangeführten elektrischen Leitungen in einem Stecker mit einem oder mehreren Kontaktelementen enden. Am Ventilantrieb sind seinerseits komplementäre Kontaktelemente vorgesehen, so daß sich der Stecker an den Ventilantrieb ansetzen läßt, wobei die an den beiden Körpern, also am Stecker und am Ventilantrieb vorgesehen Kontaktelemente formschlüssig ineinandergreifen.
Die genannten Ventile werden häufig in einer Umgebung eingesetzt, in der Feuchtigkeit auftritt. Beispielsweise sind Werkzeugmaschinen mit derartigen Ventilen ausgestattet, so daß nicht selten Kühl- und Schmierflüssigkeit auf die Ventile einwirkt. Dabei besteht die Gefahr, daß die Flüssigkeit bzw. Feuchtigkeit in dem Verbindungsbereich zwischen dem Stecker und dem Ventilantrieb eintritt und mit stromführenden Bestandteilen in Verbindung gerät. Dies hat nicht selten Funktionsstörungen oder gar Betriebsausfälle zur Folge.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und feuchtigkeitsunempfindliche elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen zweier aneinanderzusetzender Körper zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein aus elektrisch nichtleitendem Material bestehendes elastisches Dichtelement vorgesehen, das in Gebrauchsstellung derart zwischen den beiden Körpern angeordnet ist, daß die beiden Körper an der jeweils zugewandten Dichtelementfläche anliegen, sowie ferner mindestens ein in dem Dichtelement gehaltenes elektrisch leitendes Leiterelement, welches das Dichtelement durchsetzt und im Bereich der beiden Dichtelementflächen jeweils eine Kontaktfläche aufweist, an der das zugeordnete Kontaktelement in der Gebrauchsstellung anliegt, so daß das Leiterelement zwischen die elektrisch zu verbindenden Kontaktelemente der beiden Körper zwischengeschaltet ist.
Auf diese Weise liegt praktisch eine kontaktierende Dichtung vor, die eine Doppelfunktion hat, indem sie sowohl zur elektrischen Signal- und/oder Energieübertragung zwischen den Kontaktelementen der beiden Körper als auch zur Abdichtung des Montagebereiches zwischen den in Gebrauchsstellung aneinandergesetzten Körpern dient. Das Dichtelement selbst besteht aus elastischem Material, das vorzugsweise gummielastische Eigenschaften hat und elektrisch nicht leitend ist, also einen elektrischen Isolator darstellt. An einer oder mehreren gewünschten Stellen ist in dieses Dichtelement ein Leiterelement eingesetzt bzw. eingebettet, das eine Durchkontaktierung zwischen den Dichtelementflächen ermöglicht. Diese Durchkontaktierung ist lokal auf den Bereich des jeweiligen Leiterelements begrenzt. Je nach Anzahl der vorhandenen elektrisch leitenden Leiterelemente ist somit eine einpolige oder mehrpolige Signal- bzw. Energieübertragung durch die Dichtplatte hindurch möglich, wobei bei mehrpoliger Ausführung eine unabhängige Signalübertragung möglich ist, da die Leiterelemente über das als Isolator wirkende Dichtelement elektrisch gegeneinander isoliert sind. Durch das Dichtelement sind die vorhandenen Leiterelemente wie auch die Kontaktbereiche zwischen den Kontaktflächen und den Kontaktelementen zur Umgebung hin abgedichtet, so daß die zur elektrischen Verbindung vorhandenen Bestandteile sicher gegen äußere Einflüsse und insbesondere gegen Feuchtigkeit abgedichtet bzw. abgeschirmt sind. Sowohl eine elektrische Signal- bzw. Energieübertragung als auch eine zum Beispiel der Schutzart IP65 entsprechende Abdichtung sind somit in einem einzigen Bauelement vereint.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß das Dichtelement als Dichtplatte ausgebildet ist, die von mindestens einem Leiterelement quer zu ihrer Plattenebene durchsetzt wird, so daß sich eine Durchkontaktierung zwischen den beiden einander entgegengesetzten größerflächigen Dichtplattenflächen einstellt.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn die vorhandenen Leiterelemente zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig aus elastischem Material bestehen, das zweckmäßigerweise wie das Dichtelement selbst gummielastische Eigenschaften hat. Auf diese Weise können die beiden Körper zur Erzielung einer optimalen Abdichtung des Montagebereiches so fest wie erforderlich gegeneinander gespannt werden, ohne die körperseitigen Kontaktelemente zu beschädigen. Auch die Leiterelemente sind nachgiebig und können sich der momentanen Lage der Kontaktelemente entsprechend anpassen bzw. verformen. Auf diese Weise erzielt man auch mit wenig Aufwand einen wirksamen Toleranzausgleich, der vor allem bei mehrpoliger Ausgestaltung auch dann einen sicheren Kontakt zwischen den Kontaktelementen und den Kontaktflächen gewährleistet, wenn die Kontaktelemente untereinander relativ ungenau am zugeordneten Körper festgelegt sind.
Die vorhandenen Leiterelemente sind zweckmäßigerweise fest in das Dichtelement verankert. Dies kann dadurch geschehen, daß man vorgefertigte Leiterelemente als Einlegeteile bei der Spritzgußherstellung der Dichtplatte vorsieht oder zum Beispiel dadurch, daß man die Leiterelemente in dafür vorgesehene Durchbrechungen des Dichtelementes einsetzt und insbesondere einknöpft.
Die über die vorhandenen Leiterelemente elektrisch leitend miteinander zu verbindenden Kontaktelemente sind zweckmäßigerweise als reine Berührkontakte ausgebildet, die beim Aneinanderansetzen der beiden Körper gegen die zugeordneten Kontaktflächen der Leiterelemente gepreßt werden, ohne daß es einer Formschlußverbindung bedürfte. In der Regel wird sich jedoch das elektrisch leitenden Leiterelement im Bereich der zugeordneten Kontaktfläche von dem angedrückten Kontaktelement leicht eindrücken lassen, dies vor allem dann, wenn der Querschnitt des Kontaktelements etwas geringer ist als derjenige der zugeordneten Kontaktfläche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: ein Einsatzbeispiel einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung in perspektivischer schematischer Darstellung,
Figur 2: einen Querschnitt durch die Anordnung aus Figur 1 gemäß Schnittlinie II-II,
Figur 3: einen Schnitt durch die Anordnung aus Figur 2 gemäß Schnittlinie III-III,
Figur 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verbindungseinrichtung in einer der Figur 3 entsprechenden Darstellungsweise,
Figur 5: eine weitere Bauform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung in einer der Figur 3 entsprechenden Darstellungsweise, jedoch ungeschnitten, und
Figur 6: einen Querschnitt durch wiederum eine weitere Ausführungsform der Verbindungseinrichtung in einer der Figur 2 entsprechenden Darstellungsweise.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine elektrische Verteilerschiene 1, die einen ersten Körper 2 aufweist, an den an einer Montagefläche 4 mehrere zweite Körper 3 lösbar angesetzt sind. Der erste Körper 2 umfaßt ein zum Beispiel kastenförmiges erstes Gehäuse 5, in dem eine Leiterplatte 6 festgelegt ist. An einer Stirnseite der Leiterplatte 6 ist ein Mehrfachstecker 7 angeordnet, dessen einzelne Steckkontakte 8 über nicht näher gezeigte Leiterbahnen der Leiterplatte 6 mit an der Leiterplatte 6 vorgesehenen ersten Kontaktelementen 12 in elektrischer Verbindung stehen.
Die außen die Montagefläche 4 bildende obere Gehäusewand 13 des ersten Gehäuses 5 verfügt über mehrere Durchbrechungen 14, durch die die ersten Kontaktelemente 12 zur Montagefläche 4 hin hindurchragen. Eine zweckmäßige Anordnung sieht vor, daß die der Leiterplatte 6 entgegengesetzten freien Stirnflächen 15 der ersten Kontaktelemente 12 die Montagefläche 4 geringfügig überragen.
Über den Mehrfachstecker 7 lassen sich elektrische Signale, beispielsweise Steuersignale, oder Betätigungsenergie einspeisen, die über die nicht gezeigten Leiterbahnen an die ersten Kontaktelemente 12 gelangen.
Die beim Ausführungsbeispiel vorhandenen zweiten Körper 3 sind ebenfalls gehäuseförmig ausgebildet und werden nachfolgend als zweite Gehäuse 16 bezeichnet. An jedem dieser zweiten Gehäuse 16 ist mindestens ein zweites elektrisches Kontaktelement 17 befestigt. Beispielsgemäß verfügt jedes zweite Gehäuse 16 über zwei dieser zweiten Kontaktelemente 17. An jedem zweiten Kontaktelement 17 ist eine weiterführende elektrische Leitung 18 angebracht, die zum Beispiel als Draht oder Kabel ausgebildet sein kann und beim Ausführungsbeispiel aus dem zugeordneten zweiten Gehäuse 16 herausgeführt ist. Die elektrischen Leitungen 18 führen vorliegend zu nicht näher dargestellten, elektrisch betätigten Ventilantrieben. Bei diesen Ventilantrieben kann es sich um Magnetventile handeln.
Der zweite Körper 3 kann ohne weiteres direkt von einem Ventilantrieb gebildet sein, in welchem Falle sich die weiterführenden elektrischen Leitungen 18 erübrigen können.
Beim Ausführungsbeispiel ist die zur Montagefläche 4 weisende untere Gehäusewand 22 eines jeweiligen zweiten Gehäuses 16 mit einer der Anzahl der zugeordneten zweiten Kontaktelemente 17 entsprechenden Anzahl von Durchbrechungen 23 versehen. Die zweiten Kontaktelmente 17 durchsetzen diese Durchbrechungen 23, wobei ihre dem ersten Körper 2 zugewandten freien Stirnflächen 24 die Außenfläche 25 der unteren Gehäusewand 22 zweckmäßigerweise geringfügig überragen.
Jedem zweiten Kontaktelement 17 eines jeweiligen zweiten Körpers 3 ist ein erstes Kontaktelement 12 des ersten Körpers 2 zugeordnet. Ist ein zweiter Körper 3 am ersten Körper 2 wie abgebildet korrekt positioniert, liegen sich die einander zugeordneten ersten und zweiten Kontaktelemente 12, 17 quer und insbesondere rechtwinkelig zur Montagefläche 4 gegenüber (Figur 2).
Die ersten und zweiten Kontaktelemente 12, 17 stehen allerdings nicht unmittelbar miteinander in Verbindung, wie dies bei bekannten Steckverbindungseinrichtungen üblicherweise der Fall ist. Die elektrische Verbindung geschieht vielmehr unter Mitwirkung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung 26, die in der abgebildeten Gebrauchsstellung zwischen die Außenfläche 25 des zweiten Körpers 3 und die Montagefläche 4 des ersten Körpers 2 zwischengefügt ist. Neben der Funktion als elektrisches Signal- und/oder Energieübertragungselement dient die Verbindungseinrichtung 26 vorteilhafterweise zugleich als Dichtung, die den Montagebereich 27 zwischen der Außenfläche 25 und der Montagefläche 4 abdichtet und das Eindringen von Feuchtigkeit oder sonstigen unerwünschten Verunreinigungen verhindert.
Im Falle der aus Figuren 2 und 3 hervorgehenden bevorzugten Ausführungsform der Verbindungseinrichtung 26 umfaßt diese ein Dichtelement 28', das vorzugsweise als Dichtplatte 28 ausgebildet ist, die aus elektrisch nichtleitendem und zugleich elastischem Material besteht. Zweckmäßigerweise handelt es sich um ein Material mit gummielastischen Eigenschaften, verwendbar wäre zum Beispiel Elastomermaterial oder sogenanntes Silikonmaterial. Dem Umriß der zweiten Körper 3 entsprechend hat die Dichtplatte 28 beim Ausführungsbeispiel einen rechteckförmigen Grundriß, wobei jedem zweiten Körper 3 eine eigenen Dichtplatte 28 zugeordnet ist. Die Dichtplatte 28 ist derart ausgerichtet, daß ihre Plattenebene 38 parallel zu der Montagefläche 4 und zu der Außenfläche 25 verläuft, so daß die eine (32) ihrer beiden einander entgegengesetzten größerflächigen Dichtplattenflächen der Außenfläche 25 und die andere Dichtplattenfläche 33 der Montagefläche 4 zugewandt ist. In der gezeigten Gebrauchsstellung, wenn die zweiten Körper 3 am ersten Körper 2 montiert sind, liegen die Außenfläche 25 und die Montagefläche 4 an der zugeordneten Dichtplattenfläche 32, 33 an, wobei die Dichtplatte 28 fest zwischen den beiden Gehäusewänden 13, 22 eingespannt ist. Je stärker der Anpreßdruck zwischen diesen beiden Gehäusewänden ist, desto größer ist die Flächenpressung zwischen den einander jeweils zugeordneten Flächenpaarungen, und um so besser ist die Dichtwirkung. Da die Dichtplatte 28 verformbar ist, kann sie sich eventuellen Oberflächenunregelmäßigkeiten der beiden Gehäuse 5, 16 anpassen, so daß ein optimaler Dichtkontakt zwischen der Dichtplatte 28 und den beiden Gehäusen 5, 16 vorliegt, der Eindringen von Feuchtigkeit ausschließt.
Um die zweiten Körper 3 gegen den ersten Körper 2 zu spannen, ist beim Ausführungsbeispiel einem jeweiligen zweiten Körper 3 mindestens eine Befestigungsschraube 34 zugeordnet. Sie stützt sich mit ihrem Kopf an der oberen Gehäusewand 35 des zweiten Körpers 3 ab, durchzieht den zweiten Körper 3 und ist in ein Gewinde 36 des ersten Körpers 2 lösbar eingeschraubt. Außer einer Schraubverbindung sind allerdings auch noch andere Verbindungsarten möglich, beispielsweise eine Rastverbindung.
Eine jeweilige Dichtplatte 28 ist mit einer der Anzahl der einander zugeordneten Kontaktelementenpaare entsprechenden Anzahl von Leiterelementen 37 versehen. Dementsprechend sind beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 zwei solcher Leiterelemente 37 vorhanden. Sie sind in der Dichtplatte 28 gehalten und durchsetzen diese quer zur Plattenebene 38, wobei ihre beiden im Bereich der Dichtplattenfläche 32, 33 liegenden Enden als Kontaktflächen 42, 43 ausgebildet sind. Die Leiterelemente 37 sind derart in der Plattenebene 38 verteilt angeordnet, daß ihr Anordnungsmuster demjenigen der ersten oder zweiten Kontaktelemente 12, 17 entspricht. Auf diese Weise kommt in der aus Figur 2 ersichtlichen Gebrauchsstellung der Verbindungseinrichtung 26 jeweils ein Leiterelement 37 zwischen einem ersten Kontaktelement 12 und einem zweiten Kontaktelement 16 zu liegen, wobei die obere Kontaktfläche 42 an der freien Stirnfläche 24 und die untere Kontaktfläche 43 der freien Stirnfläche 15 anliegt. Auf diese Weise ergibt sich über das zugeordnete elektrisch leitende Leiterelement 37 eine elektrische Signalverbindung zwischen den einander jeweils zugeordneten ersten und zweiten Kontaktelementen 12, 17.
Ein besonderer Vorteil des Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Leiterelemente 37 wie schon die Dichtplatte 28 aus elastischem Material bestehen. Zweckmäßigerweise haben sie wie auch die Dichtplatte 28 gummielastische Eigenschaften. Sie sind daher vor allem quer bzw. rechtwinkelig zur Plattenebene 38 reversibel verformbar. Um die elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten, verwendet man zweckmäßigerweise ein metallhaltiges elastisches Material, beispielsweise ein silberhaltiges Kunststoffmaterial, wobei man für das Kunststoffmaterial unter anderem ein Elastomermaterial oder ein sogenanntes Silikonmaterial bzw. Silikonkautschuk verwenden kann. Als weitere elektrisch leitfähige Werkstoffe bzw. isolierende elastische Substanzen wären zum Beispiel auch elektrisch leitfähiger Kohlenstoff in NBR, CR oder ähnlichem Elastomermaterial oder elektrisch leitfähige Substanzen aus dem Bereich der Biotechnik denkbar.
Die beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen Leiterelemente 37 haben eine säulenähnliche Gestalt mit vorzugsweise zylindrischer Außenkonturierung, wobei ihre Länge zweckmäßigerweise der Dicke der unverformten Dichtplatte 28 entspricht, so daß die von den Stirnseiten gebildeten Kontaktflächen 42, 43 zumindest im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene mit der zugeordneten Dichtplattenfläche 32, 33 verlaufen. Die Dichtplatte 28 kann quer und insbesondere rechtwinkelig zur Plattenebene 38 durchgehende Durchbrechungen 44 aufweisen, deren Kontur der Außenkontur der Leiterelemente 37 entspricht, welche in die besagten Durchbrechungen 44 als separate Teile eingesetzt sind. Beispielsweise wäre es möglich, die Leiterelemente 37 im Preßsitz in den Durchbrechungen 44 zu verankern. Vorzugsweise kommt jedoch zusätzlich oder alternativ eine Fügeverbindung zur Anwendung, bei der die Leiterelemente 37 zum Beispiel in die betreffenden Durchbrechungen 44 unlösbar eingeklebt sind. Eine weitere Möglichkeit sieht vor, die Dichtplatte 26 als Spritzgußteil auszubilden, wobei die vorgefertigten Leiterelemente 37 während des Spritzgießens als Einlegeteile fungieren, die vom Kunststoffmaterial der Dichtplatte 28 umspritzt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders innige Verbindung zwischen der Dichtplatte 28 und den Leiterelementen 37. Die Leiterelemente 37 könnten auch Einlegeteile sein, die in die Dichtplatte 28 formschlüssig einknüpfbar sind. Ferner wäre eine Herstellung im Zwei-Komponenten-Spritzguß oder als abgelängtes Zwei-Komponenten-Extrusionsmaterial denkbar.
Denkbar wäre es auch, anstelle zylindrischer oder quaderfrömiger Formen unregelmäßig geformte Querschnitte mit Kontaktflächen definierter Größe bei den Leiterelementen 37 vorzusehen.
Da die Verbindungseinrichtung 26 lediglich lokal, dort wo sich die einzelnen Leiterelemente 37 befinden, elektrisch leitend ist, ist es vorteilhafterweise möglich, gleichzeitig mehrere elektrische Signale völlig unabhängig voneinander zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen 12, 17 bzw. zwischen den beiden Körpern 2, 3 zu übertragen. Dadurch läßt sich nicht nur eine einpolige elektrische Signalübertragung verwirklichen, sondern auch eine mehrpolige, denn die einzelnen Leiterelemente 37 sind durch das elektrisch nicht leitende Dichtplattenmaterial voneinander isoliert. Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 eine zweipolige Signalübertragung vorgesehen ist, zeigen die Figuren 4 und 5 weitere Ausgestaltungen der Verbindungseinrichtung 26 mit einer erheblich größeren Anzahl von Leiterelementen zur Multipolübertragung. Ersichtlich können die Leiterelemente 37 in der Plattenebene 38 äußerst dicht gepackt angeordnet werden.
Im Falle der Bauform gemäß Figur 4 ist eine achtpolige Signalübertragung vorgesehen. Hier würden sich jeweils acht erste Kontaktelemente und acht zweite Kontaktelemente gegenüberliegen, die über die zwischengeschalteten Leiterelemente 37 elektrisch gekoppelt werden.
Im Falle der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist die Dichtplatte 28 mit einer Vielzahl relativ feiner, dünner Leiterelemente 37 ausgestattet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine entsprechend vielpolige Signalübertragung. Darüberhinaus ist es aber auch möglich, zur elektrischen Verbindung zweier bestimmter Kontaktelemente gleichzeitig mehrere elektrische Leiterelemente 37, 37' heranzuziehen. Dies ist dann der Fall, wenn die zugeordneten Stirnflächen der Kontaktelemente 12, 17, die in Figur 5 lediglich strichpunktiert angedeutet sind, einen größeren Querschnitt aufweisen als die Leiterelemente 37 bzw. deren Kontaktflächen 42, 43, so daß die besagten Stirnflächen gleichzeitig die Kontaktflächen mehrere Leiterelementen 37, 37' überdecken.
Die Ausführungsform gemäß Figur 5, bei der eine Vielzahl von Leiterelementen 37 über die Plattenebene 38 fein verteilt angeordnet sind, hat auch den Vorteil, daß keine exakte Abstimmung des Anordnungsmusters in Bezug auf das Anordnungsmuster der Kontaktelemente 12, 17 erforderlich ist. Die Signalübertragung erfolgt stets über diejenigen Leiterelemente 37, die von den Kontaktelementen 12, 17 berührt werden.
An dieser Stelle sollte darauf hingewiesen werden, daß die Kontaktelemente 12, 17 in der in Figur 2 angedeuteten Gebrauchsstellung vorzugsweise ausschließlich durch Berührkontakt an den Kontaktflächen 42, 43 der zugeordneten Leiterelemente 37 anliegen, so daß es sich um reine Berührkontakte handelt. Auf diese Weise erübrigt sich eine besondere gestalterische Anpassung formschlüssig ineinandergreifender Partien.
Grundsätzlich wäre es nicht notwendigerweise erforderlich, die Leiterelemente 37 zumindest teilweise aus elastischem Material auszubilden. Die Elastizität hat jedoch den besonderen Vorteil, daß sie einen Toleranzausgleich bewirkt. Bei der Montage der Kontaktelemente 12, 17 am zugeordneten Körper 2, 3 wird es sich kaum vermeiden lassen, daß die besagten Kontaktelemente unterschiedlich weit über die zugeordnete Außenfläche 25 bzw. Montagefläche 4 vorstehen. Sind nun die Leiterelemente 37 elastisch, ermöglichen sie entsprechend dem Maß des vorhandenen Überstandes ein mehr oder weniger starkes Eindrücken der Kontaktelemente 12, 17 in die Leiterelemente 37, die somit mehr oder weniger stark zusammengedrückt werden und auf diese Weise die Maßabweichungen ausgleichen.
Während bei den gezeigten Ausführungsbeispielen die Kontaktelemente 12, 17 von stift- oder säulenähnlichen Elementen gebildet sind, sieht eine nicht dargestellte Ausführungsform vor, daß die Kontaktelemente zumindest des einen Körpers 2, 3 unmittelbar von an diesem Körper vorgesehenen Leiterbahnen gebildet sind. Man hat also viele Möglichkeiten der gestalterischen Konzeption der Kontaktelemente 12, 17 im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 macht deutlich, daß die Leiterelemente 37 nicht notwendigerweise über ihre gesamte, in Richtung der Dichtplattendicke gemessene Länge einen konstanten Querschnitt aufweisen müssen. Sie verfügen hier im Bereich der beiden Kontaktflächen 42, 43 über eine Partie 45 relativ großen Querschnitts, die sich allerdings nur ein Stück weit in Dickenrichtung der Dichtplatte 28 erstreckt. Diese größerflächigen Partien 45 sind dann durch eine dünnere Partie 46 miteinander verbunden. Es könnte sich bei der dünneren Partie um eine faserartige Partie handeln, die ausreichend Flexibilität aufweist, um beim Zusammenpressen der Dichtplatte 28 auch eine Annäherung der zugeordneten Kontaktflächen 42, 43 zu ermöglichen, ohne den elektrischen Kontakt abreißen zu lassen.
In Figur 6 ist strichpunktiert noch eine Leiterbahn 47 angedeutet, die in die Dichtplatte 28 integriert sein kann. Sie verbindet hier zwei gleichseitig angeordnete Kontaktflächen 42 zweier Leiterelemente 37. Damit wird verdeutlicht, daß man bei Bedarf in die Dichtplatte 28 ohne weiteres noch zusätzliche elektrische Leiter integrieren kann, um gewisse interne Querverbindungen zu verwirklichen.
Die mit den Leiterelementen 37, 37' zusammenwirkenden Berührflächen der Kontaktelemente 12, 17, die von den freien Stirnflächen 15, 24 gebildet sind, werden in der Regel metallische oder metallisierte Kontaktflächen sein. Die vorhandenen Elastomerteile können Mehrkomponenten-Elastomerteile sein, wobei sich die Dichtplatte 28 unter Umständen zusammen mit den eingebetteten Leiterelementen 37 durch Extrusion herstellen läßt. Ferner wäre es möglich, die Kontaktelemente 12, 17 unmittelbar auf die aneinander anzusetzenden Gehäuse 5, 16 aufzuprägen, vorausgesetzt, die Gehäuse selbst bestehen aus elektrisch nicht leitendem Material.
Es versteht sich, daß das Dichtelement 28' je nach Anwendungszweck auch eine von der Plattenform abweichende Gestalt haben kann. Beispielsweise könnte es zylindrisch oder hülsenförmig ausgebildet sein, wobei die Kontaktflächen 42, 43 eines jeweiligen Leiterelementes im Bereich der Innen- und Außenumfangsfläche angeordnet sein können, um eine radiale Durchkontaktierung zu erhalten. Auch ringförmige Dichtelemente mit axialer Durchkontaktierung wären denkbar, wobei das mindestens eine Leiterelement an der gewünschten Umfangsstelle angeordnet ist. Ersichtlich kann die Erfindung in Verbindung mit praktisch beliebig geformten Dichtelementen zur Anwendung kommen, nicht nur in flächiger Konfiguration.
Neben statischen Anwendungen wie beschrieben sind auch dynamische Einsatzfälle denkbar, zum Beispiel im Bereich der Arbeitszylinder oder der Sensorik.

Claims

Verbindungseinrichtung zur elektrischen Verbindung von Kontaktelementen (12, 17), die an zwei aneinandersetzbaren Körpern (2, 3) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch ein aus elektrisch nichtleitendem Material bestehendes elastische Dichtelement (28'), das in Gebrauchsstellung derart zwischen den beiden Körpern (2, 3) angeordnet ist, daß die beiden Körper (2, 3) an der jeweils zugewandten Dichtelementfläche (32, 33) anliegen, und durch mindestens ein in dem Dichtelement (28') gehaltenes elektrisch leitendes Leiterelement (37), welches das Dichtelement (28) durchsetzt und im Bereich der beiden Dichtelementflächen (32, 33) jeweils eine Kontaktfläche (42, 43) aufweist, an der das zugeordnete Kontaktelement (12, 17) in der Gebrauchsstellung anliegt, so daß das Leiterelement (37) zwischen die elektrisch zu verbindenden Kontaktelemente (12, 17) der beiden Körper (2, 3) zwischengeschaltet ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (28') eine Dichtplatte (28) ist, die von dem mindestens einen Leiterelement (37) quer zu ihrer Plattenebene (38) durchsetzt ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Leiterelement (37) zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig aus elastischem Material besteht.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Leiterelement (37) gummielastische Eigenschaften aufweist und insbesondere aus Elastomermaterial besteht.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterelement (37) aus metallhaltigem elastischem Kunststoffmaterial besteht, beispielsweise aus silberhaltigem Silikonkautschuk.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Leiterelement (37) zylindrisch ausgebildet ist, wobei an den axialen Stirnflächen die Kontaktflächen (42, 43) vorgesehen sind.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Leiterelement (37) im Rahmen einer Fügeverbindung in dem Dichtelement (28) festgelegt ist, beispielsweise indem das Dichtelement (28) ein bei seiner Herstellung an das Leiterelement (37) angeformtes Spritzgußteil ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (28') mehrere durch das Dichtelementmaterial gegeneinander elektrisch isolierte Leiterelemente (37) aufweist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterelemente (37) bei als Dichtplatte (28) ausgebildetem Dichtelement (28') über die Plattenebene (38) verteilt angeordnet sind.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer elektrischen Mehrpolverbindung in der Gebrauchsstellung mehrere Leiterelemente (37) mit jeweils einem Kontaktelement (12, 17) der beiden Körper (2, 3) zusammenwirkt.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leiterelemente (37, 37') gleichzeitig zur elektrischen Verbindung zweier Kontaktelemente (12, 17) vorgesehen sind, indem die einer Dichtelementfläche (32; 33) zugeordneten Kontaktflächen (32; 43) mehrerer Leiterelemente (37, 37') mit jeweils dem gleichen Kontaktelement (12; 17) zusammenwirken.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (12, 17) als in der Gebrauchsstellung ausschließlich durch Berührkontakt an den Kontaktflächen (42, 43) des jeweiligen Leiterelementes (37) anliegende Berührkontakte ausgebildet sind.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kontaktelement (12, 17) von einer am zugehörigen Körper (2, 3) vorgesehenen Leiterbahn gebildet ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Körper (2, 3) ein Gehäuse (5) ist, in dem sich eine Leiterplatte (6) befindet, an der mindestens ein Kontaktelement (12) festgelegt ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Körper (2, 3) ein Gehäuse (5, 16) ist, das an der in Gebrauchsstellung dem Dichtelement (28) zugewandten Seite eine Gehäusewand (13, 22) aufweist, die mit mindestens einer Durchbrechung (14, 23) versehen ist, durch die ein Kontaktelement (12, 17) zum zugeordneten Leiterelement (37) hindurchragt.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in das Dichtelement (28) mindestens eine Leiterbahn (47) integriert ist, die mehrere Kontaktflächen (42, 43) miteinander verbindet.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Körper vom Gehäuse eines bei der Ansteuerung eines Ventils eingesetzten Elektromagneten oder sonstigen elektrisch betätigten Aktors ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtplatte (28) eine gummielastische Platte mit quer durchgehenden Durchbrechungen (34) ist, in denen die Leiterelemente (37) aufgenommen sind.