Elektrisches Kontaktelement

Abstract

 Es wird ein elektrisches Kontaktelement zur Herstellung einer Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Baueinheiten beschrieben, das umfassend mindestens eine Bügelfeder (22) umfaßt. Die Bügelfeder (22) ist einerseits fest mit der ersten elektrischen Baueinheit verbindbar und weist einen Bond- oder Schweißkontakt (36) auf. Andererseits ist die Bügelfeder (22) zur Verbindung mit der zweiten elektrischen Baueinheit mit einem Federkontakt (32) ausgebildet.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht von einem elektrischen Kontaktelement der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.

[0002] Ein derartiges Kontaktelement ist aus der Praxis bekannt und kann beispielsweise als Kontaktierung zwischen einem Sensor und einem Steuergerät einer elektrohydraulischen Bremse eingesetzt werden.

[0003] Ein bekanntes Kontaktelement der einleitend genannten Art umfaßt eine Bügelfeder, die an einem Bügelschenkel über eine Schweißanbindung mit einem Steuergerät verbunden ist.

[0004] Ferner ist es bekannt, zwei elektrische Baueinheiten über Steckkontakte miteinander zu verbinden, und zwar beispielsweise über einen sogenannten Action-Pin, der in eine Leiterplatte eingepreßt ist, oder auch über eine Einpreßverbindung bei einem Stanzgitter.

[0005] Des weiteren ist es aus der Praxis auch bekannt, zwei elektrische Baueinheiten mittels auf eine Leiterplatte gelötete Steckkontakte miteinander zu verbinden. Dies erfolgt beispielsweise nach der sogenannten SMD (surface mounted devices)-Technik.

[0006] Bei Einpreßverbindungen besteht der Nachteil, daß bei der Montage Steckkräfte auftreten, die insbesondere bei einer sogenannten blinden Montage und Demontage nur schwer gegengehalten werden können.

[0007] Schweiß- und Lötanbindungen haben an sich den Nachteil, daß keine zerstörungsfreie Lösbarkeit zwischen den beiden miteinander verbundenen elektrischen Baueinheiten besteht und häufig auch ein großer Bauraum erforderlich ist.

Vorteile der Erfindung

[0008] Das elektrische Kontaktelement nach der Erfindung zur Herstellung einer Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Baueinheiten mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei dem die Bügelfeder einerseits fest mit der ersten elektrischen Baueinheit verbindbar ist und einen Bond- oder Schweißkontakt aufweist und andererseits zur Verbindung mit der zweiten elektrischen Baueinheit mit einem Federkontakt ausgebildet ist, hat den Vorteil, daß es aufgrund des Federkontakts die Möglichkeit einer lösbaren Verbindung zwischen zwei elektrischen Baueinheiten bietet. Gleichzeitig ist über den Bondbereich bzw. - kontakt eine feste elektrische Verbindung beispielsweise mit einem Rechner herstellbar.

[0009] Der Federkontakt steht in Einbaulage beispielsweise mit einer Leiterplatte in Verbindung. Durch das Kontaktelement nach der Erfindung steht mithin einerseits ein Bondanschluß für eine Hybridkontaktierung und andererseits über den Federkontakt im weitesten Sinne eine Steckverbindung zur Verfügung.

[0010] Bei Einsatz des elektrischen Kontaktelements nach der Erfindung bei einer elektrohydraulischen Bremse steht die Bügelfeder beispielsweise über den Bondbereich mit einem Steuergerät, welche die erste elektrische Baueinheit bildet, und über das Kontaktelement mit einem Sensor in Verbindung, der die zweite elektrische Baueinheit bildet.

[0011] Aufgrund der Ausbildung der Bügelfeder mit einem Federkontakt und einer festen mechanischen Verbindung mit der ersten elektrischen Baueinheit sind die beiden elektrischen Baueinheiten blind miteinander fügbar und auch einfach trennbar. Dabei müssen vorteilhafterweise keine Montage- bzw. Demontagekräfte gegengehalten werden. Die elektrische und mechanische Kontaktierung der Bügelfeder und der zweiten elektrischen Baueinheit erfolgt rein über die Federkraft der Bügelfeder.

[0012] Das elektrische Kontaktelement nach der Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo einerseits eine Bondverbindung zu einer elektrischen Baueinheit und andererseits eine trennbare Verbindung zu einer weiteren elektrischen Baueinheit gefordert ist. So kann das elektrische Kontaktelement nach der Erfindung im Automobilbereich vielfältige Anwendungen, wie bei einer elektrohydraulischen Bremse, finden oder aber auch bei sonstigen Elektrogeräten, wie Telefonen, eingesetzt werden.

[0013] Das elektrische Kontaktelement nach der Erfindung bietet des weiteren hinsichtlich der Verbindung mit der zweiten elektrischen Baueinheit den Vorteil eines Toleranzausgleiches in Federrichtung und auch Vorteile hinsichtlich der Anforderungen an die Positionstoleranz der mit dem Kontaktelement korrespondierenden, beispielsweise von einer Leiterplatte gebildeten Kontaktstelle der zweiten elektrischen Baueinheit.

[0014] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Kontaktelements nach der Erfindung weist die Bügelfeder zumindest bereichsweise eine Kunststoffumspritzung auf. Die Kunststoffumspritzung, die auch als Isolierung für die beispielsweise aus einer Kupferlegierung hergestellte Bügelfeder dient, bietet die Möglichkeit, das elektrische Kontaktelement nachträglich an einer ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Anbaufläche, beispielsweise derjenigen eines Steuergeräts, durch Verbindung der Kunststoffumspritzung mit der Anbaufläche zu befestigen. Dies ist insbesondere von Vorteil, da beim Spritzen eines Steuergeräts Bügelfedern als Einlegeteile ausgebildet sein müßten, was hohe Anforderungen an die Spritzgießform stellt und daher insbesondere aus Kostengründen nicht wünschenswert ist. Auch wären als Einlegeteile ausgebildete Bügelfedern nur schwer entformbar. Durch die Möglichkeit der nachträglichen Montage des Kontaktelements an der Anbaufläche entfallen diese Schwierigkeiten. Des weiteren bietet die Kunststoffumspritzung beim Bonden, d. h. bei der elektrischen Kontaktierung der Bügelfeder und der ersten elektrischen Baueinheit, eine hinreichende Stabilität, da bei dieser Verbindungstechnik die Bauteile ansonsten zum Schwingen neigen würden.

[0015] Zweckmäßig ist die Kunststoffumspritzung sockelartig ausgebildet, so daß sie flächenbündig mit einer Anbaufläche verbunden werden kann.

[0016] Um eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen realisieren zu können, ist es vorteilhaft, daß die Kunststoffumspritzung einer Vielzahl von Bügelfedern zugeordnet ist, die jeweils einerseits fest mit der ersten elektrischen Baueinheit verbindbar sind und einen Bondkontakt aufweisen und andererseits zur Verbindung mit der zweiten elektrischen Baueinheit mit einem Federkontakt ausgebildet sind. Damit ist es möglich, mehrere Schnittstellen simultan zu kontaktieren.

[0017] Um das elektrische Kontaktelement auf einfache Weise an einer Anbaufläche beispielsweise der ersten elektrischen Baueinheit fixieren zu können, weist die Kunststoffumspritzung vorteilhaft Mittel zur Verbindung mit der Anbaufläche auf.

[0018] Die Mittel zur Verbindung mit der Anbaufläche können eine Bohrung für einen Befestigungszapfen der Anbaufläche, einen Absatz zur Verbindung mit einer Prägelippe der Anbaufläche oder auch mindestens eine Ultraschallschweißleiste umfassen. Eine Ultraschallschweißleiste bietet den Vorteil, daß neben dem Formschluß auch ein Stoffschluß zwischen der Kunststoffumspritzung und der ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Anbaufläche herstellbar ist. Zur Verbindung mit der Anbaufläche wird bei dieser Ausführungsform die Ultraschallschweißleiste über eine Ultraschallschwingung mit der Anbaufläche verschmolzen, wobei der Kunststoff erweicht und die Schweißleiste in die Anbaufläche eintaucht.

[0019] Zum Schutz gegen Durchrieb kann das Kontaktelement mit Hartgold versehen sein.

[0020] Der Bondbereich kann mit Feingold versehen sein. Denkbar ist es aber auch, den Bondbereich mit einem anderen zum Bonden geeigneten Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium, zu versehen.

[0021] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

[0022] Drei Ausführungsbeispiele des elektrischen Kontaktelements nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch ein Steuergerät mit einem Kontaktelement nach der Erfindung und einer aufgesetzten Sensorbaueinheit;

Figur 2 ein Kontaktelement nach der Erfindung im unmontierten Zustand;

Figur 3 einen Befestigungsbereich des Kontaktelements nach Figur 2 im montierten Zustand;

Figur 4 einen Schnitt durch den in Figur 3 dargestellten Befestigungsbereich;

Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kontaktelements nach der Erfindung im unmontierten Zustand;

Figur 6 eine ausschnittsweise Darstellung des Kontaktelements nach Figur 5 im montierten Zustand;

Figur 7 eine perspektivische Schnittdarstellung durch den Befestigungsbereich des Kontaktelements nach Figur 6;

Figur 8 eine weitere Ausführungsform eines Kontaktelements nach der Erfindung; und

Figur 9 einen Längsschnitt durch das Kontaktelement nach Figur 8 im montierten Zustand.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0023] In Figur 1 ist eine Steuergerätebaueinheit 10 einer hier nicht näher dargestellten elektrohydraulischen Bremse zum Einsatz bei einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges dargestellt.

[0024] Die Steuergerätebaueinheit 10 umfaßt ein nach einem Spritzgießverfahren hergestelltes Gehäuse 12, das über eine Befestigungsschraube 14 mit einer Sensorbaueinheit 16 verbunden ist, welche u. a. einen Drucksensor 18 umfaßt, wobei auf den sonstigen Aufbau der Sensorbaueinheit 16 im weiteren nicht im einzelnen eingegangen wird.

[0025] Der Drucksensor 18 steht mit einer Leiterplatte 20 in Verbindung, an welcher mehrere, nebeneinander angeordnete Bügelfedern 22 angreifen, die an dem Gehäuse 12 des Steuergerätebaueinheit 10 befestigt sind, wobei bei der in Figur 1 gewählten Darstellung nur eine Bügelfeder 22 zu erkennen ist.

[0026] Zur elektrischen Kopplung mit der Steuergerätebaueinheit 10 umfassen die Bügelfedern 22 jeweils einen Bondbereich 24 und zur elektrischen Kopplung mit der Leiterplatte 20 umfassen die Bügelfeder 22, die als Stanzgitter ausgebildet sind, jeweils einen Federkontakt 26. Im Bereich der Befestigung der Bügelfedern 22 an dem Gehäuse 12 der Steuergerätebaueinheit 10 umfassen die Bügelfedern 22 eine in Figur 1 nicht näher dargestellte Kunststoffumspritzung, die den Bügelfedern 22 gemeinsam zugeordnet ist.

[0027] In den Figuren 2 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Kontaktelements zum Einbau in eine Steuergerätebaueinheit der in Figur 1 dargestellten Art gezeigt. Das Kontaktelement 30 weist eine Vielzahl von parallel verlaufenden Bügelfedern 22 auf, von denen nur zwei vollständig dargestellt sind und zwei angedeutet sind. Die Bügelfedern 22, die aus einer Kupferlegierung gefertigt sind, weisen jeweils an einem Ende einen Federkontakt 32 zur Verbindung mit einer Leiterplatte auf. An dem Federkontakt 32 ist eine Kontaktkalotte 34 ausgebildet. An dem den Federkontakt 32 abgewandten Endbereich weisen die Bügelfedern 22 jeweils einen Bond- oder Schweißbereich bzw. Bondoder Schweißkontakt 36 zur Verbindung mit der Steuergerätebaueinheit auf.

[0028] In dem Bereich des Bondkontakts 36 sind die Bügelfedern 22 jeweils von einer gemeinsamen Kunststoffumspritzung 38 aufgenommen, so daß der Bond- oder Schweißkontakt 36 freiliegt. Die Bügelfedern 22 können mittels eines in Querrichtung verlaufenden Haltebügels 40 aus Kunststoff in der Kunststoffumspritzung 38 gesichert sein.

[0029] Die Bondkontakte 36 der als Stanzgitter ausgebildeten Bügelfeder 22 sind jeweils mit einer bondbaren Oberfläche versehen. Der Federkontakt 32 der Bügelfeder 22 ist jeweils mit Hartgold versehen.

[0030] Die sockelartig ausgebildete Kunststoffumspritzung 38 weist Bohrungen 42 auf, über die das Kontaktelement 30 an Befestigungszapfen 44 einer Anbaufläche 46 befestigbar ist.

[0031] Zur Befestigung des Kontaktelements 30 an der Anbaufläche 46 wird die Kunststoffumspritzung 38 über die Bohrungen 42 auf die Befestigungszapfen 44 gesteckt. Anschließend werden die aus Kunststoff gefertigten Befestigungszapfen 44 verpreßt, so daß sie stirnseitig die Form eines Kugelkopfes aufweisen und das Kontaktelement 38 formschlüssig und gesichert an der Anbaufläche 46 anliegt, wie Figur 4 zu entnehmen ist.

[0032] Das in den Figuren 5 bis 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements 50 unterscheidet sich von dem Kontaktelement nach den Figuren 2 bis 4 dadurch, daß die Kunststoffumspritzung 38 zur Befestigung an einer Anbaufläche 46 keine Bohrungen, sondern einen Absatz 52 aufweist, der umlaufend im Verbindungsbereich zu der Anbaufläche 46 an der Umspritzung 38 angeordnet ist und mit einer Prägelippe 54 der Anbaufläche 46 zusammenwirkt. Im übrigen entspricht der Aufbau des Kontaktelements 50 demjenigen des in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Kontaktelements.

[0033] Zur Befestigung des Kontaktelements 30 an der Anbaufläche 46 wird die Kunststoffumspritzung 38 derart an der Anbaufläche 46 angeordnet, daß sie mit ihrem Boden flächenbündig an letzterer anliegt und der Absatz 52 an der Prägelippe 54 angreift. Anschließend wird die Prägelippe 54 mittels eines geeigneten Werkzeuges geprägt, so daß sich ein zumindest dreiseitig umlaufender, sogenannter Prägewulst 56 bildet, der zumindest teilweise den Absatz 52 der Kunststoffumspritzung 38 überdeckt, wie den Figuren 6 und 7 zu entnehmen ist.

[0034] Das in den Figuren 8 und 9 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements 60 unterscheidet sich von demjenigen nach den Figuren 2 bis 4 dadurch, daß die Kunststoffumspritzung 38 ebenfalls keine Bohrungen aufweist, sondern zur Befestigung an einer Anbaufläche 46 am Boden mit einer Ultraschallschweißlippe 62 versehen ist, die in dem in Figur 9 dargestellten, montierten Zustand in die Anbaufläche 46 eingreift und eine Schmelzzone darstellt, so daß zwischen der Anbaufläche 46 und der Kunststoffumspritzung 38 der als Stanzgitter ausgebildeten Bügelfedern 22 neben einem Formschluß auch ein Stoffschluß vorliegt. Eine derartige Verbindung ist besonders stabil.

[0035] Beim Montieren des Kontaktelements 60 an der Anbaufläche 46 wird die Ultraschallschweißfläche 62 über eine Ultraschallschwingung mit der Anbaufläche 46 derart verschmolzen, daß der Kunststoff erweicht und die Ultraschallschweißleiste 62 in die Anbaufläche 46 eintaucht.

Ansprüche

1. Elektrisches Kontaktelement zur Herstellung einer Verbindung zwischen mindestens zwei elektrischen Baueinheiten (10, 16), umfassend mindestens eine Bügelfeder (22), dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelfeder (22) einerseits fest mit der ersten elektrischen Baueinheit (12) verbindbar ist und einen Bond- oder Schweißkontakt (24, 36) aufweist und andererseits zur Verbindung mit der zweiten elektrischen Baueinheit (16) mit einem Federkontakt (26, 32) ausgebildet ist.

2. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügelfeder (22) zumindest bereichsweise eine Kunststoffumspritzung (38) aufweist.

3. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumspritzung (38) sokkelartig ausgebildet ist.

4. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumspritzung (38) mehreren Bügelfedern (22) zugeordnet ist.

5. Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumspritzung (38) Mittel (42, 52, 62) zur Verbindung mit einer Anbaufläche (46) aufweist.

6. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens eine Bohrung (42) für einen Befestigungszapfen (44) der Anbaufläche (46) umfassen.

7. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Absatz (52) zur Verbindung mit einer Prägelippe (54) der Anbaufläche (46) umfassen.

8. Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens eine Ultraschall-Schweißleiste (62) umfassen.

9. Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkontakt (32) mit einer Kontaktkalotte (34) versehen ist.

10. Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkontakt (26, 32) mit Hartgold versehen ist.

11. Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bondkontakt (24, 36) mit einer bondbaren Oberfläche versehen ist.

Zeichnung