Elektrisches Anschlusselement

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlusselement umfassend einen Buchsenabschnitt zur Aufnahme eines Steckkontakts, ein Basisteil mit mindestens einem Kontaktfederarm, eine das Basisteil im Bereich des Buchsenabschnitts umgebende Überfeder, und wenigstens zwei Kontaktregionen zur Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt aufgenommenen Steckkontakts, wobei eine erste Kontaktregion durch den Kontaktfederarm und eine zweite Kontaktregion durch die Überfeder definiert ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlusselement, umfassend einen Buchsenabschnitt zur Aufnahme eines Steckkontakts, ein Basisteil mit mindestens einem Kontaktfederarm und eine das Basisteil im Bereich des Buchsenabschnitts umgebende Überfeder.

[0002] Ein Anschlusselement dieser Art ist grundsätzlich bekannt. Allerdings besteht bei diesem das Problem, dass sich die Qualität des elektrischen Kontakts zwischen Anschlusselement und in dem Buchsenabschnitt aufgenommenem, d.h. eingestecktem, Steckkontakt in Umgebungen starker Vibrationen verschlechtern kann, was beispielsweise bei Kraftfahrzeuganwendungen zu unerwünschten Fehlermeldungen oder Funktionsbeeinträchtigungen führen kann.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Anschlusselement zu schaffen, welches auch in Umgebungen starker Vibrationen eine dauerhaft zuverlässige elektrische Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt aufgenommenen Steckkontakts gewährleistet.

[0004] Die Aufgabe wird durch ein elektrisches Anschlusselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Kontaktregionen zur Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt aufgenommenen, d.h. eingesteckten, Steckkontakts vorgesehen sind, wobei eine erste Kontaktregion durch den Kontaktfederarm und eine zweite Kontaktregion durch die Überfeder definiert ist.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Anschlusselements mit zwei Kontaktregionen wird nicht nur ein festerer Sitz des Steckkontakts in dem Buchsenabschnitt und somit eine stabilere mechanische Verbindung zwischen Steckkontakt und Anschlusselement erreicht. Darüber hinaus wird zusätzlich zu dem in der ersten Kontaktregion mit dem Steckkontakt in Eingriff stehenden Kontaktfederarm durch die in der zweiten Kontaktregion mit dem Steckkontakt in Eingriff stehende Überfeder ein zweiter Strompfad geschaffen. Das erfindungsgemäße Anschlusselement sieht mit anderen Worten also zwei voneinander unabhängige Strompfade vor, nämlich zum einen über die erste Kontaktregion und den Kontaktfederarm und zum anderen über die zweite Kontaktregion und die Überfeder.

[0006] Im Ergebnis lässt sich durch den sichereren Sitz des Steckkontakts in dem Anschlusselement und die Redundanz der Strompfade ein optimaler elektrischer Kontakt zwischen Anschlusselement und Steckkontakt dauerhaft zuverlässig sicherstellen, wodurch sich das erfindungsgemäße Anschlusselement auch für einen Einsatz in Umgebungen hoher Vibrationen eignet, z.B. Vibrationen im Bereich von 40 g bis 100 g, wie sie beispielsweise an Sensoren auftreten, welche an einem Motorblock oder an einer Lambdasonde befestigt sind.

[0007] Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

[0008] Gemäß einer Ausführungsform liegt die zweite Kontaktregion in Einsteckrichtung gesehen vor der ersten Kontaktregion. Die erste und zweite Kontaktregion sind mit anderen Worten in Einsteckrichtung gesehen zueinander beabstandet, wodurch ein besonders sicherer Sitz des eingesteckten Steckkontakts in dem Anschlusselement erreicht wird.

[0009] Um einen maximalen Abstand zwischen den Kontaktregionen zu erhalten, ist die zweite Kontaktregion bevorzugt im Bereich einer Einstecköffnung für den Steckkontakt angeordnet. Als Einstecköffnung wird hier diejenige Öffnung des Anschlusselements bezeichnet, über welche der Steckkontakt in den Buchsenabschnitt eingeführt wird.

[0010] Gemäß einer baulich besonders einfach zu realisierenden Ausführungsform ist die zweite Kontaktregion durch wenigstens eine U-förmig nach innen umgebogene Führungszunge der Überfeder definiert. Bevorzugt begrenzt die Führungszunge gleichzeitig die Einstecköffnung für den Steckkontakt. In diesem Fall erfüllt sie eine Doppelfunktion, indem sie nicht nur zur Bildung der zweiten Kontaktregion dient, sondern darüber hinaus auch noch als Führung für den einzusteckenden Steckkontakt wirkt, d.h. ein fehlerhaftes Einführen des Steckkontakts in den Buchsenabschnitt verhindert.

[0011] Eine Beschädigung des Kontaktfederarms durch den Steckkontakt beim Einstecken desselben in den Buchsenabschnitt kann dadurch verhindert werden, dass ein Endabschnitt des Kontaktfederarms in einen Bereich zwischen der Führungszunge und einer Wand der Überfeder hineinreicht, aus welcher die Führungszunge hervorgeht. Die Führungszunge erfüllt in diesem Fall also sogar noch eine dritte Funktion.

[0012] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwei Führungszungen zur Kontaktierung gegenüberliegender Seiten eines in dem Buchsenabschnitt aufgenommenen Steckkontakts vorgesehen. Entsprechend kann auch das Basisteil zwei Kontaktfederarme zur Kontaktierung gegenüberliegender Seiten eines in dem Buchsenabschnitt aufgenommenen Steckkontakts aufweisen. Durch eine beidseitige Kontaktierung des Steckkontakts in der ersten und/ oder zweiten Kontaktregion wird der Sitz des eingesteckten Steckkontakts in dem Anschlusselement sowie dessen elektrische Kontaktierung noch weiter verbessert und insbesondere die Langzeitstabilität der mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen Anschlusselement und Steckkontakt noch weiter erhöht.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Basisteil, insbesondere einstückig, aus einem ersten Material und die Überfeder, insbesondere einstückig, aus einem zweiten Material gebildet. Bevorzugt handelt es sich hierbei um unterschiedliche Materialien. Beispielsweise kann das erste Material eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als das zweite Material, und/oder das zweite Material kann eine höhere Elastizität aufweisen als das erste Material, wobei letzteres eine zuverlässige Funktion des Anschlusselements über einen erweiterten Temperaturbereich sicherstellt.

[0014] Zur Verbesserung der elektrischen Kontaktierung des Steckkontakts in der ersten Kontaktregion kann der oder jeder Kontaktfederarm in der ersten Kontaktregion mit einer Beschichtung versehen sein, welche eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Material des Kontaktfederarms.

[0015] Entsprechend kann auch die Überfeder in der zweiten Kontaktregion mit einer Beschichtung versehen sein, welche eine höhere Leitfähigkeit aufweist als das Material der Überfeder. Grundsätzlich ist es aber auch vorstellbar, auf eine derartige Beschichtung im Bereich der zweiten Kontaktregion zu verzichten, nämlich dann, wenn die Überfeder vornehmlich dazu vorgesehen ist, für eine zuverlässigere mechanische Verbindung zwischen Anschlusselement und Steckkontakt zu sorgen, anstatt einen zweiten elektrischen Strompfad bereitzustellen.

[0016] Allgemein wird die zusätzliche Beschichtung in der ersten und/oder zweiten Kontaktregion in Abhängigkeit von der zu erwartenden Vibration und Einsatztemperatur sowie in Abhängigkeit von einer gegebenenfalls vorhandenen Beschichtung des Steckkontakts gewählt werden, wobei die Beschichtung von Kontaktfederarm und/oder Überfeder und die Beschichtung des Steckkontakts nach Möglichkeit gleichartig ausgebildet sein sollten. Für hohe Einsatztemperaturen von beispielsweise mehr als 135°C und starke zu erwartende Vibrationen von beispielsweise mehr als 20 g eignen sich insbesondere Beschichtungen, welche ein Edelmetall, wie z.B. Gold oder Silber, aufweisen.

[0017] Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Überfeder und das Basisteil separate Bauteile, wobei die Überfeder formschlüssig mit dem Basisteil verbunden ist, z.B. mit diesem verkrallt ist.

[0018] Das Anschlusselement lässt sich mit besonders geringem wirtschaftlichen Aufwand herstellen, wenn es sich bei dem Basisteil und/oder bei der Überfeder um ein Stanzbiegeteil handelt.

[0019] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Anschlusselements; und

Fig. 2

eine Längsschnittansicht eines Teils eines Buchsenabschnitts des Anschlusselements von Fig. 1.

[0020] Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten elektrischen Anschlusselement handelt es sich um ein Stanzbiegeteil, welches aus einem Basisteil 10 und einer Überfeder 12 zusammengesetzt ist, wobei letztere eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform aufweist (Fig. 1).

[0021] Das Basisteil 10 umfasst einen Kontaktabschnitt 14, der in einen Crimpabschnitt 16 übergeht, welcher zur Anbindung des Anschlusselements an einen elektrischen Leiter dient.

[0022] Der Kontaktabschnitt 14 des Basisteils 10 ist zumindest teilweise durch die Überfeder 12 umschlossen. Auf diese Weise bilden die Überfeder 12 und der Kontaktabschnitt 14 des Basisteils 10 einen Buchsenabschnitt 18 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Steckkontakts mit bevorzugt flachem, beispielsweise rechteckigem, Querschnittsprofil.

[0023] Der Steckkontakt ist über eine Einstecköffnung 20 des Anschlusselements in den Buchsenabschnitt 18 einsteckbar. Die Einsteckrichtung, in welcher der Steckkontakt bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Anschlusselements in den Buchsenabschnitt 18 eingeführt wird, verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittelachse des Anschlusselements und dient hier als Bezugsrichtung.

[0024] Zur Fixierung der Überfeder 12 an dem Basisteil 10 ist die Überfeder 12 mit Verriegelungslaschen 22 versehen, welche aus einer ersten Seitenwand 24 der Überfeder 12 hervorgehen, etwa rechtwinklig nach innen umgebogen sind und in eine entsprechende Verriegelungsöffnung 26 des Basisteils 10 eingreifen. Die Überfeder 12 ist mit anderen Worten an dem Basisteil 10 verkrallt.

[0025] Der Kontaktabschnitt 14 des Basisteils 10 umfasst zwei Kontaktfederarme 28 zur beidseitigen mechanischen und elektrischen Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommenen Steckkontakts (Fig. 2). Die Kontaktfederarme 28 gehen aus einem dem Crimpabschnitt 16 zugewandten Segment 30 des Kontaktabschnitts 14 hervor und erstrecken sich in Richtung der Einstecköffnung 20.

[0026] Im unbelasteten Zustand, d.h. bei nicht eingestecktem Steckkontakt, verlaufen die Kontaktfederarme 28 ausgehend von dem Segment 30 in Richtung der Einstecköffnung 20 aufeinander zu, bis sie einen minimalen Abstand a zueinander aufweisen (Fig. 2). Dieser Bereich minimalen Abstands a definiert eine erste Kontaktregion 32, in welcher die Kontaktfederarme 28 mit einem in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommenen Steckkontakt in Eingriff stehen. Der minimale Abstand a zwischen den Kontaktfederarmen 28 in deren unbelastetem Zustand ist dabei geringer als die Stärke des Steckkontakts gewählt, so dass die Kontaktfederarme 28 beim Einführen des Steckkontakts in den Buchsenabschnitt 18 entgegen einer Rückstellkraft auseinandergedrückt werden und dementsprechend mit einer Kontaktkraft an dem eingesteckten Steckkontakt anliegen, welche groß genug ist, um eine zuverlässige mechanische und elektrische Kontaktierung des Steckkontakts durch die Kontaktfederarme 28 zu gewährleisten.

[0027] Ausgehend von der ersten Kontaktregion 32 in Richtung ihrer freien Enden 34 sind die Kontaktfederarme 28 voneinander weggebogen, wobei Endabschnitte 36 der Kontaktfederarme 28 im unbelasteten Zustand der Kontaktfederarme 28 zumindest annähernd parallel zueinander und im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung verlaufen.

[0028] Um eine übermäßige Aufspreizung der Kontaktfederarme 28 durch den Steckkontakt zu verhindern, welche zu einer Beschädigung der Kontaktfederarme 28 führen könnte, bzw. um die durch die Kontaktfederarme 28 auf den eingesteckten Steckkontakt ausgeübten Kontaktkräfte zu erhöhen, weist die Überfeder 12 an ihrer ersten Seitenwand 24 und der dieser gegenüberliegenden Seitenwand nach innen umgebogene Anschlagslaschen 37 auf, an welchen sich die durch den Steckkontakt auseinander gedrückten Kontaktfederarme 28 abstützen (Fig. 1).

[0029] Die Einstecköffnung 20 ist durch einander gegenüberliegende Führungszungen 38 begrenzt, die aus gegenüberliegenden zweiten Seitenwänden 40 der Überfeder 12 hervorgehen. Die Führungszungen 38 sind U-förmig derart aufeinander zu und nach innen umgebogen, dass sich Endabschnitte 42 der Führungszungen 38 im Wesentlichen parallel zueinander und in Einsteckrichtung in den Buchsenabschnitt 18 hinein erstrecken. Die Endabschnitte 42 definieren einen minimalen Abstand A zwischen den Führungszungen 38, welcher etwas kleiner als die Stärke des einzusteckenden Steckkontakts gewählt ist.

[0030] Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, erstrecken sich die Endabschnitte 36 der Kontaktfederarme 28 in die durch die Führungszungen 38 gebildete U-Form hinein, d.h. die freien Enden 34 der Kontaktfederarme 28 liegen jeweils zwischen dem Endabschnitt 42 einer Führungszunge 38 und der zweiten Seitenwand 40 der Überfeder 12, aus welcher die jeweilige Führungszunge 38 hervorgeht. Auf diese Weise sind die Kontaktfederarme 28 vor einer Beschädigung durch unsachgemäßes Einführen eines Steckkontakts in den Buchsenabschnitt 18 geschützt. Gleichzeitig bilden die Führungszungen 38 eine Führung für den einzusteckenden Steckkontakt, d.h. sie tragen zu einer korrekten Einführung des Steckkontakts in den Buchsenabschnitt 18 bei.

[0031] Die Führungszungen 38 werden aufgrund des minimalen Abstandes A zwischen ihren Endabschnitten 42 beim Einführen eines Steckkontakts in den Buchsenabschnitt 18 entgegen einer Rückstellkraft auseinandergedrückt und liegen mit einer gewissen Kontaktkraft an dem in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommenen Steckkontakt an. Zusätzlich zu der durch die Kontaktfederarme 28 definierten ersten Kontaktregion 32 bilden die Führungszungen 38 also eine zweite Kontaktregion 44, in welcher der in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommene Steckkontakt mit der Überfeder 12 zumindest mechanisch in Eingriff steht.

[0032] Das Basisteil 10 und die Überfeder 12 können aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Basisteil 10 beispielsweise aus einem Blech einer CuNi3Si-Legierung mit einer Stärke von etwa 0,25 mm gebildet, während die Überfeder 12 aus einem Edelstahlblech mit einer Dicke von etwa 0,10 mm geformt ist.

[0033] Zur Reduzierung des Kontaktwiderstands zwischen den Kontaktfederarmen 28 und dem Steckkontakt können die Kontaktfederarme 28 zumindest im Bereich der ersten Kontaktregion 32 auf ihren einander zugewandten Oberflächen mit einer zusätzlichen Edelmetallbeschichtung versehen sein. Entsprechend können auch die einander zugewandten Oberflächen der Endabschnitte 42 der Führungszungen 38 der Überfeder 12 mit einer derartigen Edelmetallbeschichtung versehen sein. Es versteht sich von selbst, dass eine maximale Reduzierung des Kontaktwiderstands dann erreicht wird, wenn auch der Steckkontakt mit einer entsprechenden Edelmetallbeschichtung versehen ist.

[0034] Im Ergebnis wird durch die Zweifachkontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommenen Steckkontakts, nämlich zum einen in der ersten Kontaktregion 32 und zum anderen in der zweiten Kontaktregion 44, eine dauerhaft zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen Steckkontakt und Anschlusselement erreicht.

Bezugszeichenliste

[0035] 

10

Basisteil

12

Überfeder

14

Kontaktabschnitt

16

Crimpabschnitt

18

Buchsenabschnitt

20

Einstecköffnung

22

Verriegelungslasche

24

erste Seitenwand

26

Verriegelungsöffnung

28

Kontaktfederarm

30

Segment

32

erste Kontaktregion

34

freies Ende

36

Endabschnitt

37

Anschlagslasche

38

Führungszunge

40

zweite Seitenwand

42

Endabschnitt

44

zweite Kontaktregion

a

Abstand

A

Abstand

Ansprüche

1. Elektrisches Anschlusselement umfassend
einen Buchsenabschnitt (18) zur Aufnahme eines Steckkontakts,
ein Basisteil (10) mit mindestens einem Kontaktfederarm (28), eine das Basisteil (10) im Bereich des Buchsenabschnitts (18) umgebende Überfeder (12), und
wenigstens zwei Kontaktregionen (32, 44) zur Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt (18) aufgenommenen Steckkontakts,
wobei eine erste Kontaktregion (32) durch den Kontaktfederarm (28) und eine zweite Kontaktregion (44) durch die Überfeder (12) definiert ist.

2. Anschlusselement nach Anspruch 1,
dadurchgekennzeichnet,dass
die zweite Kontaktregion (44) in Einsteckrichtung gesehen vor der ersten Kontaktregion (32) liegt.

3. Anschlusselement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurchgekennzeichnet,dass
die zweite Kontaktregion (44) im Bereich einer Einstecköffnung (20) des Buchsenabschnitts (18) für den Steckkontakt angeordnet ist.

4. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
die zweite Kontaktregion (44) durch wenigstens eine U-förmig nach innen umgebogene und insbesondere eine Einstecköffnung (20) für den Steckkontakt begrenzende Führungszunge (38) der Überfeder (12) gebildet ist.

5. Anschlusselement nach Anspruch 4,
dadurchgekennzeichnet, dass
ein Endabschnitt (36) des Kontaktfederarms (28) in einen Bereich zwischen der Führungszunge (38) und einer Wand (40) der Überfeder (12) hineinreicht, aus welcher die Führungszunge (38) hervorgeht.

6. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
zwei Führungszungen (38) zur Kontaktierung gegenüber liegender Seiten eines in dem Buchsenabschnitt (18) aufgenommenen Steckkontakts vorgesehen sind.

7. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
das Basisteil (10) zwei Kontaktfederarme (28) zur Kontaktierung gegenüber liegender Seiten eines in dem Buchsenabschnitt (18) aufgenommenen Steckkontakts aufweist.

8. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
das Basisteil (10), insbesondere einstückig, aus einem ersten Material und die Überfeder (12), insbesondere einstückig, aus einem zweiten Material gebildet ist.

9. Anschlusselement nach Anspruch 8,
dadurchgekennzeichnet, dass
das erste und zweite Material unterschiedliche Materialien sind.

10. Anschlusselement nach Anspruch 8 oder 9,
dadurchgekennzeichnet, dass
das erste Material eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das zweite Material und/oder das zweite Material eine höhere Elastizität aufweist als das erste Material.

11. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
der Kontaktfederarm (28) in der ersten Kontaktregion (32) mit einer Beschichtung versehen ist, welche eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Material des Kontaktfederarms (28).

12. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
die Überfeder (12) in der zweiten Kontaktregion (44) mit einer Beschichtung versehen ist, welche eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das Material der Überfeder (12).

13. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
die Überfeder (12) und das Basisteil (10) separate Bauteile bilden, wobei die Überfeder (12) formschlüssig mit dem Basisteil verbunden ist.

14. Anschlusselement nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurchgekennzeichnet, dass
das Basisteil (10) ein Stanzbiegeteil ist und/oder die Überfeder (12) ein Stanzbiegeteil ist.

Zeichnung