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.
Ein Anschlusselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der
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.
Die Aufgabe wird durch ein elektrisches Anschlusselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass eine erste Kontaktregion durch den Kontaktfederarm und eine zweite Kontaktregion durch die Überfeder definiert ist. Weiterhin ist die zweite Kontaktregion durch Endabschnitte von wenigstens zwei U-förmig nach innen umgebogenen Führungszungen der Überfeder gebildet, wobei die Endabschnitte einen minimalen Abstand zwischen den Führungszungen definieren, welcher kleiner als die Stärke des aufgenommenen Steckkontakts ist.
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.
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 40g bis 100 g, wie sie beispielsweise an Sensoren auftreten, welche an einem Motorblock oder an einer Lambdasonde befestigt sind.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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.
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.
Bevorzugt begrenzen die Führungszungen gleichzeitig die Einstecköffnung für den Steckkontakt. In diesem Fall erfüllen sie eine Doppelfunktion, indem sie nicht nur zur Bildung der zweiten Kontaktregion dienen, sondern darüber hinaus auch noch als Führung für den einzusteckenden Steckkontakt wirken, d.h. ein fehlerhaftes Einführen des Steckkontakts in den Buchsenabschnitt verhindern.
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 einer Führungszunge und einer Wand der Überfeder hineinreicht, aus welcher die Führungszunge hervorgeht. Die Führungszungen erfüllen in diesem Fall also sogar noch eine dritte Funktion.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Bei dem in
Das Basisteil 10 umfasst einen Kontaktabschnitt 14, der in einen Crimpabschnitt 16 übergeht, welcher zur Anbindung des Anschlusselements an einen elektrischen Leiter dient.
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.
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.
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.
Der Kontaktabschnitt 14 des Basisteils 10 umfasst zwei Kontaktfederarme 28 zur beidseitigen mechanischen und elektrischen Kontaktierung eines in dem Buchsenabschnitt 18 aufgenommenen Steckkontakts (
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 (
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.
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 (
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.
Wie insbesondere in
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.
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.
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.
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.
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