Elektrisches Kontaktsystem mit einem als Kontaktierhülse mit vorstehendem Kopf ausgebildeten elektrischen Kontakt

Abstract

 Bei einem elektrischen Kontaktsystem (20) mit mindestens einem elektrischen Kontakt (1), mit einem Kontaktkammergehäuse (21), das mindestens eine Kontaktkammer (22) zum Einstecken des elektrischen Kontakts (1) aufweist, und mit einem Verrastungselement (24), das in der Kontaktkammer (22) zum Verrasten des eingesteckten elektrischen Kontakts (1) entgegen der Einsteckrichtung (23) vorgesehen ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der elektrische Kontakt (1) einen in Einsteckrichtung (23) vorstehenden Kopf (4) aufweist und dass das Verrastungselement (24) in Einsteckrichtung (23) hinter dem Kopf (4) des eingesteckten elektrischen Kontakt (1) verrastet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Kontaktsystem nach der Gattung des Anspruchs 1.

[0002] Derzeit werden in der Automobilindustrie vielfältige Anstrengungen unternommen, um durch die Verkleinerung von lösbaren Stecksystemen Bauraum und damit Material einzusparen. Bei bisherigen technischen Lösungen überragt die Querschnittsfläche des montierbaren elektrischen Kontaktes einer Steckverbindung weiterhin den Querschnitt der Leitungsisolation der elektrischen Leitungen und bestimmt damit die Raster-und Reihenabstände zwischen den elektrischen Kontakten. Erst wenn es gelingt, ein montier- und demontierbares sowie lösbares elektrisches Kontaktsystem zu gestalten, dessen Kontaktelemente hinter der Querschnittsfläche der Leitungsisolation zurückbleiben, ist die gewünschte Verringerung der Raster- und Reihenabstände erreicht. Um den derzeitigen technischen Anforderungen an etablierte elektrische Kontaktsysteme zu genügen, muss ein solches neuartiges Kontaktssystem z.B. mehrfach durch eine Dichtmatte der Steckerverbindung hinein montiert und demontiert werden können, bzw. selbst im Inneren des Kontaktkammergehäuses sicher primär verrasten.

[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, bei einem elektrischen Kontaktsystem der eingangs genannten Art den Reihenabstand (Rastermaß) zwischen den elektrischen Kontakten weiter zu reduzieren.

Vorteile der Erfindung

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Kontaktsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

[0005] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, am elektrischen Kontakt einen in Einsteckrichtung vorstehenden Kopf vorzusehen, den das Verrastungselement in Einsteckrichtung hintergreift, wodurch der eingesteckte elektrische Kontakt im Kontaktkammergehäuse verrastet ist. Besonders bevorzugt ist der elektrische Kontakt durch eine möglichst dünnwandige metallische Kontaktierhülse gebildet, in deren in Einsteckrichtung des elektrischen Kontakts vorderes Hülsenende der Schaft eines einen Kopf aufweisenden nagelartigen Metallstiftes und in deren hinteres Hülsenende eine elektrische Leitung jeweils eingesteckt und elektrisch leitend befestigt sind. Der Kopf steht noch so weit axial aus der Kontaktierhülse heraus, dass das Verrastungselement den Kopf hintergreifen kann. Wenn der Kopfdurchmesser und der Außendurchmesser der Isolation der elektrischen Leitung jeweils kleiner oder gleich dem Außendurchmesser der Kontaktierhülse gewählt werden, ist das Rastermaß allein durch den Außendurchmesser der Kontaktierhülse bestimmt.

[0006] Vorzugsweise ist das Verrastungselement durch eine zuvor in die Kontaktkammer montierte metallische Kontaktfeder gebildet, die gleichzeitig auch die elektrische Kontaktierung auf der Mantelfläche der Kontaktierhülse übernimmt. Dazu ragt die Kontaktfeder auch mit ihrer späteren Kontaktierzone in die Kontaktkammer hinein, um durch die eingesteckte Kontaktierhülse ausgelenkt zu werden und mit ausreichender Kontaktnormalkraft an der Kontaktierhülse anzuliegen. Das freie Ende der Kontaktfeder kann beispielsweise stirnseitig eingekerbt und so gewinkelt sein, dass es durch die eingesteckte Kontaktierhülse zunächst ausgelenkt wird, bis es in der Endlage der Kontaktierhülse hinter den Kopf verrasten kann. Die Breite der Blattfeder kann soweit reduziert werden, dass sie nicht bauraumbestimmend für das Rastermaß ist. Die Drehsymmetrie der Kontaktierhülse ermöglicht ein ungerichtetes Einstecken des elektrischen Kontakts, was der Verarbeitbarkeit des Kontaktsystems zu Gute kommt.

[0007] Die Verrastungskontur und die Kontaktierzone der Kontaktfeder sind bevorzugt so auf die Geometrie der Kontaktierhülse abgestimmt, dass die in der ausgelenkten Kontaktfeder gespeicherte Federkraft vollständig für die Kontaktierung auf der Mantelfläche der Kontaktierhülse zur Verfügung steht. Eine Außenbeschichtung der Mantelfläche, wie z.B. eine teure Goldbeschichtung, braucht nicht über die gesamte Länge der Kontaktierhülse, sondern nur auf dem von der Kontaktfeder kontaktieren Hülsenbereich zu erfolgen.

[0008] Die Kontaktfeder selbst kann auch die Leitung des elektrischen Stromes in andere Bereiche des Kontaktkammergehäuses hinein bzw. die Übergabe an andere Kontaktierzonen übernehmen. Durch die Verwendung der Kontaktfeder besteht auch die Möglichkeit, Distanzen innerhalb des Kontaktkammergehäuses zu überbrücken (z.B. notwendige Bauteilsprünge aufgrund von Dichtungselementen). Es ist auch möglich, die elektrische Kontaktierung und die Verrastung auf zwei technische Funktionselemente aufzuteilen und damit vollständig zu trennen. So kann beispielsweise die Kontaktierung durch die Kontaktfeder erfolgen, während die Verrastung alternativ auch von einem klassischen Kontaktkammerhaken des Kontaktkammergehäuses übernommen werden kann.

[0009] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnungen

[0010] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fign. 1a-1d

den Herstellungsvorgang des erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts, jeweils im Längsschnitt;

Fig. 2

den elektrischen Kontakt von Fig. 1 d in einer vergrößerten Seitenansicht; und

Fign. 3a-3e

den Bestückungsvorgang des erfindungsgemäßen Kontaktsystems mit dem in Fig. 2 gezeigten elektrischen Kontakt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0011] In Fign. 1a-1d ist der Herstellungsvorgang eines elektrischen Kontakts 1 gezeigt, der durch eine dünnwandige metallische Kontaktierhülse 2, einen nagelartigen Metallstift 3 mit einem Stiftkopf 4 und eine elektrische Leitung 5 gebildet ist. Der Metallstift 3 wird mit seinem gegenüber dem Stiftkopf 4 im Durchmesser reduzierten Schaft 6 in das eine, vordere Hülsenende 2a der Kontaktierhülse 2 teilweise eingesteckt (Fig. 1a), wobei der Stiftkopf 4 nicht am vorderen Hülsenende 2a anliegt, sondern davon noch axial beanstandet ist. Danach werden die Kontaktierhülse 2 und der Metallstift 3 durch einen Laserschweißpunkt 7 durch die Hülsenwand hindurch miteinander elektrisch leitend fest verbunden (Fig. 1 b), wobei der Laserschweißpunkt 7 über die Kontaktierhülse 2 nicht radial nach außen vorsteht. Anschließend wird das abisolierte Ende 8 der ansonsten isolationsummantelten elektrischen Leitung 5 mithilfe eines hier nicht gezeigten Einführwerkzeugs in das andere, hintere Hülsenende 2b der Kontaktierhülse 2 eingeschoben (Fig. 1c) und mit der Kontaktierhülse 2 durch Crimpen ihres hinteren Hülsenabschnittes 9 elektrisch leitend fest verbunden (Fig. 1d).

[0012] Wie in Fig. 2 gezeigt, weist der so gefertigte elektrische Kontakt 1 einen stark deformierten hinteren Hülsenabschnitt 9 ohne besondere Anforderungen an die Oberflächengüte, einen mittleren Hülsenabschnitt 10 mit einer für eine elektrische Kontaktierung hinreichend langen, einwandfreien Mantelfläche, einen lasergeschweißten vorderen Hülsenabschnitt 11, in dem der Metallstift 3 verankert ist, sowie den aus der Kontaktierhülse 2 vorstehenden Stiftkopf 4 auf.

[0013] Die Kontaktierhülse 2 ist aus einem verformbaren, elektrisch leitenden Material, z.B. aus einer Kupferbasis- oder Aluminiumbasislegierung, gebildet und kann im mittleren Hülsenabschnitt 10 für eine bessere Kontaktierung mit einer Beschichtung (z.B. aus Gold) versehen sein. Der Stiftkopf 4 des Metallstiftes 3 ist so gekrümmt, dass er einerseits sicher hintergriffen werden kann und andererseits möglichst ohne Beschädigung durch eine Dichtung (z.B. Mattendichtung) hindurch und wieder heraus geschoben werden kann. Die Kontaktierhülse 2 ist so dünnwandig wie möglich und daher am hinteren Hülsenende 2b ohne Einführtrichter und -fasen ausgebildet, damit ihr Außendurchmesser nicht größer als der Durchmesser der isolierten elektrischen Leitung 5 ist. Andernfalls ist das Rastermaß der elektrischen Kontakte 1 nicht durch den Außendurchmesser der elektrischen Leitung 5, sondern durch den Außendurchmesser der Kontaktierhülse 2 festgelegt.

[0014] Das in Fig. 3 gezeigte Kontaktsystem 20 umfasst ein Kontaktkammergehäuse (Steckergehäuse) 21 mit mehreren, in einer Reihe nebeneinander angeordneten Kontaktkammern 22 zum Einstecken jeweils eines elektrischen Kontakts 1 in Einsteckrichtung 23, wobei in dem Längsschnitt der Fig. 3 nur eine der Kontaktkammern 22 zu sehen ist.

[0015] Wie in Fig. 3a gezeigt, ist in der Kontaktkammer 22 ein Verrastungselement 24 in Form einer metallischen Kontaktfeder angeordnet, die mit ihrem in Einsteckrichtung 23 gerichteten freien Federende 24a schräg zur Einsteckrichtung 23 in die Kontaktkammer 22 hineinragt. Die Kontaktfeder 24 ist in Einsteckrichtung 23 S-förmig ausgebildet und ragt auch mit ihrem bogen-oder kuppenförmigen Mittelabschnitt 24b in die Kontaktkammer 22 hinein, wobei das freie Federende 24a weiter in die Kontaktkammer 22 hineinragt als der bogenförmige Mittelabschnitt 24b.

[0016] Mit seinem Stiftkopf 4 voran wird der elektrische Kontakt 1 in Einsteckrichtung 23 durch eine Dichtung 25 des Kontaktkammergehäuses 21 hindurch in die Kontaktkammer 22 eingeführt (Fig. 3b). Beim weiteren Einführen des Kontakts 1 wird zunächst der bogenförmige Mittelabschnitt 24b der Kontaktfeder 24 durch die Kontaktierhülse 2 (Fig. 3c) und anschließend das freie Federende 24a durch den Stiftkopf 4 (Fig. 3d) quer zur Einsteckrichtung 23 aus der Kontaktkammer 22 gegen die Rückstellkraft der Kontaktfeder 24 ausgelenkt, bis der Stiftkopf 4 am freien Federende 24a vorbeigeschoben ist und das freie Federende 24a aufgrund der Rückstellkraft den Stiftkopf 4 in Einsteckrichtung 23 hintergreifen kann (Fig. 3e). Außerdem liegt die Kontaktfeder 24 mit ihrem bogenförmigen Mittelabschnitt 24b an dem mittleren Hülsenabschnitts 10 der Kontaktierhülse 2 elektrisch leitend an. Wie in Fig. 3e weiter gezeigt, weist das freie Federende 24a eine halbkreisförmige, stirnseitig offene Aussparung 26 auf, in der der Schaft 6 des verrasteten Kontakts 1 aufgenommen ist. Der so im Kontaktkammergehäuse 21 verrastete Kontakt 1 ist gegen Herausziehen aus der Kontaktkammer 22 gesichert.

[0017] Das freie Federende 24a und der bogenförmige Mittelabschnitt 24b der Kontaktfeder 24 sind so auf die Geometrie der Kontaktierhülse 2 abgestimmt, dass die Rückstellkraft der ausgelenkten Kontaktfeder 24 vollständig für die Kontaktierung des mittleren Hülsenabschnitts 10 der Kontaktierhülse 2 zur Verfügung steht. Die Breite der Kontaktfeder 24 kann soweit reduziert werden, dass sie nicht bauraumbestimmend für das Rastermaß ist. Die Drehsymmetrie der Kontaktierhülse 2 ermöglicht ein ungerichtetes Einstecken des elektrischen Kontakts 1, was den Bestückungsvorgang vereinfacht.

[0018] Die Kontaktfeder 24 übernimmt die Leitung des elektrischen Stromes in andere Bereiche des Kontaktkammergehäuses 21 hinein bzw. die Übergabe an andere Kontaktierzonen. Die Kontaktfeder 24 kann an ihrem nicht gezeigten anderen Federende beispielsweise selbst als Kontaktzunge bzw. als Kontaktlamelle ausgebildet sein, die wiederum zur Direktkontaktierung von Kontaktlands auf Leiterplatten dienen können.

[0019] Im gezeigten Ausführungsbeispiel übernimmt die Kontaktfeder 24 neben der Verrastung gleichzeitig auch die elektrische Kontaktierung des elektrischen Kontakts 1. In einer nicht gezeigten Ausführungsform können die Verrastung und die elektrische Kontaktierung auch auf zwei separate Bauteile aufgeteilt und damit vollständig voneinander getrennt werden. So kann beispielsweise die Kontaktierung weiterhin durch die Kontaktfeder erfolgen, während die Verrastung durch einen vorstehenden Kontaktkammerhaken des Kontaktkammergehäuses 21 übernommen wird.

Ansprüche

1. Elektrisches Kontaktsystem (20) mit mindestens einem elektrischen Kontakt (1), mit einem Kontaktkammergehäuse (21), das mindestens eine Kontaktkammer (22) zum Einstecken des elektrischen Kontakts (1) aufweist, und mit einem Verrastungselement (24), das in der Kontaktkammer (22) zum Verrasten des eingesteckten elektrischen Kontakts (1) entgegen der Einsteckrichtung (23) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Kontakt (1) einen in Einsteckrichtung (23) vorstehenden Kopf (4) aufweist und dass das Verrastungselement (24) in Einsteckrichtung (23) hinter dem Kopf (4) des eingesteckten elektrischen Kontakt (1) verrastet ist.

2. Elektrisches Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrastungselement (24) mit einem in Einsteckrichtung (23) gerichteten freien Ende (24a) schräg zur Einsteckrichtung (23) in die Kontaktkammer (22) hineinragt.

3. Elektrisches Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrastungselement (24) als eine metallische Kontaktfeder ausgebildet ist.

4. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Kontaktfeder (24) mit einem vor Einstecken des Kontakts (1) in die Kontaktkammer (22) hineinragenden Mittelabschnitt (24b) an einem Kontaktierabschnitt (10) des eingesteckten elektrischen Kontakts (1) elektrisch leitend anliegt.

5. Elektrisches Kontaktsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Kontaktfeder (24) in Einsteckrichtung (23) S-förmig ausgebildet ist und mit einem bogenförmigen Mittelabschnitt (24b) in die Kontaktkammer (22) hineinragt.

6. Elektrisches Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Federende (24a) der metallischen Kontaktfeder (24) eine stirnseitig offene Aussparung (26) zur Aufnahme eines im Durchmesser reduzierten Schafts (6) des Kopfes (4) aufweist.

7. Elektrisches Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt (1) eine Kontaktierhülse (2) aufweist, in deren in Einsteckrichtung (23) des elektrischen Kontakts (1) vorderem Hülsenende (2a) der Schaft (6) eines den Kopf (4) aufweisenden Metallstiftes (3) und in deren hinterem Hülsenende (2b) eine elektrische Leitung (5) elektrisch leitend befestigt sind.

8. Elektrisches Kontaktsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierhülse (2) und der Schaft (6) des Metallstiftes (3) miteinander verschweißt sind.

9. Elektrisches Kontaktsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (5) in der Kontaktierhülse (2) eingecrimpt ist.

10. Elektrischer Kontakt (1) eines elektrischen Kontaktsystems (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer elektrisch leitenden Kontaktierhülse (2), in deren in Einsteckrichtung (23) vorderem Hülsenende (2a) der Schaft (6) eines einen Kopf (4) aufweisenden Metallstiftes (3) und in deren hinterem Hülsenende (2b) eine elektrische Leitung (5) elektrisch leitend befestigt sind.

11. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierhülse (2) und der Schaft (6) des Metallstiftes (3) miteinander verschweißt sind.

12. Elektrischer Kontakt nach Anspruch10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (5) in der Kontaktierhülse (2) eingecrimpt ist.

Zeichnung