ELEKTRISCHE KONTAKTEINRICHTUNG ZUR KONTAKTIERUNG EINES ELEKTRISCHEN LEITERS

Beschreibung

[0001] Die folgende Erfindung betrifft eine elektrische Kontakteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Zum Stand der Technik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die DE 20 2011 100357 A1 genannt. Analoges offenbaren die WO 2008/095453 A1 und die EP 2 280 453 A1 sowie die DE AS 1 136 393. Zum technologischen Hintergrund wird ferner die DE 26 24 397 A1 genannt.

[0003] In vibrationsbelasteter Umgebung, wie sie beispielsweise in der industriellen Fertigung oder in Kraftfahrzeugen aufzufinden ist, ist es von besonderer Wichtigkeit, dass der elektrische Kontakt zwischen elektrischen Anschlussmitteln wie beispielsweise elektrischen Leitern, Steckern und/oder Buchsen dauerhaft sichergestellt ist.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Kontakteinrichtung, insbesondere für elektrische Anschlussvorrichtungen, zu schaffen, bei welcher der elektrische Kontakt, insbesondere unter Vibrationsbedingungen, zu verschieden starren und flexiblen Leitern sichergestellt ist.

[0005] Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Durch diese Maßnahme werden mehrere Kontaktpunkte erzeugt, was die Kontaktsicherheit erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Kontakteinrichtung ein Stanzbiegebauteil und Bestandteil einer Klemme, mit der ein elektrischer Leiter kontaktiert wird.

[0007] Eine elektrische Kontakteinrichtung im Sinne der Erfindung ist ein Kontaktteil oder eine Kontaktbaugruppe, welche zum Führen eines elektrischen Stromes vorgesehen ist, und mit der ein elektrischer Kontakt zu einem elektrischen Leiter hergestellt wird.

[0008] Ein solcher elektrische Leiter weist bevorzugt eine, insbesondere elektrisch isolierende, Ummantelung sowie eine elektrisch leitende Ader auf. Als leitende Ader eignen sich vorliegend sowohl Vollleiter mit einer einzigen, insbesondere starren, Ader als auch Litzenleiter mit mehreren, insbesondere biegbaren, Adern.

[0009] Die elektrische Kontakteinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzone einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich aufweist, wobei die beiden Kontaktbereiche verschiedene Rauigkeiten aufweisen. In Abhängigkeit von der Starrheit beziehungsweise der Biegbarkeit des Leiters kontaktiert der Leiter die Kontaktzone/-fläche bevorzugt zumindest in einem der beiden Kontaktbereiche elektrisch leitend. Die erfindungsgemäße elektrische Kontakteinrichtung eignet sich daher für verschieden starre beziehungsweise biegsame elektrische Leiter (einadrig oder mehradrig)

[0010] Dabei ist die Rauigkeit durch Kontaktgeometrien bzw. -konturen gebildet, wobei die zweite Kontaktgeometrie bzw. - kontur des zweiten Kontaktbereiches eine Erhebung aufweist, die gegenüber der Erhebung der ersten Kontaktgeometrie bzw. -kontur des ersten Kontaktbereiches größer ist.

[0011] Die Kontaktgeometrien sind bevorzugt so ausgebildet, dass sie zwar einen guten Kontakt sichern, die Oberfläche des Leiters aber nicht verletzten. Die Kontaktgeometrien führen bei einem Andrücken des Leiters an die Kontaktzone zu einem Verbiegen des Leiters. Die zweite Kontaktgeometrie mit größerer Erhebung eignet sich für Leiter größerer Starrheit, die erste Kontaktgeometrie mit geringerer Erhebung für Leiter größerer Biegsamkeit. Als Kontaktgeometrien bzw. -konturen eignen sich insbesondere vorteilhaft Kanten, aber auch andere Geometrien wie Rundungen, Spitzen oder Haken, solange sie eine Verletzung der Leiter vermeiden.

[0012] Erfindungsgemäß weist sodann der zweite Kontaktbereich eine Ausdehnung über die Kontaktzone auf, die gegenüber der Ausdehnung des ersten Kontaktbereiches kleiner ist. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der zweite Kontaktbereich nur einige wenige oder eine einzige Kontaktgeometrie aufweist.

[0013] Da die Kontaktgeometrie des zweiten Kontaktbereiches eine größere Erhebung aufweist, biegt sich der Leiter um die eine oder mehreren zweiten Kontaktgeometrien. Der zweite Kontaktbereich ist daher bevorzugt so ausgebildet, dass er den elektrisch leitenden Kontakt zu vergleichsweise starren Leitern gewährleistet. Der zweite Kontaktbereich eignet sich somit besonders zum Kontaktieren von Vollleitern.

[0014] Weiterhin ist es bevorzugt, dass im ersten Kontaktbereich eine Vielzahl erster Kontaktgeometrien vorgesehen ist. Da die Kontaktgeometrie des ersten Kontaktbereiches eine kleinere Erhebung aufweist, biegt sich der Leiter um beziehungsweise entlang der vielen ersten Kontaktgeometrien. Der erste Kontaktbereich ist daher bevorzugt so ausgebildet, dass er den elektrisch leitenden Kontakt zu vergleichsweise biegsamen Leitern gewährleistet. In Hinsicht auf die Art der elektrischen Leiter eignet sich der erste Kontaktbereich somit besonders zum Kontaktieren von biegsamen Einzelleitern oder Litzenleitern.

[0015] Um das Zuführen eines elektrischen Leiters in die elektrische Kontakteinrichtung zu erleichtern, weist der zweite Kontaktbereich bevorzugt eine zweite Kontaktgeometrie auf, die eine in eine Zuführrichtung des elektrischen Leiters steigende Kontaktflanke, insbesondere eine flach ansteigende Kontaktflanke, aufweist.

[0016] Zudem weist die elektrische Kontakteinrichtung bevorzugt eine Zuführseite und eine der Zuführseite gegenüberliegende zweite Seite auf, wobei sie an seiner Zuführseite eine in Zuführrichtung steigende Zuführflanke aufweist. Die Zuführflanke erleichtert ebenfalls das Zuführen des Leiters.

[0017] Dabei ist der erste Kontaktbereich in Zuführrichtung hinter dem zweiten Kontaktbereich angeordnet, so dass sich ein Leiter immer um die zweite Kontaktgeometrie biegt.

[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine elektrische Anschlussvorrichtung, insbesondere mit einer Reihenklemme, einem Stecker und/oder einer Buchse, eine solche elektrische Kontakteinrichtung. Es ist bevorzugt, dass die elektrische Anschlussvorrichtung ein Kraftmittel umfasst, das zum Andrücken eines in der Anschlussvorrichtung angeordneten elektrischen Leiters gegen die Kontaktfläche dient.

[0019] Das Kraftmittel ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Feder. Eine solche Feder ist bevorzugt als Biege- oder Stanzbiegeteil aus einem Federstahl hergestellt. Prinzipiell eignen sich in Abhängigkeit von der Ausbildung und Verwendung der elektrischen Anschlussvorrichtung beliebig ausgebildete Federn, beispielsweise Spiralfedern oder Blattfedern. Es ist aber bevorzugt, eine Blattfeder zu verwenden. Grundsätzlich können auch andere Kraftmittel geeignet sein, beispielsweise elastisch und/oder plastisch ausgebildete Formteile, vorzugsweise aus einem Metall.

[0020] Das Kraftmittel ist bevorzugt auf Höhe des ersten Kontaktbereiches angeordnet. Dadurch drückt es den Leiter in Richtung des ersten Kontaktbereiches. Bei in Zuführrichtung vor dem ersten Kontaktbereich angeordnetem zweitem Kontaktbereich stellt diese Ausbildung sicher, dass ein verhältnismäßig starrer Leiter zumindest gegen die zweite Kontaktgeometrie gedrückt wird, während ein verhältnismäßig biegsamer Leiter dadurch zumindest gegen den ersten Kontaktbereich gedrückt wird.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Anschlussvorrichtung eine Federkraftklemme, besonders bevorzugt ein Push In- Stecker (Direktsteck-Technik-Stecker). In dieser Ausführungsform öffnet vorzugsweise der Leiter selbst die Klemmstelle beim Einführen, und zwar entweder ein Vollleiter oder ein Litzenleiter. Optional kann auch hier ein Betätiger zum Öffnen der Klemmstelle vorgesehen sein.

[0022] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigt:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße elektrische Kontakteinrichtung im Querschnitt;

Fig. 2

in (a) das Zuführen eines elektrischen Leiters in eine elektrische Anschlussvorrichtung mit der elektrischen Kontakteinrichtung der Fig. 1, und in (b) - (e) jeweils die elektrische Anschlussvorrichtung oder einen Ausschnitt aus der elektrischen Anschlussvorrichtung mit eingeführtem elektrischem Leiter; und

Fig. 3

eine elektrische Anschlussvorrichtung mit der elektrischen Kontakteinrichtung und ohne elektrischen Leiter.

[0023] Die elektrische Kontakteinrichtung 1 der Fig. 1 weist eine Zuführseite 11 und eine der Zuführseite 11 gegenüberliegende zweite Seite 12 auf und erstreckt sich zwischen diesen beiden Seiten 11, 12 entlang einer Ebene yz, die durch zwei quer zueinander stehende Linien y, z aufgespannt ist. Prinzipiell kann eine elektrische Kontakteinrichtung 1 aber auch gebogen ausgebildet sein.

[0024] Weiterhin weist die elektrische Kontakteinrichtung 1 eine Kontaktzone bzw.-fläche 2 auf, die einen ersten Kontaktbereich 21 und einen zweiten Kontaktbereich 22 umfasst. Der erste Kontaktbereich 21 ist in einer Zuführrichtung 5 eines Leiters 3 gesehen hinter dem zweiten Kontaktbereich 22 angeordnet.

[0025] Im ersten Kontaktbereich 21 ist eine Vielzahl erster Kontaktgeometrien 211 vorgesehen, die sich über eine erste Ausdehnung y1 der Kontaktzone 2 erstrecken. Im Querschnitt ist der erste Kontaktbereich 21 daher mehrzackig ausgebildet. Prinzipiell können die ersten Kontaktgeometrien 211 des ersten Kontaktbereiches 21 dabei in Zuführrichtung 5 beliebig steil ansteigende und abfallende Flanken 212 aufweisen.

[0026] Im zweiten Kontaktbereich 22 ist eine einzige zweite Kontaktgeometrie 221 vorgesehen, die sich über eine zweite Ausdehnung y2 der Kontaktzone /-fläche 2 erstreckt. Im Querschnitt weist der zweite Kontaktbereich 22 daher genau eine Zacke auf. Es ist bevorzugt, dass die zweite Kontaktgeometrie 221 des zweiten Kontaktbereiches 22 in Zuführrichtung 5 flach ansteigt, um das Zuführen eines Leiters 3 (s. Fig. 2) zu erleichtern. Zudem ist es bevorzugt, dass die zweite Kontaktgeometrie 221 des zweiten Kontaktbereiches 22 zudem eine in Zuführrichtung 5 sehr steil abfallende Flanke 223 aufweist, um ein Biegen eines starren Leiters 3 zu ermöglichen.

[0027] Um das Zuführen eines Leiters 3 zu erleichtern weist die elektrische Kontakteinrichtung 1 zudem eine Zuführflanke 111 am Zuführende 11 auf.

[0028] Sichtbar ist, dass die ersten Kontaktgeometrien 211 eine kleinere Erhebung x1 aufweisen, als die Erhebung x2 der zweiten Kontaktgeometrie 221.

[0029] Fig. 2 zeigt das Einführen eines Leiters 3 in eine elektrische Anschlussvorrichtung 10, die eine erfindungsgemäße Kontakteinrichtung 1 umfasst. Der Leiter 3 ist ein elektrischer Leiter. Gezeigt ist hier ein Vollleiter ohne eine isolierende Ummantelung 32 (s. Fig. 2c), so dass hier die Ader 31 des elektrischen Leiters 3 sichtbar ist.

[0030] Als elektrische Anschlussvorrichtung 10 ist hier eine Federkraftklemme beispielhaft gezeigt. Die elektrische Anschlussvorrichtung 10 weist eine Feder 4 als Kraftmittel auf. Von der elektrischen Anschlussvorrichtung 10 sind elektrisch leitende Bestandteile gezeigt, nämlich eine Seitenwand 1012, an der die Feder 4 festgelegt ist, und eine Bodenwand 1011, an der die Seitenwand 1012 festgelegt ist. Die elektrische Kontakteinrichtung 1 ist ebenfalls ein elektrisch leitender Bestandteil der elektrischen Anschlussvorrichtung 10 und bildet eine an die Bodenwand 1011 festgelegte Seitenwand 1012.

[0031] Die Feder 4 weist ein offenes Ende 41 auf und ist so ausgebildet, dass ihr offenes Ende 41 auf Höhe des ersten Kontaktbereiches 21 der Kontaktzone 2 angeordnet ist.

[0032] Die Fig. 2(b) zeigt den in die elektrische Anschlussvorrichtung 10 eingeführten Vollleiter 3.

[0033] Sichtbar ist, dass der Vollleiter 3 mittels der Feder 4 gegen die zweite Kontaktgeometrie 221 gedrückt wird. Er liegt zudem nur an seinem der Einführseite 11 abgewandten Ende an dem zweiten Kontaktbereich 22 an.

[0034] Fig. 2(c) zeigt einen in die elektrische Anschlussvorrichtung 10 eingeführten Litzenleiter als elektrischen Leiter 3. Der Litzenleiter 3 weist eine elektrisch isolierende Ummantelung 32 auf und eine Vielzahl biegsamer Adern beziehungsweise Litzen 31.

[0035] In den Fig. 2(d) und (e) ist die Kontaktzone 2 vergrößert dargestellt. Sichtbar ist, dass die Litzen 31 vor allem gegen den ersten Kontaktbereich 21 gedrückt werden.

[0036] In Fig. 3 ist als elektrische Anschlussvorrichtung 10 eine Federkraftklemme gezeigt, und zwar ein Push In- Stecker. In dieser Darstellung ist auch ein vorzugsweise metallisches Gehäuse 101 (Klemmkäfig) gezeigt, das im Bereich der elektrischen Kontakteinrichtung 1 ausgespart ist, so dass diese sichtbar ist.

Bezugszeichenliste

[0037] 

1

Elektrische Kontakteinrichtung

11

Zuführseite der elektrischen Kontakteinrichtung

111

Zuführflanke an der Zuführseite

12

Zweite Seite der elektrischen Kontakteinrichtung

2

Kontaktzone

21

Erster Kontaktbereich der Kontaktzone

211

Erste Kontaktgeometrie des ersten Kontaktbereiches

212

ansteigende und abfallende Flanken der ersten Kontaktgeometrien

22

Zweiter Kontaktbereich der Kontaktzone

221

Zweite Kontaktgeometrie des zweiten Kontaktbereiches

222

Kontaktflanke des zweiten Kontaktbereiches

223

Fallende Flanke der zweiten Kontaktgeometrie

x1, x2

Erhebung der ersten und zweiten Kontaktgeometrie

y1, y2

Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktzone

3

Leiter, Elektrischer Leiter

31

Ader des elektrischen Leiters

32

Ummantelung des elektrischen Leiters

4

Kraftmittel, Feder

41

Offenes Ende der Feder

5

(Leiter-) Zuführrichtung

10

Elektrische Anschlussvorrichtung

101

Klemmkäfig der elektrischen Anschlussvorrichtung, Stecker und/oder Buchse, Federkraftklemme, Push In- Klemme

1011

Bodenwand

1012

Seitenwand

Ansprüche

1. Elektrische Kontakteinrichtung (1) zum Kontaktieren eines ein- oder mehradrigen elektrischen Leiters (3), die eine Kontaktzone (2) aufweist, wobei die Kontaktzone (2) einen ersten Kontaktbereich (21) und einen zweiten Kontaktbereich (22) aufweist, wobei die beiden Kontaktbereiche (21, 22) verschiedene Rauigkeiten aufweisen, wobei der erste Kontaktbereich (21) in einer Zuführrichtung (5) des Leiters (3) gesehen hinter dem zweiten Kontaktbereich (22) angeordnet ist und wobei die Rauigkeit durch Kontaktgeometrien (211, 221) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktgeometrie (221) des zweiten Kontaktbereiches (22) eine Erhebung (x2) aufweist, die gegenüber der Erhebung (x1) der ersten Kontaktgeometrie (211) des ersten Kontaktbereiches (21) größer ist und dass der zweite Kontaktbereich (22) eine Ausdehnung (y2) über die Kontaktzone (2) aufweist, die gegenüber der Ausdehnung (y1) des ersten Kontaktbereiches (21) über die Kontaktzone (2) kleiner ist.

2. Elektrische Kontakteinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kontaktbereich (21) eine Vielzahl erster Kontaktgeometrien (211) vorgesehen ist.

3. Elektrische Kontakteinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontaktbereich (22) eine Kontaktgeometrie (221) aufweist, die eine in eine Zuführrichtung (5) des elektrischen Leiters (3) steigende Kontaktflanke (222) aufweist.

4. Elektrische Kontakteinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zuführseite (11) und eine der Zuführseite (11) gegenüberliegende zweite Seite (12) aufweist, wobei es an seiner Zuführseite (11) eine in Zuführrichtung (5) steigende Zuführflanke (111) aufweist.

5. Elektrische Anschlussvorrichtung (10), mit einer elektrischen Kontakteinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.

6. Elektrische Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kraftmittel (4) umfasst, zum Andrücken eines in der Anschlussvorrichtung (10) angeordneten elektrischen Leiters (3) gegen die Kontaktzone (2).

7. Elektrische Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Federkraftklemme ist und dass das Kraftmittel (4) eine Feder ist.

Claims

1. Electrical contact device (1) for making contact with a single-core or multicore electrical conductor (3), which has a contact zone (2), wherein the contact zone (2) has a first contact region (21) and a second contact region (22), wherein the two contact regions (21, 22) have different roughnesses, wherein the first contact region (21), as viewed in a feed direction (5) of the conductor (3), is arranged behind the second contact region (22), and wherein the roughness is produced by contact geometries (211, 221), characterized in that the second contact geometry (221) of the second contact region (22) has an elevation (x2) which is larger in relation to the elevation (x1) of the first contact geometry (211) of the first contact region (21), and in that the second contact region (22) has an extension (y2) over the contact zone (2) which is smaller in relation to the extension (y1) of the first contact region (21) over the contact zone (2).

2. Electrical contact device (1) according to claim 1, characterized in that a plurality of first contact geometries (211) is provided in the first contact region (21).

3. Electrical contact device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact region (22) has a contact geometry (221) which has a contact flank (222) rising in a feed direction (5) of the electrical conductor (3).

4. Electrical contact device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a feed side (11) and a second side (12) opposite the feed side (11), wherein on its feed side (11) it comprises a feed flank (111) rising in the feed direction (5).

5. Electrical connection device (10), comprising an electrical contact device (1) according to one of the preceding claims.

6. Electrical connection device (10) according to claim 5, characterized in that it comprises a force means (4) for pressing an electrical conductor (3) arranged in the connection device (10) against the contact zone (2).

7. Electrical connection device (10) according to claim 6, characterized in that it is a spring force terminal and that the force means (4) is a spring.

Revendications

1. Installation de contact électrique (1) pour la mise en contact d'un conducteur électrique (3) à un ou plusieurs fils, présentant une zone de contact (2), laquelle zone de contact (2) présente une première aire de contact (21) et une deuxième aire de contact (22), les deux aires de contact (21, 22) ayant une rugosité différente, la première aire de contact (21) étant disposée, vue dans un sens d'arrivée (5) du conducteur (3), derrière la deuxième zone de contact (22) et la rugosité étant formée par des géométries de contact (211, 221), caractérisée en ce que la deuxième géométrie de contact (221) de la deuxième aire de contact (22) présente une surélévation (x2) qui est plus grande que la surélévation (x1) de la première géométrie de contact (211) de la première aire de contact (21) et en ce que la deuxième aire de contact (22) présente une étendue (y2) sur la zone de contact (2) qui est plus petite que l'étendue (y1) de la première aire de contact (21) sur la zone de contact (2).

2. Installation de contact électrique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs premières géométries de contact (211) sont prévues dans la première aire de contact (21).

3. Installation de contact électrique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième aire de contact (22) présente une géométrie de contact (221) comportant un flanc de contact (222) ascendant dans un sens d'arrivée (5) du conducteur électrique (3).

4. Installation de contact électrique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente un côté d'arrivée (11) et un deuxième côté (12) opposé au côté d'arrivée (11), avec sur son côté d'arrivée (11) un flanc d'arrivée (111) ascendant dans le sens d'arrivée (5).

5. Dispositif de raccordement électrique (10) avec une installation de contact électrique (1) selon l'une des revendications précédentes.

6. Dispositif de raccordement électrique (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'application de force (4) pour presser un conducteur électrique (3) disposé dans le dispositif de raccordement (10) contre la zone de contact (2).

7. Dispositif de raccordement électrique (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une borne à ressort et en ce que le moyen d'application de force (4) est un ressort.

Zeichnung