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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung einer ersten Elektronikeinheit mit einer zweiten Elektronikeinheit nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Vorrichtungen zur elektrischen Kontaktierung von elektronischen Bauteilen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Damit der elektrische Kontakt zwischen den elektronischen Bauteilen zuverlässig und sicher hergestellt wird, werden üblicherweise in Einpunkt-Druck-Kontaktsystemen Kontaktpartner verwendet, deren Kontaktelemente ebene Kontaktflächen aufweisen. Bei der Kontaktierung der Kontaktflächen der beiden Kontaktpartner besteht jedoch die Gefahr eines seitlichen Abwanderns eines Kontaktelements von dem ursprünglichen Kontaktpunkt durch Querkräfte, da keine externe oder interne Führung der Kontaktelemente besteht. Bei großen Toleranzen besteht zudem die Gefahr, dass der elektrische Kontakt nicht zuverlässig hergestellt werden kann, wodurch üblicherweise die feststehende Kontaktfläche der beiden Kontaktpartner überdimensioniert ausgeführt wird und damit eine Zunahme der Materialkosten und des Bauraumes einhergeht. Obendrein verhindern anhaftende Verunreinigungen an den Kontaktflächen der beiden Kontaktpartner eine sichere Energieübertragung und Signalübertragung.
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Aus der
DE 199 17 941 A1 ist eine Sensorbaugruppe eines Bremsgeräts bekannt, bei welcher über eine Vorrichtung zur Kontaktierung der elektrische Kontakt zwischen einer ersten als Drucksensor ausgeführten Elektronikeinheit mit einer zweiten als Steuerelektronik ausgeführten Elektronikeinheit hergestellt wird. Bei dem beschriebenen Bremsgerät wird eine Steuerelektronik zur Vereinfachung der Montage in einem über mindestens einen Drucksensor gestülpten Gehäuse untergebracht und die elektrische Verbindung zwischen der Steuerelektronik und dem Drucksensor wird bei der Montage über eine erste Kontakteinheit mit vier als Federkontaktstifte ausgeführten Kontaktelementen und eine zweite Kontakteinheit mit vier als Kontaktflächen ausgeführten Kontaktelementen selbsttätig hergestellt. Das Gehäuse der Steuerelektronik wird dabei auf einem Hydraulikblock des Bremsgerätes befestigt, in das der mindestens eine Drucksensor eingesetzt ist, so dass sich die Federkontaktstifte der ersten Kontakteinheit endseitig mit einem definierten Anlagedruck zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktflächen der zweiten Kontakteinheit abstützen. Hierbei sind die Federkontaktstifte der ersten Kontakteinheit in Führungseinheiten geführt, die sich in einem Isolierstück befinden, wobei die Federkontaktstifte jeweils eine Kontakthülse mit einliegender Kontaktfeder und mindestens einen in der Kontakthülse axial verschiebbaren Kontaktstößel aufweisen, der von der als Druckfeder ausgebildeten Kontaktfeder in Ausschiebrichtung aus der Kontakthülse beaufschlagt ist. Zwischen Kontakthülse und Kontaktstößel ist eine axiale Abstützung vorgesehen, durch welche der Kontaktstößel in seiner Kontakthülse gehalten ist. Der Federkontaktstift aus Kontakthülse, Kontaktstößeln und Kontaktfeder bildet bereits im nicht eingebauten Zustand eine stabil vormontierte und somit leicht handhabbare Baugruppe. Die Komponenten des Federkontaktstiftes müssen jedoch sehr maßhaltig gefertigt sein, um eine dauerhaft problemlose elektrische Kontaktierung sicherstellen zu können. Dies gilt in besonderem Maße, wenn die Baugruppe insgesamt filigran gestaltet ist. Dadurch ist die Herstellung der Vormontagebaugruppe aus Kontakthülse, Kontaktfeder und Kontaktstößeln insgesamt technisch aufwändig und bereits der einzelne Federkontaktstift aus Präzisionsbauteilen ist relativ teuer.
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Die
DE 10 2008 040 173 A1 zeigt ebenfalls eine Sensorbaugruppe eines Bremsgeräts mit einer Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung einer ersten Elektronikeinheit mit einer zweiten Elektronikeinheit. Die Vorrichtung umfasst eine Führungseinheit, zumindest eine in der Führungseinheit geführte erste Kontakteinheit und eine zweite Kontakteinheit, wobei die Kontakteinheiten zur elektrischen Kontaktierung jeweils mindestens ein Kontaktelement umfassen, welche als Kontaktpartner zusammenwirken.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Elektronikeinheiten mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das mindestens eine Kontaktelement der ersten Kontakteinheit als Hohlkontaktelement ausgeführt ist und das korrespondierende mindestens eine Kontaktelement der zweiten Kontakteinheit als Kontaktformstück ausgeführt ist, welches eine sich in Richtung einer Hochachse verjüngende Erhebung aufweist, wobei die elektrische Kontaktierung des mindestens einen Hohlkontaktelements mit dem mindestens einen Kontaktformstück in Form einer Steckverbindung innerhalb des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit erfolgt. In vorteilhafter Weise erfolgt zwischen der Innenseite des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit und der Außenfläche des Kontaktformstücks der zweiten Kontakteinheit eine sichere interne elektrische Kontaktierung und Signalübertragung, da das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit während des Betriebs definiert zum Kontaktformstück der zweiten Kontakteinheit geführt wird und dadurch ein seitliches Abwandern des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit auch bei Toleranzabweichungen ausgeschlossen ist.
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Auf Grund der definierten inneren Führung der beiden Kontakteinheiten zueinander, erfährt das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit schon am Anfang bzw. während der Kontaktbewegung eine Unterstützung vom Kontaktformstück der zweiten Kontakteinheit sowohl quer als auch längs zu seiner Bewegungsrichtung und ist dadurch sowohl gegen Querkräfte als auch gegen Längskräfte beständig. Diese Unterstützung erfolgt selbst bei kleinen Bauraumbedingungen und bei Toleranzabweichungen, da ein Ineinandergreifen der erfindungsgemäßen Kontaktelemente der beiden Kontakteinheiten bereits am Anfang der Kontaktbewegung stattfinden kann. Dadurch sind bereits am Anfang des Kontaktierungsvorgangs eine hohe mechanische Flexibilität und eine hohe Sicherheit der elektrischen Kontaktierung gegeben. Daraus folgt in vorteilhafter Weise, dass die erfindungsgemäßen Kontaktpartner nicht zwingend maßhaltig gefertigt bzw. montiert sein müssen, um eine dauerhaft problemlose elektrische Kontaktierung sicherzustellen. Das hat den Vorteil, dass bei der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung aufwändiger Konstruktionsaufwand und Materialaufwand reduziert werden kann, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Zudem gewährleistet die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung eine sichere Übertragung der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern auch bei nicht idealen Reinheitsbedingungen, wenn beispielsweise Schmutz die Kontaktstellen verunreinigt. Ferner ist die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung derart gestaltet, dass diese eine kontinuierlich gute Übertragung der elektrischen Signale in einem Temperaturbereich von –40°C bis 120°C sicherstellt. Da im Kontaktbereich ideale mechanische Bedingungen vorliegen, ist der Verschleiß vernachlässigbar klein. Auf Grund der guten Temperaturbeständigkeit und des geringen Verschleißes weist die Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung in vorteilhafter Weise eine hohe Standzeit bzw. Lebensdauer auf. Dadurch wird auf eine einfache und kostengünstige Art eine sichere Übertragung der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern gewährleistet.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung zur Kontaktierung möglich.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die verjüngende Erhebung der zweiten Kontakteinheit als Tetraeder oder als Pyramide ausgebildet ist. Hierdurch gewährleistet die verjüngende Erhebung in vorteilhafter Weise bereits am Anfang des Kontaktierungsvorgangs eine sichere Zuführung und Kontaktierung der beiden Kontaktpartner sowie im weiteren Verlauf des Kontaktierungsvorgangs eine sichere innere Führung des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit auf dem Kontaktformstück der zweiten Kontakteinheit. Zusätzlich wird durch die innere Führung der beiden Kontaktelemente zueinander ein seitliches Abwandern der Kontaktelemente weg vom ursprünglichen Kontaktpunkt verhindert, da eventuell auftretende und auf die Kontaktelemente einwirkende Querkräfte durch die innere Führung kompensiert werden können. Die Höhe der als Tetraeder oder als Pyramide ausgebildeten verjüngenden Erhebung hat selbst keinen Einfluss auf den Einbauraum, da diese im Inneren des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit verschwindet und dadurch die Steckverbindung bauraumoptimiert ausgebildet ist. Im Unterschied zu einer ebenen Kontaktfläche des Kontaktelements im Stand der Technik, kann durch die schrägen Seitenkanten des Tetraeders bei gleicher auf die Kontaktpartner wirkenden Normalkraft in vorteilhafter Weise eine höhere Flächenpressung im Kontaktbereich zwischen dem Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit und dem Kontaktformstück der zweiten Kontakteinheit erzielt werden. Somit ist eine gasdichte Kontaktierung schon bei geringeren Normalkräften möglich, wodurch die Kontaktsicherheit gewährleistet wird, selbst wenn ein Teil der Kontaktfläche der Kontaktpartner verunreinigt ist. Ferner bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kontaktiervorrichtung eine Vergrößerung der Kontaktfläche auf kleinstem Bauraum, wodurch eine sichere Mehrpunktkontaktierung gewährleistet und die Wahrscheinlichkeit einer sicheren Übertragung der Energie und Signale der Kontaktpartner deutlich erhöht wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung fluchtet eine Mittelachse des Tetraeders oder der Pyramide mit der Hochachse des Hohlkontaktelements. Dadurch ist in vorteilhafter Weise konstruktiv die Voraussetzung für eine sichere elektrische Kontaktierung und Signalübertragung gegeben, da mit übereinstimmender Lage der Mittelachsen bzw. einer Koaxialität der beiden Kontaktelemente das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit definiert zum Kontaktformstück der zweiten Kontakteinheit geführt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung ist die sich verjüngende Erhebung der zweiten Kontakteinheit auf einer Trägerplatte angeordnet. Dadurch ist beim Montieren des Kontaktformstücks der zweiten Kontakteinheit eine geometrisch definierte Lage zum Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit gewährleistet. In vorteilhafter Weise ist der Durchmesser des Kontaktformstücks im Vergleich zu aktuellen Kontaktelementen im Stand der Technik nahezu halb so groß und beansprucht dadurch weniger Fläche, so dass die Kontakttiervorrichtung insgesamt kompakter ausgeführt werden kann. Das Kontaktformstück bietet bei einer bauraumoptimierten Größe eine große Kontaktfläche für das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit, welche aus der Mantelfläche der sich verjüngenden Erhebung und der Grundfläche der Trägerplatte besteht. Zweckmäßigerweise ist der Durchmesser der Trägerplatte in Abhängigkeit von der Kantenlänge des Tetraeders oder der Pyramide definiert, wodurch über die tetraederförmige oder pyramidenförmige Kontaktfläche bei kleinstem Bauraum eine Mehrpunktkontaktierung sichergestellt werden kann. Trotz kleindimensionierter Ausführung des Kontaktformstücks gewährleistet die bauraumsparende bzw. bauraumoptimierte erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung die Vorteile einer sicheren Übertragung der Energie und der Signale.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Trägerplatte zylinderförmig und der Durchmesser der Trägerplatte gleich dem Außendurchmesser des Hohlkontaktelements ausgeführt ist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise bei gleichbleibenden Toleranzvorgaben eine Baugrößenminimierung der beiden Kontaktpartner möglich und dennoch ist eine hohe Sicherheit der elektrischen Kontaktierung sichergestellt. Das hat den wesentlichen Vorteil, dass ein baugrößenoptimiertes Kontaktformstück der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung, welches üblicherweise mit einem Edelmetall galvanisch beschichtet wird, wie beispielsweise Gold, Silber oder Platin, im Vergleich zu aktuellen Kontaktelementen aus dem aktuellen Stand der Technik besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Insbesondere kann gegenüber der gängigen Größe des Kontaktelements die Oberfläche des Kontaktformstücks um die Hälfte reduziert werden, so dass die Materialkosten bei der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung deutlich gesenkt werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung ist das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit zylindrisch und elastisch ausgeführt. Die zylindrische Ausführung der ersten Kontakteinheit ist besonders vorteilhaft, da diese als Massenteil besonders kostengünstig und einfach herstellbar ist und beim Einbau in die Kontaktiervorrichtung keine Montagefehler möglich sind. Da das Hohlkontaktelement zudem elastische Eigenschaften aufweist, kann auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden, wodurch Materialkosten und Montagekosten entfallen. Vorzugweise kann das Hohlkontaktelement der ersten Kontakteinheit als Spiralfeder oder Hülse ausgeführt werden. Insbesondere die Ausführung als kostengünstige Spiralfeder ermöglicht eine einfache Umsetzung der elastischen Eigenschaften und eine schnelle und einfache Montage. Zudem ermöglicht die Ausführungsform als Spiralfeder oder Hülse auch eine entsprechend einfache Umsetzung des korrespondierenden Einbauraums als einfache Bohrung, welche schnell und kostengünstig herstellbar ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung ist der Endbereich der Spiralfeder mit jeweils mindestens zwei auf Block gewickelten Federwindungen versteift ausgeführt. Hierdurch sind auf eine einfache und kostengünstige Art eine bauliche Vereinfachung und damit eine Verbesserung der Stromtragfähigkeit und der Führungseigenschaften des Hohlkontaktelements der ersten Kontakteinheit möglich. Dadurch kann die Übertragungssicherheit der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern weiter verbessert werden.
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Eine bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung sieht vor, dass die Kontaktelemente derart ausgestaltet sind, dass die elektrische Kontaktierung an mindestens zwei Kontaktstellen entsteht, welche punktförmig und/oder linienförmig und/oder flächig ausgeführt sind. In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung eine gleichzeitige Kontaktierung zwischen den Kontaktpartnern an mehreren Kontaktstellen und gewährleistet damit eine sichere Übertragung der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern, sogar bei nicht idealen Reinheitsbedingungen bzw. verschmutzten Oberflächen der Kontaktelemente. Bei einer Mehrpunktkontaktierung sinkt das Risiko einer Fehlfunktion durch Verunreinigung, da es unwahrscheinlich ist, dass Verunreinigungen zur gleichen Zeit eine Übertragung der Energie und Signale an allen Kontaktstellen blockieren, die zum Ausfall der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung führen können. Nicht ideale Reinheitsbedingungen sind beispielsweise gegeben, wenn Schmutz die Kontaktstellen verunreinigt. Auf Grund der Geometrie der Kontaktpartner sind die Kontaktpunkte durch die Kantengeometrie des Tetraeders und durch den Radius der Spiralfeder definiert und ortsfest fixiert. Ein seitliches Abwandern durch einwirkende Querkräfte vom ursprünglichen Kontaktpunkt weg wird durch interne Führung der beiden Kontaktpartner verhindert, wodurch eine dauerhafte problemlose elektrische Mehrpunktkontaktierung sichergestellt ist und die Elektronikeinheiten stets zuverlässig und störungsfrei funktionieren.
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Eine bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung besteht in einer Ausführung der Kontaktiervorrichtung als Druckkontaktsystem. In vorteilhafter Weise gewährleistet die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung sowohl bei besonders engen Platzverhältnissen als auch bei verschmutzten Kontaktflächen der Kontaktelemente bauraumsparend sicher geschlossene elektrische Kontakte und damit eine sichere und zuverlässige Übertragung der Energie und Signale.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Elektronikeinheiten, die eine erste Kontakteinheit und eine zweite Kontakteinheit umfasst, welche jeweils Kontaktelemente aufweisen, die als Kontaktpartner zusammenwirken.
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2 zeigt eine detaillierte Seitenansicht des Kontaktelements der ersten Kontakteinheit und des Kontaktelements der zweiten Kontakteinheit vor der Kontaktierung.
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3 zeigt eine Draufsicht des Kontaktelements der zweiten Kontakteinheit aus 2.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur elektrischen Kontaktierung einer ersten Elektronikeinheit 10 mit einer zweiten Elektronikeinheit 12. Derartige Elektronikeinheiten 10, 12 finden ihre Anwendung beispielsweise in elektronischen Systemen für Sicherheitstechnologien in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Anti-Blockier-System (ABS), einem elektronischen Stabilisierungsprogramm (ESP), einer elektrohydraulischen Bremse (EHB), einem Traction Control System (TCS) oder einer Antischlupfregelung (ASR). In den vorliegenden Ausführungsbeispielen handelt es sich um eine Vorrichtung 1 zur Kontaktierung eines Kontaktsystems für ein elektronisches Stabilisierungsprogramm (ESP) in einem Fahrzeug, wobei die erste Elektronikeinheit 10 eine als Steuergerät ausgeführte Steuerelektronikeinheit des Fahrzeugs und die zweite Elektronikeinheit 12 eine Drucksensoreinheit des ESP-Systems umfasst.
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 1 zur elektrischen Kontaktierung der ersten Elektronikeinheit 10 mit der zweiten Elektronikeinheit 12 eine Führungseinheit 14, zumindest eine in der Führungseinheit 14 geführte erste Kontakteinheit 16 und mindestens eine zweite Kontakteinheit 18. Die Kontakteinheiten 16, 18 umfassen zur Kontaktierung jeweils mindestens ein Kontaktelement 16.1, 16.2, 18.1, 18.2, die als Kontaktpartner zusammenwirken, wobei die Kontakteinheiten 16, 18 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 jeweils zwei Kontaktelemente 16.1, 16.2, 18.1, 18.2 aufweisen.
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Um eine sichere Übertragung der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern und eine bauraumoptimierte Mehrpunktkontaktierung mit Toleranzausgleich zu gewährleisten, ist das Kontaktelement 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 als Hohlkontaktelement und das korrespondierende Kontaktelement 18.1, 18.2 der zweiten Kontakteinheit 18 als Kontaktformstück ausgeführt. Das Kontaktelement 18.1, 18.2 der zweiten Kontakteinheit 18 weist eine sich in Richtung einer Hochachse 26 des Hohlkontaktelements 16.1, 16.2 verjüngende Erhebung 24.1, 24.2 auf, wobei die elektrische Kontaktierung des mindestens einen Hohlkontaktelements 16.1, 16.2 mit dem mindestens einen Kontaktformstück 18.1, 18.2 in Form einer Steckverbindung innerhalb des Hohlkontaktelements 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 erfolgt.
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Die verjüngende Erhebung 24.1, 24.2 der zweiten Kontakteinheit 18 ist als Tetraeder oder als Pyramide ausgebildet, wobei eine Mittelachse 26.1, 26.2 des Tetraeders oder der Pyramide mit der Hochachse 26 des Hohlkontaktelements 16.1, 16.2 fluchtet. Somit ist die Spitze des Tetraeders oder der Pyramide konstruktiv immer in der richtigen Position zur Mittelachse 22.1, 22.2 des korrespondierenden Hohlkontaktelements 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 oder zur Hochachse 26 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kontaktformstück 18.1, 18.2 der zweiten Kontakteinheit 18 als Tetraeder ausgebildet.
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Zur zusätzlichen Stabilität des Kontaktformstücks 18.1, 18.2 ist die sich verjüngende Erhebung 24.1, 24.2 der zweiten Kontakteinheit 18 auf einer Trägerplatte 28.1, 28.2 angeordnet. Die Trägerplatte 28.1, 28.2 ist zylinderförmig ausgeführt und der Durchmesser der Trägerplatte 28.1, 28.2 entspricht mit dem Außendurchmesser des Hohlkontaktelements 16.1, 16.2. Die Mittelachse der zylindrischen Trägerplatte 28.1, 28.2 ist identisch mit der Mittelachse 26.1, 26.2 des Tetraeders oder der Pyramide und fluchtet somit ebenfalls mit der Hochachse 26 des Hohlkontaktelements 16.1, 16.2. Bei der Montage des Kontaktformstücks 18.1, 18.2 kann somit in vorteilhafter Weise kein Montagefehler verursacht werden.
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Die Kontaktelemente 16.1, 16.2, 18.1, 18.2 sind derart ausgestaltet, dass die elektrische Kontaktierung an mindestens zwei Kontaktstellen 20.1a, 20.2a, 20.3a, 20.1b, 20.2b entsteht, welche punktförmig und/oder linienförmig und/oder flächig ausgeführt sind. Vorzugsweise erfolgt bei idealem symmetrischen Kontaktierungsvorgang zunächst eine Kontaktierung der beiden Kontaktpartner über die Kanten der sich verjüngenden Erhebung 24.1, 24.2 und/oder über die Oberfläche der Trägerplatte 28.1, 28.2 und somit eine Übertragung der Energie und Signale über mindestens zwei Kontaktstellen 20.1a, 20.2a, 20.3a oder eine Kontaktfläche 20.1b, 20.2b. Bei einem nicht idealen symmetrischen Kontaktierungsvorgang bzw. zueinander versetzten Kontaktpartnern erfolgt die Kontaktierung je nach Versatz der beiden Kontaktpartner an den Kanten des Tetraeders bzw. der Pyramide in unterschiedlichen Höhen über mindestens eine Kontaktstelle 20.1a, 20.2a, 20.3a, wobei am Anfang des Kontaktierungsvorgangs an mindestens einer und am Ende des Kontaktierungsvorgangs an mindestens zwei Kontaktstellen 20.1a, 20.2a, 20.3a eine Kontaktierung zwischen den Kontaktpartnern stattfindet.
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Die Art der elektrischen Kontaktierung ist abhängig vom Verhältnis des Durchmessers der Trägerplatte 28.1, 28.2 zur Kantenlänge des Tetraeders. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Durchmesser bzw. der Radius der Trägerplatte 28.1, 28.2 in Abhängigkeit von der Kantenlänge des Tetraeders definiert. Dabei steht die Kantenlänge des Tetraeders im Verhältnis √3/3 des Radius der letzten Federwindung. Ist die Kantenlänge des Tetraeders größer als das Verhältnis √3/3 des Radius der letzten Federwindung, liegt das Hohlkontaktelement 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 nicht auf der Grundfläche des Kontaktformstückes 18.1, 18.2 der zweiten Kontakteinheit 18, sondern auf den Kanten des Tetraeders und bildet dort eine Kontaktstelle 20.1a, 20.2a, 20.3a aus. Es ist somit mindestens eine Zweipunktkontaktierung sichergestellt und damit eine sichere und zuverlässige Übertragung der Energie und Signale zwischen den Kontaktpartnern. Im umgekehrten Fall, wenn die Kantenlänge des Tetraeders kleiner als das Verhältnis √3/3 des Radius der letzten Federwindung ist, liegt das Hohlkontaktelement 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 auf der Grundfläche des Kontaktformstückes 18.1, 18.2 der zweiten Kontakteinheit 18 und bildet dort eine linienförmige und/oder flächige Kontaktstelle 20.1b, 20.2b.
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Um die Kontaktiervorrichtung vorzugsweise als Druckkontaktsystem auszuführen, ist das Hohlkontaktelement 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 als Spiralfeder oder Hülse ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gemäß 1 und 2 die erste Kontakteinheit 16 als druckbeaufschlagbare Spiralfeder oder Druckfeder ausgeführt, wobei der Endbereich 30.1a, 30.1b, 30.2a, 30.2b der Spiralfeder mit jeweils mindestens zwei auf Block gewickelten Federwindungen versteift ausgeführt ist. Vorzugsweise ist das Hohlkontaktelement 16.1, 16.2 der ersten Kontakteinheit 16 zylindrisch und elastisch ausgeführt, wodurch im Vergleich zum Stand der Technik lediglich ein einzelnes Bauteil als Kontaktelement 16.1, 16.2 in die Führungseinheit 14 der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung montiert werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19917941 A1 [0003]
- DE 102008040173 A1 [0004]
