WO2012035030A1

WO2012035030A1 - Elektrischer kontakt

Info

Publication number: WO2012035030A1
Application number: PCT/EP2011/065879
Authority: WO
Inventors: Gary Hachadorian
Original assignee: Hachadorian Design & Calculation Gmbh
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2012-03-22
Also published as: US9806449B2; DE102010037498B4; DE102010037498A1; US20130171892A1; EP2617104A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt für eine elektrische Steckverbindung, der ein flexibles Element zwischen einem in einem Gehäuse fixierten Anschlussbereich und einem beweglichen Kontaktbereich aufweist. Bei dem elektrischen Kontakt sind die Bewegung des Kontaktbereichs und/oder die Verformung des flexiblen Elements in Richtung einer Achse parallel zu der Steckrichtung des Kontaktbereichs begrenzt. Solche Kontakte sind insbesondere in Steckdosen für Kraftfahrzeuge zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Anhänger vorgesehen.

Description

Elektrischer Kontakt

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt mit rundem Querschnitt, insbesondere einen elektrischen Stift- oder Buchsenkontakt, für eine elektrische Steckverbindung, der ein flexibles Element zwischen einem in einem Gehäuse fixierten Anschlussbereich und einem beweglichen Kontaktbereich aufweist. Bei dem elektrischen Kontakt sind die Bewegung des Kontaktbereichs und/oder die Verformung des flexiblen Elements in Richtung einer Achse parallel zu der Steckrichtung des Kontaktbereichs verhindert, aber die Bewegung und/oder die Verformung ist in jede Richtung orthogonal zur Steckrichtung möglich. Solche Kontakte sind insbesondere in Steckdosen für Kraftfahrzeuge zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Anhänger vorgesehen.

Aus dem Stand der Technik sind bereits elektrische Kontakte mit einem flexiblen Element zwischen Kontaktbereich und Anschlussbereich unter Anderem aus der britischen Patentschrift GB 1389301 A bekannt. Dort wird ein Buchsenkontakt mit einem flexiblen Element beschrieben, welches eine ge- flochtene Metallröhre und eine federnde Komponente aufweist, die eine Bewegung des Kontakts in Steckrichtung ermöglichen. In der Französischen Patentschrift FR 2545993A1 ist ein flexibler elektrischer Kontakt beschrieben, der aus einem feststehenden Teil und einem beweglichen Teil in Form einer Feder zusammengesetzt ist und in axialer Richtung beweglich ist. In der internationalen Patentanmeldung WO 98/29751 ist ebenfalls ein elektrischer Kontakt, bei welchem ein flexibles Element als elektrische Verbindung zwischen Kontaktbereich und Anschlussbereich dient, beschrieben. Eine Spiralfeder erlaubt auch hierbei eine Bewegung des elektrischen Kontakts in axiale Richtung. Bei mehrpoligen Steckverbindungen müssen die elektrischen Kontakte schwimmend gelagert sein, um Toleranzen des Stecksystems auszugleichen, da sonst die erforderliche Steckkraft der Steckverbinder zu hoch wird und der Abrieb der Kontakte beschleunigt wird. In der Fahrzeugindustrie sind beispiels- weise Steckverbindungen teilweise für bis zu 5000 Steckzyklen ausgelegt, so dass die Beweglichkeit der elektrischen Kontakte innerhalb der Steckdose hierbei sehr wichtig ist. Zusätzlich wird jedoch erwartet, dass der Anschlussbereich der elektrischen Kontakte dauerhaft und zuverlässig nach außen abgedichtet ist. Hierzu muss die Steckdose bestmöglich gegen Feuchtigkeit abgedichtet sein. Feuchtigkeit kann nämlich aufgrund von Kapillarkräften über sehr lange Strecken im Raum zwischen Kabelleitungen oder zwischen den Litzen in der Leitung transportiert werden.

Aus dem Stand der Technik sind Einzeladerdichtungen bekannt, welche einzelne elektrische Kontakte abdichten. Diese Dichtungen müssen zusätzlich die Bewegung der Kontakte ausgleichen und das Eindringen von Feuchtigkeit zu- verlässig verhindern. Innerhalb des Gehäuses sind die elektrischen Kontakte oftmals mit Rasthaken fixiert. Bei starker Beanspruchung ist jedoch eine zusätzliche Verriegelung notwendig, um eine Entrastung der Kontakte innerhalb der Steckverbindung zu verhindern. Zur Abdichtung und Verriegeln werden die elektrischen Kontakte bevorzugt durch Umspritzung im Gehäuse der Steckdose fixiert. Hierbei befinden sich die elektrischen Kontakte, gegebenenfalls mit bereits angeschlossenen Leitungen, in einem Spritzwerkzeug und werden entweder mit einem Elastomer oder einem Kunststoff umspritzt. Beide eingesetzten Materialien weisen hierbei be- sondere Vorteile aber auch Nachteile auf.

Eine Elastomerumspritzung hat den Vorteil, dass die elektrischen Kontakte im Umspritzmaterial beweglich bleiben, die Leitungen aber trotzdem sehr gut abgedichtet sind. Nachteilig wirkt sich jedoch die Tatsache aus, dass die Beweg- lichkeit der Kontakte von der Temperatur des Materials abhängig ist. Durch die Beanspruchung beim Hineinstecken oder Herausziehen der Stecker können die Kontakte aus dem Material herausgerissen werden. Außerdem sind die ver- wendeten Elastomer-Werkstoffe teuer und die erreichbaren Toleranzen eines Elastomers sind größer als bei einem Kunststoff.

Eine Kunststoffumspritzung weist den Vorteil auf, dass die Leitungen nahezu perfekt abgedichtet sind und die elektrischen Kontakte fest in der Umspritzung fixiert sind. Bei der Benutzung des Steckers besteht keine Gefahr, die elektrischen Kontakte aus dem Material herauszureißen. Ein Nachteil bei der Verwendung von Kunststoffumspritzungen besteht darin, dass die elektrischen Kontakte starr fixiert sind und bei mechanischer Beanspruchung kein Ausgleich der Positionen der Kontakte möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu überwinden und einen elektrischen Kontakt bereitzustellen, der in einer Kunststoffumspritzung beweglich bleibt und zusätzlich eine problemlose Ausrichtung innerhalb einer Steckdose ermöglicht. Hierbei soll eine Bewegung beziehungsweise Verformung der elektrischen Kontakte parallel zur Steckrichtung des Kontaktbereichs so weit begrenzt werden, dass es nicht mehr in Betracht gezogen werde muss, so dass ein Einrasten und Herausziehen eines Steckers problemlos möglich ist, die Kontakte aber dennoch inner- halb des Gehäuses flexibel bleiben. Eine Kunststoffumspritzung bringt zudem weitere wirtschaftliche Vorteile, da weniger Bauteile bei der Herstellung der Steckdose benötigt werden und die Montagearbeit und die Werkzeugkosten reduziert werden können. Diese Aufgabe wird durch einen selbstausrichtenden elektrischen Kontakt mit rundem Querschnitt gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße elektrische Kontakt mit rundem Querschnitt, insbesondere ein elektrischer Stift oder Buchsen Kontakt, für eine elektrische Steckverbindung weist ein flexibles Element zwischen einem in einem Gehäuse fixierten Anschlussbereich und einem beweglichen Kontaktbereich auf, wobei die Bewegung des Kontaktbereichs und/oder die Verformung des flexiblen Elements in Richtung einer Achse parallel zu der Steckrichtung des Kontaktbereichs verhindert wird, aber in jede Richtung orthogonal zur Steckrichtung ermöglicht wird. Ein solcher erfindungsgemäßer Kontakt ist insbesondere in Steckdosen für Kraftfahrzeuge zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Anhänger vorgesehen. Dieser elektrische Kontakt kann für jede Anwendung eingesetzt werden, bei welcher eine Fixierung des Anschlussbereichs notwendig ist. Dies kann beispielsweise auch der Fall sein, wenn der Anschlussbereich des elektrischen Kontaktes in einer Leiterplatte befestigt wäre. Dies kann in einigen Steckdosenadaptern und Verteilerboxen der Fall sein. Diese können dann ebenfalls in einer Kunststoffumspritzung fixiert sein.

Die Bewegung des Kontaktbereichs und/oder die Verformung des flexiblen Elements werden erfindungsgemäß in Richtung einer Achse parallel zu der Steckrichtung des Kontaktbereichs verhindert. Als Steckrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Richtung entlang einer Achse parallel zur relativen Bewegung von zwei Kontaktseiten während der Verbindung des Stecksystems zu verstehen. Für den Fall, dass der Kontaktbereich als Buchsenkontakt ausgebildet ist, ist dies die Richtung, in welche ein Stecker in den Kontaktbereich eingeführt wird. Diese Steckrichtung liegt in der Regel parallel zur Längsachse des elektrischen Kontakts (axial). Um dies zu erreichen kann das flexible Element als Feder ausgestaltet sein, wobei die Bewegung der Feder in Richtung einer Achse parallel zur Steckrichtung durch verschiedene Anschläge sofort eingeschränkt ist oder starr ausgeführt ist. Die Vorspannung des flexiblen Elements spielt somit keine beträchtliche Rolle für die Steck- oder Ausziehkraft des Kontaktes.

Idealerweise müsste die Bewegung des Kontaktbereiches in Steckrichtung komplett verhindert werden. Dies jedoch wäre ebenfalls mit gewissen Nachteilen behaftet. Die Herstellung eines solchen Kontaktes, dessen Bewegung komplett verhindert ist, da keine Abstände zwischen Anschlägen und Kontakt sind, wäre technisch schwer umzusetzen. Wenn kein Abstand zwischen den Anschlägen und dem Kontaktbereich vorhanden wäre, wäre aufgrund der Reibung ebenfalls orthogonal zur Steckrichtung keine Bewegung oder lediglich eine stark eingeschränkte Bewegung möglich. Aufgrund des geringen Abstandes zwischen den Anschlägen und dem Kontaktbereich und der erhöhten Starrheit des flexiblen Elements in Steckrichtung, kann sich der Kontaktbereich an die Position der weiteren Kontakte anpassen, bevor die Bewegung des Kontaktbereichs durch die Reibung am Anschlag verhindert wird.

Wenn ein Buchsenkontakt, der für Stiftkontakte mit einem Durchmesser von 3,5 mm ausgelegt ist eingesetzt wird, beträgt der Abstand zwischen einem Anschlag und dem Kontaktbereich des elektrischen Kontakts vorzugsweise 0, 1 bis 0,9 mm. Allerdings soll der Kontaktbereich wegen der Starrheit des flexiblen Elements, im normalen Verbrauch, die Anschläge nicht erreichen. Der Kontaktbereich ist hierbei die elektrische Schnittstelle der Steckverbindung. Dieser Kontaktbereich kann als Buchsenkontakt oder Stiftkontakt ausgebildet sein. Diese Steckverbindung muss für bis zu 5000 Steckzyklen ausgelegt sein, so dass eine Beweglichkeit der Kontakte hierbei essentiell ist. Bei einigen Stecksystemen sind die auf dem Markt erhältlichen niedrigpreisigen Stecker oftmals unsauber gearbeitet. Bei der Verwendung von solchen schlecht verarbeiteten Steckern, die dann mit hochwertigen Steckdosen (beispielsweise direkt am Auto) verbunden werden sollen, ist eine Verbindung der zwei Steckkomponenten ohne eine Anpassung der elektrischen Kontakte oftmals nicht möglich. Die Bewegung der Kontakte muss dann ebenfalls die Ungenauigkeiten, die bei der Fertigung von niedrigpreisigen Steckern entstehen ausgleichen können.

Der Anschlussbereich ist die Schnittstelle zwischen der Steckverbindung und dem Elektrosatz. Der Anschlussbereich ist in einem Gehäuse, beispielsweise einer Steckdose fixiert. Für den Fall, dass der Anschlussbereich als zusätzliche Steckverbindung ausgeführt wird, ist für diesen eine Steckzyklenzahl von lediglich 10 bis 20 zu erwarten. Aus diesem Grund kann der Anschlussbereich auch wenn der Anschlussbereich als Kontaktbereich für eine weitere Steckverbindung dient, fixiert sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Anschlussbereich des elektrischen Kontakts in einer Umspritzung fixiert. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Anschlussbereich durch Pressung in einem Gehäuseteil fixiert. Dies hat den Vorteil, dass die Kontakte fixiert sind und bei einer Benutzung des Stecksys- tems nicht aus dem Material gerissen werden können. Zudem sind die Leitungen sehr gut abgedichtet, da keine Feuchtigkeit in das Gehäuse dringen kann. Gleichzeitig ist jedoch über das flexible Element des elektrischen Kontaktes, welches nicht fixiert ist gewährleistet, dass die Kontakte in nicht-axialer Rich- tung beweglich bleiben.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist der Anschlussbereich in einer Leiterplatte aufgenommen. Dies kann in einigen Steckdosenadaptern und Verteilerboxen der Fall sein. Diese können dann ebenfalls in einer Kunststoffumspritzung fixiert sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der elektrische Kontakt einteilig ausgeführt. Dies erleichtert die Herstellung der Kontakte. Zudem ist beim Einsatz von mehrteiligen Kontakten der Kontaktwiderstand durch die Schnittstellen der Einzelteile deutlich erhöht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das flexible Element als Spiralfeder ausgeführt, wobei der Querschnitt der Spiralfeder vorzugsweise rechteckig ist. Diese Ausführungsform ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Spi- ralfeder selbst eine Verformung in Steckrichtung verhindert. Aufgrund des Flächenmoments 2. Grades eines Rechtecks ist die eine Biegerichtung starrer als die andere. In einer alternativen Ausführungsform ist das flexible Element als zwei orthogonale Blattfedern ausgeführt. Hierbei handelt es sich um ein flaches Metallband, das bogenförmig vorgespannt wird.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der erfindungsgemäße elektrische Kontakt in einer Hülse eingefasst und eine Bewegung des flexiblen Elements des elektrischen Kontakts ist durch Anschläge begrenzt. Die Anschläge können hierbei entweder am flexiblen Element oder an der äußeren Hülse lokalisiert sein. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Anschläge in der Hülse integriert sind und das flexible Element des elektrischen Kontakts innerhalb der Hülse fixieren, so dass die axiale Bewegung und/oder Verformung des flexiblen Elements entlang einer Achse parallel zur Steckrichtung begrenzt wird. Hierbei ist es bevorzugt, wenn an zwei oder mehr Seiten des elektrischen Kontakts Anschläge, die als Ausbuchtung ausgebildet sind, vorhanden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegung des flexiblen Elements dadurch eingeschränkt, dass der Anschlussbereich im Gehäuse fixiert ist und auf der dem Anschlussbereich gegenüberliegenden Seite Anschläge vorhanden sind, die den Kontaktbereich axial fixieren.

Ein weiterer Vorteil einer solchen Hülse ist, dass die elektrischen Kontakte in einer Aufnahme in ein Gehäuseteil eingepresst werden können. Durch diese Übergangspassung zwischen einer Aufnahme im Gehäuse einer Steckdose und der Hülse, in die der elektrische Kontakt eingefasst ist, wird eine zusätzliche Abdichtung erzeugt.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist eine Bewegung des Kontaktbe- reichs des elektrischen Kontakts durch wenigstens einen Anschlag begrenzt, wobei die Anschläge vorzugsweise in der Hülse integriert sind, und/oder wobei mindestens ein Anschlag durch eine Spiralfeder als Teil des flexiblen Elements gebildet wird. Um die axiale Bewegung des Kontaktbereichs innerhalb der Hülse zu begrenzen ist es bevorzugt, wenn an zwei oder mehr Seiten des Kontakt- bereiches Anschläge vorhanden sind. Ein Anschlag kann vorzugsweise dadurch gebildet sein, dass das Gehäuse soweit abgeschlossen ist, dass der Kontaktbereich nicht aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. An der gegenüberliegenden Seite zwischen dem Kontaktbereich und dem flexiblen Element können ebenfalls radial angeordnete Anschläge in Form von Ausbuchtun- gen vorhanden sein, die verhindern, dass der Kontaktbereich in axialer Richtung bewegt werden kann. Alternativ kann eine Spiralfeder im flexiblen Bereich derart ausgestaltet sein, dass diese selbst als Anschlag funktioniert, da durch eine geringe Kompression einer solchen Feder die Bewegung des Kontaktbereichs begrenzt sein kann. Der Federweg einer solchen Feder (die Differenz zwischen der unbelasteten und der vollständig komprimierten Feder) beträgt vorzugsweise 0, 1 bis 0,5 mm. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind flexible Zentrierungselemente vorhanden, die den Kontaktbereich des elektrischen Kontakts innerhalb der Hülse zentrieren, wobei die Zentrierungselemente vorzugsweise in die Hülse integriert sind, und/oder wobei die Zentrierungselemente in den Kontaktbereich integriert sind, und/oder wobei die Zentrierungselemente scharfkantig ausgebildet sind, so dass diese gleichzeitig als Anschläge funktionieren. Dies ermöglicht eine einfache Selbstausrichtung des elektrischen Kontakts, so dass der Kontaktbereich zentral in der Hülse federbelastet wird. Die Zentrierungselemente können entweder als Ausbuchtungen des Kontaktbereichs nach außen ausge- bildet sein und somit einen rundum konstanten Abstand zur umgebenden Hülse schaffen. Es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn die Zentrierungselemente als Ausbuchtungen der Hülse nach innen ausgebildet sind und dadurch einen konstanten Abstand des Kontaktbereiches von der Hülse ermöglichen. Es ist hierbei bevorzugt, wenn die Zentrierungselemente flexibel sind, so dass bei ei- nem Steckvorgang noch eine gewisse Bewegung in jeder Richtung orthogonal zur Steckrichtung möglich ist. Die Zentrierungselemente können alternativ scharfkantig ausgebildet sein, so dass sie gleichzeitig als Zentrierungselement und als Anschlag funktionieren. Somit kann gleichzeitig die Bewegung des Kontaktbereiches in axialer Richtung eingeschränkt und der Kontaktbereich inner- halb der Hülle zentriert werden.

Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn der Kontaktbereich des elektrischen Kontakts in einer Hülse aus einem elastischen Werkstoff eingefasst ist. Als Material für eine solche Hülse kann beispielsweise Federstahl eingesetzt werden, der im Vergleich zu anderen Stählen eine höhere Festigkeit besitzt und zudem aufgrund spezieller Legierungen eine gewisse Elastizität aufweist. Es ist ebenfalls bevorzugt, Faserverbundwerkstoffe, speziell glasfaserverstärkte Kunststoffe zu verwenden. Dabei handelt es sich um einen Faser-Kunststoff- Verbund aus einem Kunststoff, wie beispielsweise einem duroplastischen, un- gesättigten Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid und Glasfasern.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Bewegung des Kontaktbereichs des elektrischen Kontakts durch einen zusätzlichen Gehäuseteil verhin- dert. Dieser zusätzliche Gehäuseteil wird orthogonal zur Steckrichtung auf den Kontaktbereich des elektrischen Kontakts aufgebracht und ist mit dem restlichen Gehäuseteil einer Steckdose, beziehungsweise der den elektrischen Kontakt umgebenden Hülse verbunden. Es ist hierbei bevorzugt, wenn der Kontakt- bereich des elektrischen Kontakts in Rastelemente auf dem zusätzlichen Gehäuseteil einrasten kann, welche gleichzeitig als Anschlag funktionieren. Dies erzeugt eine zusätzliche Stabilität des elektrischen Kontakts und beim Einsatz von Spiralfedern können diese somit gegen Überdehnung gesichert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der zusätzliche Gehäuseteil Zentrierungselemente auf, die den Kontaktbereich innerhalb der Hülse zentrieren. Somit wird erreicht, dass zusätzlich die zentrale Position des Kontaktbereichs beibehalten wird.

Elektrische Kontakte werden meistens als Drehteile oder Stanzbiegeteile (aus flachem, leitendem Material geschnitten, danach wird die gewünschte Form durch mehrere Biegevorgänge erzeugt) hergestellt. Im Allgemeinen sind Stanzkontakte günstiger als Drehteile, und sie lassen sich besser auf einer elektrischen Leiter crimpen. Drehteile werden als hochwertiger angesehen, und sie sind können entweder mittels Crimpen oder Loten auf Leitungen gebracht wer- den. Bei Hochspannung / Stromanwendungen ist Wärmeableitung ein kritischer Faktor, weswegen Drehkontakte auch in diesem Aspekt besser sind. Wegen der komplexen Geometrie sind Stanzkontakte meistens schwer umzuspritzen, deswegen der erfinderische Aspekt des Kontakts.

Es ist auch erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn die Flächen der Stanzkontakte einen kontinuierlichen Flächensatz ausbilden. Die Vorteiles dafür sind, dass eine Wasserdichtheit bei eingepressten oder eingebetteten Kontakten erreichen wird und eine Kunststoffumspritzung der Kontakte zu ermöglicht wird, in welcher der kontinuierliche Flächensatz des Kontakts, in Verbindung mit den Wänden einer Umspritzwerkzeug, die Spritzmasse beim Um spritzverfahren eingrenzt. Der Elektrischer Kontakt der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine kontinuierliche Vergrößerung der Außenkontur auf, um die Bewegungsfreiheit des Kontaktbereichs nach einer Kunststoffumspritzung zu ermöglichen. Oder weist er eine Verjüngung der Innenkontur, die einen im Umspritzwerkzeug ge- lagerten Stift aufnimmt, um so eine Umspritzung innerhalb des Kontakts zu ermöglichen.

Es ist auch bevorzugt, wenn die Umspritzungsschnittstelle oder Dichtfläche auf der äußeren Seite einer Hülse oder der Kontakte vorliegt und/oder die Umspritzungsschnittstelle mittels eines Stifts im Werkzeug und einer Verjüngung des Kontakts hinter dem Kontaktbereich vorliegt.

Ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist eine Steckdose für eine elektrische Steckverbindung, die mindestens einen erfindungsgemäßen elektri- sehen Kontakt aufweist.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, wobei sich die Erfindung selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausgestaltungen beschränkt. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontakts mit einer Spiralfeder als flexibles Element;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts mit zwei orthogonalen Blattfedern als flexibles Element; Fig. 3 ein erfindungsgemäßer elektrischer Kontakt mit einer Spiralfeder als flexibles Element, der in einer Hülse fixiert ist;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Kontakts mit Zentrierungselementen, der in einer Umspritzung fixiert ist;

Fig. 5 eine Steckdose mit elektrischen Kontakten gemäß Fig. 1 ; Fig. 6 und 7 eine alternative Ausführungsform einer Steckdose mit elektrischen Kontakten gemäß Fig. 1 ; Fig. 8 und 9 eine weitere alternative Ausführungsform einer Steckdose mit einem zusätzlichen Gehäuseteil.

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Stiftkontakts

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts 1 dargestellt, wobei Fig. 1 a eine dreidimensionale Seitenansicht und Fig. 1 b einen Längsschnitt durch den elektrischen Kontakt zeigt. Der elektrische Kontakt lässt sich in die Abschnitte Anschlussbereich 2 und Kontaktbereich 4 unterteilen, die über ein elektrisch leitendes flexibles Element 3 miteinander verbunden sind. Das flexible Element 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Spiralfeder ausgebildet. Der Kontaktbereich 4 ist hierbei als Büchsenkontakt ausgebildet und der Anschlussbereich 2 ist als 2,8mm Flachkontakt für eine Steckverbindung zu dem Elektrosatz dargestellt. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts 1 mit zwei orthogonalen Blattfedern als flexibles Element 3. In Fig. 2a ist eine dreidimensionale Seitenansicht des elektrischen Kontaktes dargestellt, welcher sich in die Abschnitte Anschlussbereich 2 und Kontaktbereich 4 unterteilen lässt, die über ein elektrisch leitendes flexibles Element 3 mitei- nander verbunden sind. Fig. 2b zeigt den elektrische Kontakt 1 , der in eine Hülse 5 eingefasst ist, wobei Fig. 2c einen Längsschnitt desselben zeigt. Der Kontaktbereich 4 wird mittels zwei unterschiedlicher Anschläge 6 und 6.1 in der Hülse in axialer Richtung fixiert, so dass eine Bewegung des Kontaktbereichs 4 in Steckrichtung begrenzt wird. Die Anschläge 6, die in Form von Ausbuchtun- gen in die Hülse integriert sind, sorgen dafür, dass die Bewegung des Kontaktbereichs in axialer Richtung in Richtung des flexiblen Elements begrenzt ist. Der Anschlag 6.1 , der auf der gegenüberliegenden Seite des Kontaktbereichs in der Hülse ausgebildet ist sorgt dafür, dass der Kontaktbereich sich nicht aus dem Gehäuse herausziehen lässt. Vier Zentrierungselemente 7, die als Aus- buchtungen der Hülse ausgestaltet sind, fixieren die Lage des Kontaktbereichs 4, so dass dieser innerhalb der Hülse 5 zentriert wird. Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform zu dem in Fig. 2 dargestellten elektrischen Kontakt 1 , wobei das flexible Element 3 als Spiralfeder ausgebildet ist und ebenfalls in einer Hülse 5 eingefasst wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein alternativer Anschlag 6.2 dargestellt. Dieser ist ein Bestandteil der Spiral- feder im flexiblen Element und begrenzt die Bewegung des Kontaktbereichs dadurch, dass die Spiralfeder nur begrenzt komprimiert werden kann. Auf der in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite verhindert der Anschlag 6.1 , dass der elektrische Kontakt aus dem Gehäuse herausgezogen wird. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Dicke des Stanzmaterials des Kontaktbe- reichs 0,5 mm. Somit beträgt der Abstand zwischen der Spiralfeder (Anschlag 6.2) und dem Kontaktbereich 4 etwa 0, 1 mm. Auf der gegenüberliegenden Seite, zwischen dem Anschlag 6.1 und dem Kontaktbereich 4 beträgt der Abstand etwa 0,3 mm. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist somit insgesamt eine Bewegung des Kontaktbereichs in axialer Richtung (parallel zur Steckrichtung) von lediglich etwa 0, 1 bis 0,4 mm möglich.

Bei dieser Ausführungsform ist auch zu merken, dass die Flächen der Stanzkontakte einen kontinuierlichen Flächensatz ausbilden, womit eine Wasserdichtheit bei eingepressten oder eingebetteten Kontakten erreichen wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Kontakts 1 mit einer starr ausgeführten Spiralfeder als flexiblen Bereich, wobei drei Zentrierungselemente 7 Teil des elektrischen Kontaktes sind und im Kontaktbereich 4 integriert sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Anschlussbereich 2 in einer Kunststoffumspritzung 9, beispielsweise in einem Steckdosen-Gehäuse fixiert. Das flexible Element 3 ist als Spiralfeder ausgebildet, die aufgrund des rechteckigen Querschnitts starr ausgeführt ist, so dass kein Gegenanschlag vorhanden sein muss. Diese Starrheit der Feder schützt das flexible Element vor Ausdehnung und den Kontaktbereich vor einer Bewe- gung in Steckrichtung.

Die Flächen der Stanzkontakte dieser Ausführungsform bilden ebenfalls einen kontinuierlichen Flächensatz aus, um eine Kunststoffumspritzung der Kontakte zu ermöglichen, in welcher der kontinuierliche Flächensatz des Kontakts, in Verbindung mit den Wänden einer Umspritzwerkzeug, die Spritzmasse beim Umspritzverfahren eingrenzt. Die innere Abgrenzung der Umspritzung 9 in Fig. 4b wird mittels eines Stifts im Werkzeug, der klein genug ist, um durch den Kontaktbereich 4 zu passen, hergestellt.

In Fig. 5 ist in dreidimensionaler Seitenansicht (Fig. 5a) und in Draufsicht (Fig. 5b) eine erfindungsgemäße Steckdose 8 dargestellt, in welcher zehn elektrische Kontakte 1 gemäß Fig. 4a integriert sind. Drei Zentrierungselemente 7.1 innerhalb jedes Kontaktbereichs 4 sorgen dafür, dass der Kontaktbereich innerhalb der Hülsen der Steckdose zentriert wird und begrenzen gleichzeitig als Anschläge die axiale Bewegung des Kontaktbereiches. Hierzu sind die äußeren Kanten der Zentrierungselemente 7.1 scharfkantig ausgebildet.

Fig. 6 und 7 zeigen eine alternative Ausführungsform einer Steckdose 8 mit elektrischen Kontakten 1 gemäß Fig. 1 . Hierbei sind acht elektrischen Kontakte, die jeweils in einen Anschlussbereich 2 (2,8mm Flachkontakt), ein elektrisch leitendes flexibles Element 3 und einen Kontaktbereich 4 unterteilt werden können in einem Steckdosengehäuse 9 eingefasst. Innerhalb dieses Gehäuses 9 ist der Anschlussbereich 2 der elektrischen Kontakte in einer Kunststoffumspritzung fixiert. Der Kontaktbereich 4 bleibt aufgrund der Spiralfeder im flexiblen Element 3 in nicht-axialer Richtung beweglich und wird durch Zentrierungselemente 7.1 innerhalb der Hülsen des Steckdosengehäuses zentriert, die ebenfalls gleichzeitig als Anschläge die Bewegung des Kontaktbereichs in axialer Richtung eingrenzen können. Der Anschlag 6.2 ist ein Bestandteil der Spiralfeder im flexiblen Element und begrenzt die Bewegung des Kontaktbereichs dadurch, dass die Spiralfeder nur begrenzt komprimiert werden kann, da diese aufgrund des rechteckigen Querschnitts starr ausgebildet ist.

Die Flächen der Stanzkontakte dieser Ausführungsform bilden ebenfalls einen kontinuierlichen Flächensatz aus, um eine Kunststoffumspritzung der Kontakte zu ermöglichen, in welcher der kontinuierliche Flächensatz des Kontakts, in Verbindung mit den Wänden einer Umspritzwerkzeug, die Spritzmasse beim Umspritzverfahren eingrenzt. Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform einer Steckdose 8 mit acht elektrischen Kontakten 1 , die jeweils in einen Anschlussbereich 2 (2,8mm Flachkontakt), ein elektrisch leitendes flexibles Element 3 und einen Kontaktbereich 4 unterteilt werden können. Bei dieser Ausführungsform ist ein zusätzlicher Gehäuseteil 10 vorgesehen, der eine Bewegung des Kontaktberei- ches 4 durch Anschläge 6.1 verhindert. Zusätzliche Anschläge 6.2 begrenzen ebenfalls die Bewegung des Kontaktbereichs in axiale Richtung. Der Anschlussbereich 2 der elektrischen Kontakte wird außerdem in einer Kunststoffumspritzung fixiert. Der zusätzliche Gehäuseteil 10 umfasst zudem Zentrierungselemente 7, die dafür sorgen, dass der Kontaktbereich 4 innerhalb des Steckdosengehäuses 9 zentriert wird.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Stiftkontakts 1 dargestellt, wobei Fig. 10a eine dreidimensionale Seitenansicht und Fig. 1 b einen Längsschnitt durch den elektrischen Stiftkontakt zeigt. Der elektrische Stiftkontakt lässt sich in die Abschnitte Anschlussbereich 2 und Kontaktbereich 4 unterteilen, die über ein elektrisch leitendes flexibles Element 3 miteinander verbunden sind. Das flexible Element 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Spiralfeder ausgebildet und wird in einer Hülse 5 eingefasst.

Bezugszeichenliste

1 elektrischer Kontakt

2 Anschlussbereich des elektrischen Kontakts

3 flexibles Element des elektrischen Kontakts

4 Kontaktbereich des elektrischen Kontakts

5 Hülse

6 Anschlag, der als Ausbuchtung ausgebildet ist

6.1 Anschlag, der gleichzeitig den Abschluss des Gehäuses bildet

6.2Anschlag, der durch eine Spiralfeder gebildet wird

7 Zentrierungselement

7.1 scharfkantiges Zentrierungselement, das gleichzeitig als Anschlag funktioniert

8 Steckdose

9 Gehäuse der Steckdose

10 zusätzliches Gehäuseteil

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Kontakt (1 ) mit rundem Querschnitt, insbesondere ein elektrischer Stift- oder Buchsenkontakt, für eine elektrische Steckverbindung, der ein flexibles Element (3) zwischen einem zum Fixieren in einem Gehäuse geeigneten Anschlussbereich (2) und einem beweglichen Kontaktbereich (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Bewegung des Kontaktbereichs (4) und/oder die Verformung des flexiblen Elements (3) in Richtung einer Achse parallel zu der Steck- richtung des Kontaktbereichs deutlich begrenzt oder verhindert ist, aber die Bewegung und/oder die Verformung in jede Richtung orthogonal zur Steckrichtung möglich ist,

- der elektrische Kontakt (1 ) einteilig ausgeführt ist,

- das flexible Element (3) als Spiralfeder ausgeführt ist, wobei der Querschnitt der Spiralfeder vorzugsweise rechteckig ist oder

- das flexible Element (3) als zwei orthogonale Blattfedern ausgeführt ist.

Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (2) des elektrischen Kontakts

- in einer Umspritzung fixiert ist, oder

- durch Pressung in einem Gehäuseteil fixiert ist, und/oder

- in einer Leiterplatte aufgenommen ist.

3. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen der Stanzkontakte einen kontinuierlichen Flächensatz ausbilden.

4. Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass dieser eine Umspritzungsschnittstelle oder eine Dichtfläche aufweist, wobei sich die Umspritzungsschnittstelle oder die Dichtfläche auf der äußeren Seite einer Hülse oder der Kontakte befindet.

Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzungsschnittstelle mittels eines Stifts im Umspritzwerkzeug und einer Verjüngung des Kontakts hinter dem Kontaktbereich vorliegt.

Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt (1 ) in einer Hülse (5) eingefasst ist und eine Bewegung und/oder Verformung des flexiblen Elements (3) des elektrischen Kontakts durch Anschläge (6, 6.1 , 6.2) begrenzt ist, wobei die Anschläge vorzugsweise in der Hülse (5) integriert sind (6, 6.1 ).

Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Kontaktbereichs (4) des elektrischen Kontakts durch wenigstens einen Anschlag (6, 6.1 , 6.2) begrenzt ist,

- wobei die Anschläge vorzugsweise in der Hülse (5) integriert sind (6, 6.1 ), und/oder

- wobei mindestens ein Anschlag (6.2) durch eine Spiralfeder als Teil des flexiblen Elements (3) gebildet wird.

Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass flexible Zentrierungselemente (7, 7.1 ) den Kontaktbereich (4) des elektrischen Kontakts innerhalb der Hülse (5) zentrieren,

- wobei die Zentrierungselemente (7, 7.1 ) vorzugsweise in die Hülse (5) integriert sind, und/oder

- wobei die Zentrierungselemente (7, 7.1 ) in dem Kontaktbereich integriert sind, und/oder

- wobei die Zentrierungselemente scharfkantig ausgebildet sind (7.1 ), so dass diese gleichzeitig als Anschläge funktionieren.

Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (4) des elektrischen Kontakts in einer Hülse (5) aus einem elastischen Werkstoff eingefasst ist.

10. Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Kontaktbereichs (4) des elektrischen Kontakts durch einen zusätzlichen Gehäuseteil (10) begrenzt ist und/ oder dass Zentrierungselemente (7, 7.1 ), die den Kontaktbereich (4) inner- halb der Hülse (5) zentrieren in dem zusätzlichen Gehäuseteil (10) integriert sind.

1 1 . Elektrischer Kontakt nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine kontinuierliche Vergrößerung der Außenkontur aufweist, um die Bewegungsfreiheit des Kontaktbereichs nach einer Kunststoffumspritzung zu ermöglichen, und/oder eine Verjüngung der Innenkontur aufweist, die einen im Umspritzwerkzeug gelagerten Stift aufnimmt, um so eine Umspritzung innerhalb des Kontakts zu ermöglichen.

12. Steckdose (8) für eine elektrische Steckverbindung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen elektrischen Kontakt (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.