DE102006000958B4

DE102006000958B4 - Elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE102006000958B4
Application number: DE102006000958.4A
Authority: DE
Inventors: Heinrich-Wilhelm Dreiskemper; Jörg Mack; Martin Jäschok
Original assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-07
Filing date: 2006-01-07
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2026-01-08
Also published as: DE102006000958A1; WO2007080069A1

Abstract

Elektrisches Gerät, insbesondere Leistungsverteiler für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schaltungsträger und mit einer Stromschiene, die einstückig mehrere Kontaktelemente (4a, 4b) zur Stromzuführung ausbildet,wobei die Kontaktelemente (4a, 4b) durch die Wand eines Gehäuses (2) hindurchgeführt sind,wobei die Stromschiene (3a, 3b) mit mehreren Schaltungsträgern (1a, 1b) mehrfach oder großflächig elektrisch verbunden ist,wobei die Stromschiene (3a, 3b) von federnden Verbindungselementen (6a, 6b, 6c) gehalten ist,wobei die Verbindungselemente (6a, 6b, 6c) als Messerkontakte ausgebildet sind und die Stromschiene (3a, 3b) in die Aufnahme (10) mehrerer Messerkontaktes (6a, 6b, 6c) eingesetzt ist, deren Aufnahmen fluchtend zueinander angeordnet sind,wobei die Messerkontakte (6a, 6b, 6c) zugleich als Einpreßkontakte ausgebildet sind,wobei zwischen den Schaltungsträgern (1a, 1b) ein Distanzstück (9) aus einem nichtleitenden Material angeordnet ist, undwobei das Distanzstück (9) angeformte Kontaktführungsdome (11) mit Durchbrüchen (12a) aufweist, durch die die Einpreßstifte (5) hindurch geführt sind,dadurch gekennzeichnet,daß die Einpreßzonen der Einpreßkontakte in Ausnehmungen eines Schaltungsträgers (1b) eingesetzt sind, unddass an das Distanzstück (9) Zentrierdome (15) angeformt sind, die die Endabschnitte der Einpreßstifte (5) überragen und die nach der Montage des Gehäuses (2) in Gehäuseausnehmungen (14) eingreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges elektrisches Gerät ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 577 977 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2004 006 575 A1 ist ein Leistungsverteiler für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem zur Stromzuführung Kontakte vorgesehen sind, die mittels Einpreßtechnik mit einem Stanzgitter verbunden sind. Die Kontakte können hierbei als Flachsteck- oder als Messerkontakte ausgebildet sein. Auch wenn die Kontakte, wie in diesem Dokument vorgeschlagen, mittels mehrerer Einpreßzonen mit dem Stanzgitter verbunden sein können, bleibt das Problem bestehen, daß die Einpreßzonen, etwa verglichen mit der Anschlußfläche eines Flachsteckers, relativ kleine Kontaktflächen für den Stromübergang auf das Stanzgitter ausbilden. Der Übergangsbereich zwischen den einzelnen Kontakten und dem Stanzgitter ist daher insbesondere für den Transport hoher Ströme als kritisch anzusehen.
Es stellte sich die Aufgabe, ein elektrisches Gerät zu schaffen, bei dem sich auf eine einfache und kostengünstige Weise eine Kontaktierung mit besonders guten elektrischen und mechanischen Eigenschaften zwischen einem Kontaktelement und einem Schaltungsträger erzielen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einpreßzonen der Einpreßkontakte in Ausnehmungen eines Schaltungsträgers eingesetzt sind, und dass an das Distanzstück Zentrierdome angeformt sind, die die Endabschnitte der Einpreßstifte überragen und die nach der Montage des Gehäuses in Gehäuseausnehmungen eingreifen.
Das Distanzstück gibt durch seine Form den Schaltungsträgern ihren genauen Abstand und ihre lagerichtige Position zueinander vor. Das Distanzstück dient mit seinen Zentrierdomen zudem auch zur positionsgenauen Halterung der Einpreßstifte.
Eine Stromschiene ist über mehrere federnde Verbindungselemente mit dem Schaltungsträger verbunden, um eine optimale Leistungsverteilung zu erzielen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stromschiene als einfacher flacher Blechstreifen ausgebildet, an den das Kontaktelement einstückig angeformt ist und vorzugsweise einen oder mehrere einfache Flachstecker ausbildet.
Die Stromschiene ist von federnden Verbindungselementen gehalten, die vorteilhaft als Messerkontakte ausgeführt sind. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Messerkontakte, wie in der DE 10 2004 006 575 A1 beschrieben, in Einpreßtechnik mit dem Schaltungsträger verbunden sind.
Durch das Einsetzen der Stromschiene in die Aufnahmen mehrerer Messerkontakte, die mit dem Schaltungsträger elektrisch verbunden sind, wird sowohl eine gute mechanische wie auch eine besonders gute elektrische Verbindung der Stromschiene und des mit der Stromschiene verbundenen Kontaktelements mit dem Schaltungsträger hergestellt.
Vorteilhaft hierbei ist, daß als Messerkontakte massengefertigte und damit kostengünstige Standardbauteile verwendet werden können. Auch die Stromschiene als einfach geformtes, flaches Bauteil ist sehr kostengünstig, beispielsweise als Stanzteil herstellbar.
Die Ausführung des Schaltungsträgers ist selbstverständlich nicht auf Stanzgitter beschränkt, sondern kann beispielsweise auch jede Art von Leiterplatten oder von Keramiksubstraten umfassen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäß ausgeführten elektrischen Gerätes. Zur deutlicheren Darstellung der erfindungswesentlichen Merkmale wurde auf eine Darstellung von elektrischen Bauelementen auf den Schaltungsträgern verzichtet.
Das elektrische Gerät, welches beispielsweise eine Zentralelektrik in einem Kraftfahrzeug ausbildet, besteht aus zwei Schaltungsträgern (1a, 1b), die innerhalb eines Gehäuses (2) angeordnet sind. Die Schaltungsträger (1a, 1b) können hierbei beispielsweise als Leiterplatten, Keramiksubstrate oder metallene Stanzteile ausgeführt sein.
Die Verbindung der Schaltungsträger (1a, 1b) untereinander sowie der elektrische Anschluß eines Schaltungsträgers (1b) an externe Anschlüsse erfolgt ausschließlich in Einpreßtechnik. Hierzu sind einerseits Einpreßstifte (5) und andererseits Messerkontakte (6a, 6b) vorgesehen.
Die Einpreßstifte (5) sind als vorzugsweise zylinderförmige Metallstifte ausgebildet, die an jedem ihrer axialen Endabschnitte (13a, 13b) jeweils eine angeformte Einpreßzone (7a, 7b) aufweisen, die in eine Ausnehmung eines Schaltungsträgers (1a, 1b) einpreßbar ist. Zum Verbinden von zwei einander parallel gegenüberstehend angeordneten Schaltungsträgern (1a, 1b) ist eine erste Einpreßzone (7a) jedes Einpreßstifts (5) in jeweils eine Ausnehmung des ersten Schaltungsträgers (1a) eingepreßt. Eine Verdickung (8), die jeder Einpreßstift (5) oberhalb der ersten Einpreßzone (7a) aufweist, kommt auf der Oberfläche des ersten Schaltungsträgers (1a) zur Anlage und gibt so die genaue Einpreßtiefe für die erste Einpreßzone (7a) vor.
Die Einpreßzonen (7b) an den zweiten Endabschnitten (13b) der Einpreßstifte (5) sind in Ausnehmungen des zweiten Schaltungsträger (1b) eingefügt, wodurch die beiden Schaltungsträger (1a, 1b) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Lötverbindungen zwischen den Einpreßstiften (5) und den Schaltungsträgern (1a, 1b) werden im Allgemeinen nicht benötigt.
Zwischen den Schaltungsträgern (1a, 1b) ist ein Distanzstück (9) aus einem nichtleitenden Material angeordnet, welches durch seine Form den Schaltungsträgern (1a, 1b) ihren genauen Abstand und ihre lagerichtige Position zueinander vorgibt. Das Distanzstück (9) weist angeformte Kontaktführungsdome (11) mit Durchbrüchen (12a) auf, durch die die Einpreßstifte (5) hindurch geführt sind. Das Distanzstück (9) dient damit auch zur positionsgenauen Halterung der Einpreßstifte (5).
Vorteilhafterweise kann das Distanzstück (9) darüber hinaus als Montagehilfe dienen, insbesondere wenn, wie in der Figur dargestellt, sich die Durchbrüche (12a) der Kontaktführungsdome (11) in Richtung auf den zweiten Schaltungsträger (1b) konisch verjüngen. Die trichterförmigen Durchbrüche (12a) wirken beim Aufsetzen des Distanzstücks (9) auf den ersten Schaltungsträger (1a) praktisch als Einfädelhilfe für die bereits in den ersten Schaltungsträger (1a) eingesetzten Einpreßstifte (5), deren Ausrichtung senkrecht zum ersten Schaltungsträger (1a) zunächst noch mit relativ großen Toleranzen behaftet ist.
Nach dem Aufsetzen des Distanzstücks (9) sind die Einpreßstifte (5) in den Durchbrüchen des Distanzstücks (9) genau zentriert und senkrecht zum ersten Schaltungsträger (1a) ausgerichtet. Hierdurch treffen bei der Montage des zweiten Schaltungsträgers (1b) dessen Ausnehmungen genau auf die freistehenden Einpreßzonen (7b) der Einpreßstifte (5). Durch die Höhe der Kontaktführungsdome ist zudem die genaue Einpreßtiefe der Einpreßzone (7b) in die Ausnehmungen des zweiten Schaltungsträgers (1b) definiert.
An das Distanzstück (9) sind Zentrierdome (15) angeformt, die die Endabschnitte der Einpreßstifte (5) noch überragen. Hierdurch ist es möglich die Schaltungsträger (1a, 1b) anhand der Zentrierdome (15) zunächst relativ zum Distanzstück (9) auszurichten, wodurch die Schaltungsträger (1a, 1b) gleichzeitig lagegenau zu den Kontaktführungsdomen (11) und damit auch zu den Einpreßzonen (7a, 7b) der Einpreßstifte (5) ausgerichtet sind. Darüber hinaus greifen nach der Montage des Gehäuses (2) die Zentrierdome (15) in Gehäuseausnehmungen (14) ein und stabilisieren damit die Anordnung der Schaltungsträger (1a, 1b) innerhalb des Gehäuses (2) zusätzlich.
Des Weiteren ist eine Anzahl von Messerkontakten (6a, 6b, 6c) ebenfalls in Einpreßtechnik, also etwa über Federösen, lötfrei mit dem Schaltungsträgern (1a, 1b) verbunden. Vorteilhafterweise sind auch die Messerkontakte (6a, 6b, 6c) in Durchbrüche (12b) des Distanzstücks (9) eingesetzt und durch eine sich verjüngende Form der Durchbrüche (12b) lagefixiert.
Jeweils mehrere Messerkontakte (6a, 6b, 6c) sind derart zueinander angeordnet, daß in ihre Messeraufnahmen (10) eine Stromschiene (3a, 3b) eingefügt werden kann. Die in die Messeraufnahmen (10) eingefügten Stromschienen (3a, 3b) sind durch gestanzte Blechstreifen ausgebildet. Ein jeweils seitlich von den Blechstreifen abstehender Abschnitt durchragt eine Gehäusewand und bildet einstückig mit der jeweiligen Stromschiene (3a, 3b) einen Flachstecker (4a, 4b) als Kontaktelement aus.
In der Figur erkennbar sind, aus unterschiedlichen Perspektiven, zwei von Messerkontakten (6a, 6b) gehaltene Stromschienen (3a, 3b) mit jeweils einem angeformten Flachstecker (4a, 4b).
Die im mittleren Bereich des Gehäuses (2) dargestellte Stromschiene (3a) ist von insgesamt acht Messerkontakten (6a, 6c) gehalten, von denen sieben Messerkontakte (6a) gemeinsam eine sehr niederohmige Verbindung zum zweiten Schaltungsträger (1b) herstellen. Hierdurch wird nicht nur eine sehr stabile mechanische Halterung der Stromschiene (3a) erreicht, sondern überdies eine sehr gute elektrische Verbindung zwischen dem durch die Stromschiene (3a) gebildeten Flachstecker (4a) und dem zweiten Schaltungsträger (1b). Ein weiterer Messerkontakt (6c) stellt darüber hinaus eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Stromschiene (3a) und dem ersten Schaltungsträger (1a) her.
Sollen einem Schaltungsträger hohe Ströme über Einpreßkontakte zugeführt werden, so erweist sich im Allgemeinen die einzelne Einpreßzone als kritisch, da sich hier der stromleitende Querschnitt der Einpreßkontakte stark verringert. Durch die Verbindung einer relativ großflächigen Stromschiene mit federnden Verbindungselementen, hier ausgeführt als Messerkontakte, die den Schaltungsträger über eine Vielzahl von Einpreßzonen kontaktieren, kann insgesamt eine sehr sichere elektrische Verbindung mit einem sehr geringen Übergangswiderstand erreicht werden.
Bezugszeichenliste

1a, 1b: (erster, zweiter) Schaltungsträger
2: Gehäuse
3a, 3b: Stromschiene
4a, 4b: Flachstecker (Kontaktelemente)
5: Einpreßstift(e)
6a, 6b, 6c: Messerkontakte (Verbindungselemente)
7a, 7b: Einpreßzonen
8: Verdickung
9: Distanzstück
10: Messeraufnahmen
11: Kontaktführungsdome
12a, 12b: Durchbrüche
13a, 13b: Endabschnitte
14: Gehäuseausnehmungen
15: Zentrierdome

Claims

Elektrisches Gerät, insbesondere Leistungsverteiler für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schaltungsträger und mit einer Stromschiene, die einstückig mehrere Kontaktelemente (4a, 4b) zur Stromzuführung ausbildet, wobei die Kontaktelemente (4a, 4b) durch die Wand eines Gehäuses (2) hindurchgeführt sind, wobei die Stromschiene (3a, 3b) mit mehreren Schaltungsträgern (1a, 1b) mehrfach oder großflächig elektrisch verbunden ist, wobei die Stromschiene (3a, 3b) von federnden Verbindungselementen (6a, 6b, 6c) gehalten ist, wobei die Verbindungselemente (6a, 6b, 6c) als Messerkontakte ausgebildet sind und die Stromschiene (3a, 3b) in die Aufnahme (10) mehrerer Messerkontaktes (6a, 6b, 6c) eingesetzt ist, deren Aufnahmen fluchtend zueinander angeordnet sind, wobei die Messerkontakte (6a, 6b, 6c) zugleich als Einpreßkontakte ausgebildet sind, wobei zwischen den Schaltungsträgern (1a, 1b) ein Distanzstück (9) aus einem nichtleitenden Material angeordnet ist, und wobei das Distanzstück (9) angeformte Kontaktführungsdome (11) mit Durchbrüchen (12a) aufweist, durch die die Einpreßstifte (5) hindurch geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßzonen der Einpreßkontakte in Ausnehmungen eines Schaltungsträgers (1b) eingesetzt sind, und dass an das Distanzstück (9) Zentrierdome (15) angeformt sind, die die Endabschnitte der Einpreßstifte (5) überragen und die nach der Montage des Gehäuses (2) in Gehäuseausnehmungen (14) eingreifen.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (4a, 4b) durch wenigstens einen Flachstecker ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßkontakte lötfrei mit dem Schaltungsträger (1b) verbunden sind.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (1b) als Leiterplatte, Keramiksubstrat oder als metallenes Stanzgitter ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (3a, 3b) als ein Stanzteil ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (3a, 3b) durch einen im Wesentlichen rechteckförmigen Metallstreifen gebildet ist und daß die Kontaktelemente (4a, 4b) einstückig an eine Längsseite des Metallstreifens angeformt sind.