DE19630424A1 - Hochstromkontakt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochstromkontakt, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, bestehend aus einem Kabelaufnahmeteil, an welchem ein starres, Hochstrom führendes Kabel mechanisch mit einer Kabelführungsschiene verbindbar ist und einem Kontaktbefestigungsteil zur Befestigung an einer auf einem isolierenden Träger angeordneten elektrischen Kontaktstelle, wobei das Kabelaufnahmeteil und das Kontaktbefestigungsteil elektrisch miteinander verbunden sind.

Es sind Hochstromkontakte für viele Anwendungen bekannt, welche ein Hochstrom führendes Kabel mit einer Leiterplatte verbinden.

Der Hochstromkontakt ist dabei ein starres Metallteil, an dessen einem Ende das Hochstromkabel über eine Nietverbindung mit einer Kabelführungs­ schiene verbunden ist, welche die Lage des Kabels fixiert. Am anderen Ende ist der Hochstromkontakt mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte verlötet. Die mechanische Stabilisierung des Kabels als auch die Stromübertragung erfolgt dabei über dieses starre Metallteil.

Insbesondere bei der Anwendung in Kraftfahrzeugen werden im Fahrbetrieb die Vibrationen des Fahrzeuges auf den Kontakt übertragen. Da am Kabel aufgrund seines Querschnitts starke Zugkräfte wirken, wird die Lötstelle zwi­ schen Kontakt und Leitbahn mechanisch stark belastet, was zum Abriß führen kann. Erhöht wird dieser Effekt dadurch, daß durch die Übertragung des Laststromes das Metall erwärmt wird. Die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit von Metall und Leiterplatte unterstützen dabei die Ablösung des Kontaktes.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Hochstromkontakt an­ zugeben, welcher trotz aufzunehmender Vibrationen eine sichere elektrische Kontaktierung gewährleistetet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektrische Ver­ bindung zwischen Kabelaufnahmeteil und Kontaktbefestigungsteil durch einen flexiblen Leiter erfolgt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Stromübertragung zuverlässig über den flexiblen Leiter erfolgt. Ein solcher Kontakt ist gegenüber Vibrationen unempfindlich und gewährleistet auch bei großem Kabelquerschnitt eine kräftefreie Stromübertragung. Insbesondere dann, wenn die Länge des Leiters größer ist als der zu überbrückende Abstand zwischen Kabelaufnahme und Kontaktbefestigungsteil, ist eine Anpassung an den vorhandenen Bauraum und die problemlose Aufnahme der auftretende Vibrationen möglich.

Da das Leitermaterial annähernd dieselbe Wärmeleitfähigkeit wie die Leiter­ bahn der Leiterplatte aufweist, werden die Lötstellen des Kontaktes nicht wärmemäßig belastet.

In einer vorteilhaften Ausführung sind das Kabelaufnahmeteil und das Kon­ taktbefestigungsteil über einen Steg miteinander mechanisch verbunden. Der Steg ist dabei federnd ausgebildet.

Die entlang des Steges wirkenden Längskräfte werden durch die Ausbildung als Knickfeder kompensiert. Dies gilt sowohl für die Zugkräfte des Kabels als auch für Fügekräfte, mittels welchen das Kabel bei der Montage an der Kabel­ fügungsschiene befestigt wird. Es werden somit keine mechanischen Kräfte auf die Kontaktstelle der Leiterbahn übertragen und ein Ablösen des Kontak­ tes wird somit sicher verhindert.

Ein solcher Kontakt eignet sich besonders für ein maschinelles Fügen.

Das Kabelaufnahmeteil, das Kontaktbefestigungsteil und der Steg sind in einer einfachen Ausführung einstückig als Stanz-Biege-Teil ausgebildet.

Vorteilhafterweise sind das Kabelaufnahmeteil und die Kabelführungsschiene über eine Schraubverbindung miteinander verbunden. Der Kontakt kann so fest an der Kabelführungsschiene angebracht werden, ohne daß befürchtet werden muß, daß Drehmomente übertragen werden, die die Kontaktstelle belasten.

Die auf die übertragenen hohen Stromstärken zurückzuführende Erwärmung der Schraubverbindung wirkt sich ebenfalls nicht nachteilig auf die Kontakt­ stelle aus.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eines davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 Hochstromkontakt gemäß Stand der Technik

Fig. 2 prinzipieller Aufbau des erfindungsgemäßen einstückigen Hoch­ stromkontaktes

Fig. 3 Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hochstromkontaktes.

In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekenn­ zeichnet.

Aus dem Stand der Technik ist ein Hochstromkontakt bekannt, wie er in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Ein an jedem Ende einfach gekröpftes Metallteil 1 weist ein Kabelaufnahmeteil 2 mit einer Öffnung 3 auf. Ein Hochstrom führendes Kabel 4, das bekanntlicherweise einen großen Leiterquerschnitt hat, ist mittels einer Schraube 5 an einer Kabelführungsschiene 6 befestigt. Die Kabelführungsschiene 6 dient zur Fixierung des Kabels 4 in seiner Lage.

Zur Aufnahme der Schraube 5 besitzt das Kabelaufnahmeteil 2 eine Schraub­ öse 7, die in der Öffnung 3 mit dem Kabelaufnahmeteil 2 vernietet ist. Die Schrauböse 7 wird in eine Öffnung 8 der Kabelführungsschiene 6 eingeführt und auf der entgegengesetzten Seite der Kabelführungsschiene 6 mit einer Metallscheibe 9, vorzugsweise einem Vierkant, arretiert. Dabei ist der Durch­ messer der Metallscheibe größer als der Durchmesser der Öffnung 8 der Kabelführungsschiene 6.

Die Führungsschiene 6 ist so gebaut, daß sie die Öse 7 und die Metallscheibe 9 umschließt, wobei aber immer ein minimaler Abstand als Spiel zu diesen Bauteilen gegeben ist, was deren lockeren Sitz in der Kabelführungsschiene 6 zur Folge hat.

Am entgegensetzten Ende weist der Kontakt ein Kontaktbefestigungsteil 10 auf, das mit einer Leiterplatte 11 verlötet ist.

Bei den in Kraftfahrzeugen existierenden Bedingungen betragen die an dem Kabelaufnahmeteil 2 anliegenden, vom Kabel 4 ausgehenden Hebelkräfte un­ gefähr 1 . . . 4 N. Hinzu kommen noch Schub- und Zugkräfte an der Kontakt­ stelle mit der Leiterplatte 11.

Bei einer Vergrößerung des Übergangswiderstandes um nur 5 mΩ beispiels­ weise durch ein leichtes Anziehen der Schraube oder Schäden der Lötstelle kommt es bei einem Strom von ungefähr 75 A zu einem Verlustleistungs­ umsatz vom 25 W. Bezogen auf eine,Fläche von ca. 10 mm² sorgt dies für eine starke Erhitzung.

Diesen Bedingungen trägt der nachfolgend beschriebene Hochstromkontakt Rechnung.

In Fig. 2 ist ein Stanz-Biege-Teil für den erfindungsgemäßen Hochstromkon­ takt dargestellt. Das Metallteil besteht aus dem Kabelaufnahmeteil 2 mit der Öffnung 3, das um die Biegekante A um vorzugsweise 90° biegbar ist und einen Kontaktbefestigungsteil 10, welcher um die Biegekante B in die ent­ gegengesetzte Richtung ebenfalls biegbar ist. Das Kabelaufnahmeteil 2 und das Kontaktbefestigungsteil 10 sind an den jeweiligen Enden des Metallteiles ausgebildet.

An die Biegekanten A und B schließen sich jeweils Aufnahmeflächen 2a, 10a an, an denen eine flexible Leitung 12 zur Stromübertragung an den Kontaktstellen 2b, 10b angeschweißt ist.

Ein Steg 14 verbindet die Aufnahmeflächen 2a, 10a und somit das Kabel­ aufnahmeteil 2 und das Kontaktbefestigungsteil 10 untereinander. Die Länge der flexiblen Leitung 12 ist dabei größer als die maximale Länge des Stegs 14 im vollständig gestrecktem Zustand.

In dieser Ausgestaltung beträgt die Breite des Stegs 14 dabei maximal ein Viertel der Breite der Kontaktflächen 2a bzw. 10a, wodurch sicher gestellt wird, daß er federnde Eigenschaften aufweist. Vorteilhafterweise ist der Steg 14 seitlich zwischen Kabelaufnahmeteil 2 und Kontaktbefestigungsteil 10 an­ geordnet.

Das Kabelaufnahmeteil 2, die Kontaktflächen 2a, 10a, des Befestigungsteils 10 sowie der Steg 14 sind dabei einstückig einfach als Biegestanzteil herzu­ stellen.

Dadurch daß das Stromübertragungsteil in Form des flexiblen Kabels 12 und der die mechanischen Schwingungen aufnehmende Steg 14 getrennt sind, ist eine sichere Kontaktierung an der Leiterplatte 11 möglich.

Fig. 3 zeigt schematisch das Stanz-Biege-Teil im eingebauten Zustand in Seitenansicht. Auch hier wird, wie bereits bekannt das Hochstromkabel 4 mit einer durch die Öffnung 3 des Kabelaufnahmeteils 2 geführten Schraube 5 an der Kabelführungsschiene 6 mit einer Mutter 16 befestigt. Die Führung der Schraube wird dabei in die Kabelführungsschiene 6 eingearbeitet und die Schraube liegt somit fest an der Kabelführungsschiene 6 an, wodurch eine einfachere Montage möglich ist. Der Steg 14 ist als Knickfeder ausgebildet und nimmt die in Pfeilrichtung wirkenden Längskräfte auf und gleicht sie aus.

Ein Vernieten der Öse nach dem Stand der Technik entfällt und ein maschi­ nelles Fügen ist gewährleistet.

Der Kontakt wird somit direkt an der Führungsschiene 6 befestigt. Die beim Schrauben auftretenden Drehmomente werden nicht übertragen.

Der Fuß 10c des Kontaktbefestigungsteils 10 ist zuverlässig mit der Leiter­ platte 11 verbunden.

Claims (5)

1. Hochstromkontakt, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Kabelaufnahmeteil, an welchem ein starres, Hochstrom führendes Ka­ bel mechanisch mit einer Kabelführungsschiene verbindbar ist und einem Kontaktbefestigungsteil zur Befestigung an einer auf einem isolierenden Träger angeordneten elektrischen Kontaktstelle, wobei das Kabelaufnahmeteil und das Kontaktbefestigungsteil elektrisch miteinander verbunden sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Kabel­ aufnahmeteil (2) und Kontaktbefestigungsteil (10) durch einen flexiblen Leiter (12) erfolgt.

2. Hochstromkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabelaufnahmeteil (2) und das Kontaktbefestigungsteil (10) über einen Steg (14) mechanisch miteinander verbunden sind.

3. Hochstromkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (14) federnd ausgebildet ist.

4. Hochstromkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kabelaufnahmeteil (2), das Kontaktbefesti­ gungsteil (10) und der Steg (14) einstückig als Stanzbiegeteil ausgebildet sind.

5. Hochstromkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kabelaufnahmeteil (2) und die Kabelführungsschiene (6) über eine Schraubverbindung (5, 16) miteinander verbunden sind.