Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung zum Kontaktieren eines Kontaktträgers, insbesondere einer Leiterplatte oder einer PCB-Anwendung, bei der insbesondere hohe Ströme übertragen werden können.

Aus der DE 198 31 672 A1 und der DE 197 26 856 C1 sind Kontakteinpres- selemente bekannt, die aus einem insbesondere verzinnten Stanzbiegeteil, insbesondere aus einer Kupferlegierung bestehen. Die Einpresselemente be- sitzen verschiedene Steckergeometrien bzw. Kontaktgeometrien, um in elektrische Leitverbindung mit Messerkontakten, Kontaktzonen einer Leiterplatte, Kontakten einer Steckverbindung oder der Ader eines Kabels treten zu können. Die Befestigung der Kontakteinpresselemente mit einem Kontaktträger erfolgt durch Einpressen. Bei dem Kontaktträger handelt es sich um eine insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehende Platine, die zumindest einseitig mit einer Kupferbeschichtung kaschiert ist. In den Kontaktträgern werden eine oder mehrere Öffnungen mit einem runden Querschnitt gebohrt. In die Öffnungen werden Kontakthülsen eingebracht. In die Kontakthülsen werden Einpressstifte der Kontakteinpresselemente eingesteckt, wie sie in der DE 198 31 672 A1 beschrieben werden. Durch eine Schlitzung der Einpressstifte in ihrer Erstreckungsrichtung werden zwei parallel zueinander verlaufende Kontaktschenkel gebildet. Letztere werden auseinander gebogen, so dass sich zwei nach außen gewölbte Kontaktschenkel ausbilden. Die gewölbten Kontaktschenkel können elastisch aufeinander zu gebogen werden. Beim Einpressen des Kontaktstiftes in die ihm zugeordnete Kontaktöffnung werden die Kontaktschenkel zusammengedrückt. Sie liegen reibschlüssig elektrisch leitend in Flächenanlage an der Innenwandung der- Hülse, welche im Flächenberührungsbereich Kontaktflächen ausbildet. Eine derartige Einpressverbindung besitzt fertigungstechnische Vorteile, weil es sich um eine lötfreie Verbindung eines Einpresselementes mit einem Kontaktträger handelt. Derartige Einpressverbindungen werden zunehmend auch im Kraftfahrzeugbau und anderen Anwendungen zur Energieübertragung eingesetzt. Dort werden über derartig ausgebildete elektrische Leiteranordnungen hohe Ströme übertragen.

Aus der DE 10 2004 006 575 A1 sind Kontakteinpresselemente bekannt, die in Stanzgitter aus Metall eingepresst werden. Nachteilig ist hier, dass insbesondere bei dünnwandigen Stanzgittern die Kontaktflächen zur Übertragung von hohen Strömen zu gering sind und eine große mechanische Stabilität nicht erreicht wird. Die DE 20 2009 009933 U1 betrifft eine elektrische Leiteranordnung mit einem mindestens eine Kontaktöffnung ausweisenden elektrisch leitenden Kontaktträger und mit einem, einen in der Kontaktöffnung eingepressten Einpressstift ausweisenden Kontakteinpresselement, wobei der Einpressstiftquer zu seiner Längserstreckungsrichtung voneinander weg gewölbte, elastisch aufeinander zu biegbare Kontaktschenkel aufweist, die beim Einpressen des Einpressstiftes in die ihm zugeordnete Kontaktöffnung aufeinander zu gebogen werden und im eingepressten Zustand in kraftschlüssiger elektrisch leitender Flächenanlage an sich gegenüberliegenden Kontaktflächen der Innenwandung der Kontaktöffnung anliegen.

Es besteht allerdings ein Bedarf danach, verbesserte und flexiblere Lösungen für insbesondere die Übertragung hoher Ströme bereit zu stellen, die einerseits mehrere Anschlussmöglichkeiten verschiedener Leiter und Kontaktgeometrien zu ermöglichen und trotz hohem Temperaturwechsel dauerhaft eine hohe Stromtragfähigkeit bei stabiler mechanischer und elektrischer Kontaktierung gewährleisten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und eine optimierte Kontaktanordnung bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine mehrteilige, spezifisch geformte Kontaktierungsanordnung vorzusehen, so dass einerseits gewisse Designeigenschaften bestimmter Formen und Merkmalen gezielt genutzt werden können und gleichzeitig auch ein modularer Zusammenbau möglich ist, um diverse Kontakte damit verbinden zu können. Erfindungsgemäß ist daher eine mehrteilige Kontaktierungsanordnung vorgesehen, umfassend wenigstens eine oder wenigstens zwei (somit auch drei o- der mehrere) im Wesentlichen flache Kontaktplatten deren Flachseiten Kontaktierungszonen bereit stellen und von dessen einer Seitenkante sich Kontaktelemente zur Kontaktierung von Gegenkontakten, insbesondere eines externen Kontaktträgers, weg erstrecken sowie ein im Wesentlichen U-förmig oder V-förmig gebogener Kontaktkäfig, gebildet aus einem Bodenabschnitt und zwei vom Bodenabschnitt wegragende, sich gegenüberliegende Kontaktarme, wobei der Kontaktkäfig für jede Kontaktplatte jeweils zwei paarweise nebeneinander verlaufende Kontaktrippen unter Ausbildung je eines Einpressspaltes mit sich paarweise gegenüberliegenden Einpresszonen bereit stellt, die jeweils zum Einpressspalt hin orientiert sind, so dass jeweils die Kontaktplatten mit ihren beiden Kontaktierungszonen im (in den jeweiligen Einpressspalt des Kontaktkäfigs eingepressten) Montagezustand zwischen paarweise gegenüberliegende Einpresszonen form- und kraftschlüssig fixiert sind und wobei der Kontaktkäfig am jeweils freien Ende der Kontaktarme eine innenliegende Kontaktzone zur Kontaktierung eines weiteren Kontaktelements besitzt.

Das bedeutet, dass der Kontaktkäfig für jede Kontaktplatte jeweils zwei spezifisch ausgeformte Einpresszonen bereitstellt, die von den paarweise nebeneinander liegenden Kontaktrippen ausgebildet werden, so dass jeweils eine Kontaktplatte in diese Zonen eingepresst werden kann und die Flachseiten der Kontaktplatten dann zwischen den Einpresszonen kontaktierend gehalten werden. Bevorzugt sind hierzu die Kontaktrippen federnd ausgebildet und können elastisch verformt werden, jedenfalls zumindest teilelastisch.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die beiden Kontaktplatten eine zentrale Ausnehmung aufweisen, die sich von der oberen Seitenkante in Richtung zu unteren Seitenkante (diejenige Seitenkante mit den Kontaktelementen) erstreckt und dabei die insbesondere eine zu den beiden genannten Seitenkanten quer verlaufende, innenliegende Seitenkante ein Auflager für den Bodenabschnitt ausbildet. Sobald die Kontaktplatten in die Einpresszonen des Kontaktkäfigs eingepresst sind, liegt dann der Bodenabschnitt auf dem Auflager in der Ausnehmung auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung in der Kontaktplatte als Ausnehmung mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt oder einem etwa T-förmigen oder Hammer-förmigen Querschnitt ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hierzu weiter vorgesehen, dass jeweils ein die beiden paarweise nebeneinander liegenden Kontaktrippen verbindender Verbindungssteg des Bodenabschnitts als Gegenlager auf dem Auflager der jeweiligen Kontaktplatte aufliegt, wenn sich die Kontaktplatte in ihrem montierten Einpresszustand befindet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Kontaktkäfig zwischen den jeweils paarweise nebeneinander angeordneten Kontaktrippen einen zentralen Verbindungssteg besitzt, der sich von dem einen freien Ende des einen Kontaktarms entlang dem Bodenabschnitt zum anderen freien Ende des gegenüberliegenden Kontaktarms erstreckt.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn sich die Kontaktzonen zum Kontaktieren eines Gegenkontaktelements am (oder nahe am) jeweils freien Ende der federnden Kontaktarme gegenüber liegen und jeweils als ein gebogener Steg ausgebildet sind, der (an dessen Scheitellinie) über eine linienförmige Kontaktzone verfügt. Zwischen die beiden Kontaktzonen lässt sich dann ein entsprechend geformtes Kontaktelement einschieben, so dass die beiden Kontaktarme auseinander federn und mit ihrer linienförmige Kontaktzone Federkraft-beauf- schlagt am Gegenkontakt anliegen. Auf diese Weise wird gegenüber einer punktförmigen Anlage eine wesentlich höhere Stromtragfähigkeit erzielt. Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass die an den Kontaktplatten einstückig hervorstehenden Kontaktelemente als Einpresskontakte mit zwei sich gegenüberliegenden, vorzugsweise einsteckseitig verbundenen Federarmen ausgebildet sind. Weiter bevorzugt ist es, dass an jeder Kontaktplatte zwei Kontaktelemente vorgesehen sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Form des Einpressspaltes zwischen den jeweils beiden paarweise nebeneinander angeordnete Kontaktrippen im Bereich der sich gegenüberliegenden Einpresszonen Eieruhr-förmig bzw. in der Mitte tailliert ist, indem die sich gegenüberliegenden Kontaktrippen endseitig zunächst weiter zueinander beabstandet sind, dann bis zum Bereich der Einpresszonen aufeinander zu verlaufen und sich die Spaltbreite dadurch verjüngt und die Kontaktrippen im weiteren Verlauf wieder weiter beabstandet voneinander sind.

Ebenfalls vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die beiden Kontaktarme jeweils über einen gebogenen Übergangsabschnitt mit dem Bodenabschnitt verbunden sind und der Einpressspalt vorzugsweise von den Federarmen bis in den Bodenabschnitt hinein verläuft.

Weiter ist mit Vorteil vorgesehen, dass die beiden Kontaktplatten jeweils außenliegende Schultern mit einer flachen Oberseite aufweisen. Diese können als Auflager oder als Montagelager dienen.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die beiden Kontaktplatten jeweils an der die Kontaktelemente aufweisenden Seitenkante (untere Seitenkante) ein Auflager zum Auflagern auf einem Kontaktträger oder einer Leiterplatte ausbilden, wodurch die Einpresstiefe der Kontaktelemente in die dazu vorgesehenen Kontaktzonen auf dem Kontaktträger oder der Leiterplatte definiert oder begrenzt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Breite des Bodenabschnitts mit der Breite der Kontaktarme im Wesentlichen übereinstimmt, so dass die Hüllkontur des Kontaktkäfigs im Wesentlichen quaderförmig oder zeltförmig ist.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine beispielhafte perspektivische Darstellung der Teile eines Ausführungsbeispiels einer mehrteiligen Kontaktierungsanordnung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Kontaktierungsanordnung gemäß Figur 1 im zusammen montierten Zustand;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Kontaktierungsanordnung gemäß Figur 2 mit einem eingesteckten Gegenkontakt,

Fig. 4 eine beispielhafte perspektivische Darstellung der Teile eines alternativen Ausführungsbeispiels einer mehrteiligen Kontaktierungsanordnung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Kontaktierungsanordnung gemäß Figur 4 im zusammen montierten Zustand;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Kontaktierungsanordnung gemäß Figur 5 mit einem eingesteckten Gegenkontakt und

Fig. 7 eine Ausführung mit lediglich einer Kontaktplatte. Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren 1 bis 7 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinweisen.

In den Figuren 1 und 4 sind beispielhafte perspektivische Darstellungen der Teile zweier Ausführungsbeispiele jeweils einer mehrteiligen Kontaktierungsanordnung 1 gezeigt. Die Kontaktierungsanordnungen 1 umfasst zwei flache Kontaktplatten 10, deren vordere und hintere Stirnseiten 12 jeweils flächige Kontaktierungszonen 14 besitzen.

In den Figuren 2 und 5 sind jeweils perspektivische Darstellungen der Teile der beiden Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 4 im zusammen gebauten Zustand gezeigt.

Von der unteren Seitenkante 11 der beiden Kontaktplatten 10 erstrecken sich Kontaktelemente 12 weg und zwar Einpresskontakte 12 zum Einpressen in leiterplattenseitige Kontaktzonen (allgemein Gegenkontakte). Die Kontaktplatten 10 besitzen jeweils außenliegende Schultern S.

Ferner besitzt die mehrteilige Kontaktierungsanordnung 1 gemäß Figur 1 einen U-förmig gebogener Kontaktkäfig 20 und die Kontaktierungsanordnung 1 gemäß Figur 4 einen V-förmig gebogener Kontaktkäfig 20. Bei dem V-förmig gebogener Kontaktkäfig 20 laufen die Kontaktarme 22a, 22b unter einem schrägen Winkel aufeinander zu und bilden im Vergleich zu dem U-förmig gebogener Kontaktkäfig 20 aus der Figur 1 einen kleineren Kontaktabstand zwischen den Kontaktarme 22a, 22b an dessen endseitiger Kontaktzone aus. Der Kontaktkäfig 20 wird jeweils aus einem Bodenabschnitt 21 und den zwei vom Bodenabschnitt 21 hochstehenden Kontaktarmen 22a, 22b gebildet und wird vorzugsweise als Stanzbiegeteil aus einer Hochleistungs-Kupfer-Legierung gebildet. Die beiden Kontaktplatten 10 können ebenfalls aus diesem Material hergestellt sein. Aufgrund der mehrteiligen Ausführung können diese aber auch aus einem für die Einpresszonen bzw. für die Kontakteigenschaften optimierten Material bestehen, was hohe Festigkeit, gute Relaxation (Warmfestigkeit) und gleichzeitig gute Federeigenschaften bedeutet. Die Breite B des Bodenabschnitts 21 ist mit der Breite B der Kontaktarme 22a, 22b im Wesentlichen identisch.

Der Kontaktkäfig 20 bildet für jede Kontaktplatte 10 jeweils zwei paarweise nebeneinander verlaufende Kontaktrippen 23a, 23b, 24a, 24b aus. Zwischen den zwei jeweils paarweise nebeneinander verlaufenden Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b wird ein Spalt gebildet und zwar ein Einpressspalte 25.

In Bereich eines jeden Kontaktarmes 22a, 22b besitzen die gegenüberliegenden Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b jeweils paarweise gegenüberliegende Einpresszonen 26. Die Einpresszonen 26 besitzen ihre Kontaktierungsflächen an den Seitenflanken der Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b aus und sind sozusagen jeweils zum Einpressspalt 25 hin orientiert.

Sobald die Kontaktplatten 10 in die Einpresspalte 25 zwischen den Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b eingepresst sind, Kontaktieren die Kontaktierungszonen 14 der Kontaktplatten 10 die Einpresszonen 26 der Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b.

Am jeweils freien Ende 27a, 27b der Kontaktarme 22a, 22b befindet sich eine zum jeweils anderen Kontaktarm 22a, 22b zugewandte Kontaktzone 28a, 28b. Dieser Bereich dient der Aufnahme eines Gegenkontaktelements, wie dies beispielhaft in den Figuren 3 und 6 gezeigt ist. Je nach geometrischer Gestaltung der Anstellwinkel der beiden Kontaktarme 22a, 22b ergibt sich ein passender Kontaktaufnahmebereich und lässt sich die Kontaktkraft passend einstellen.

In der Figur 3 ist ein Gegenkontakt 70 gezeigt, der zwischen den Kontaktzone 28a, 28b aufgenommen ist, während in der Figur 6 ein Flachkontakt 70 von oben in den Bereich zwischen den zwischen den Kontaktzonen 28a, 28b aufgenommen ist. Somit können unterschiedliche Kontaktformen und Einsteckrichtungen kontaktiert werden.

Die beiden Kontaktplatten 10 besitzen ferner eine zentrale Ausnehmung 15, die sich von oberen Seitenkante 16 zu der unteren Seitenkante 11 hin erstreckt. Es verbleibt ein quer verlaufender Steg, der an seiner oberen (innenliegenden) Seitenkante 17 ein Auflager für den Bodenabschnitt 21 des Kontaktkäfigs 20 ausbildet. Die Ausnehmung 15 in der Kontaktplatte 10 besitzt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Alternativ könnte aber auch eine T-förmige Ausnehmung vorgesehen sein.

Die beiden paarweise nebeneinander liegenden Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b besitzen einen quer zu dem Verlauf der Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b verlaufenden Verbindungssteg 28 aus. Dieser Verbindungssteg 28 des Kontaktkäfigs 20 dient als Gegenlager auf dem Auflager 17 der jeweiligen Kontaktplatte 10.

Der Kontaktkäfig 20 dieser Ausführungsbeispiele besitzt zwischen den jeweils paarweise nebeneinander angeordneten Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b jeweils einen zentralen Verbindungssteg 29 (Mittelsteg). Dieser Mittelsteg 29 verläuft von dem einen freien Ende 27a des einen Kontaktarms 22a entlang dem Bodenabschnitt 21 zum dem anderen freien Ende 27b des gegenüberliegenden Kontaktarms 22b. Ferner gibt es einen Verbindungssteg zu den unmittelbar benachbarten Kontaktrippen 23b und 24a und zwar im Bereich des Bodenabschnitts 21.

Die Kontaktzonen 28a, 28b, die sich am jeweils freien Ende 27a, 27b der Kontaktarme 22a, 22b gegenüber liegen sind jeweils als ein gebogener Steg ausgebildet, der die Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b jeweils miteinander verbindet. Die Kontaktzonen 28a, 28b bilden aufgrund der Krümmung bzw. Biegung eine linienförmige Kontaktzone im Bereich der Scheitellinie 50 der Biegung aus.

Wie ebenfalls in den Figuren gut zu erkennen, verlaufen die Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b nicht geradlinig parallel. Vielmehr verlaufen diese so, dass die Form des dazwischen gebildeten Einpressspaltes eieruhrförmig ist, indem die sich gegenüberliegenden Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b endseitig zunächst weiter zueinander beabstandet sind (d.h. dort eine größere Spaltbreite besitzen), dann bis zum Bereich der Einpresszonen 26 aufeinander zu verlaufen und sich die Spaltbreite dadurch verjüngt und die Kontaktrippen 23a, 23b bzw. 24a, 24b im weiteren Verlauf wieder weiter beab- standet voneinander sind und in etwa in diesem Abstand um die Biegung

(den Übergangsabschnitt 60) herum bis in den Bodenabschnitt 21 hinein laufen.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.