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1. (WO2019029871) ÉLÉMENT DE CONTACT
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Beschreibung

Titel

Kontaktierelement

Die Erfindung betrifft ein Kontaktierelemente zum Kontaktieren einer Leitung, eine Kontaktierung umfassend ein Kontaktierelement, und eine

elektromagnetische Spule deren Draht durch eine Kontaktierung mit einem Kontaktierelement kontaktiert ist.

Es sind Kontaktierelemente bekannt, die eine Kontaktierung eine Leitung mit einem Draht ermöglichen. Diese Kontaktierelemente sind metallisch und an diese Kontaktierelemente wird die Leitung von oben angeschweißt. Dabei wird die gegenüberliegende Seite des Kontaktierelements an einem Halter einer

Vorrichtung deren Bauteile durch das Kontaktierelemente elektrisch mit der Leitung verbunden werden. Solch ein Kontaktierelement ist nicht geeignet unterschiedlich dicke Leitungen sicher zu kontaktieren.

Die Erfindung gemäß der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass Leitungen mit unterschiedlichen Dicken durch lediglich ein Kontaktierelement mit einer strukturellen Ausführung und Größe kontaktiert werden können. Dazu wird ein Kontaktierelement zum elektrischen Kontaktieren einer Leitung ausgebildet, wobei das Kontaktierelement wenigstens eine Aufnahme aufweist, in die eine Leitung angeordnet wird. Das Kontaktierelement wird an einem Grundkörper befestigt. Der Leiter ist zwischen dem Kontaktierelement und dem Grundkörper eingeklemmt und kontaktiert dabei das Kontaktierelement. Gleichzeitig ist das Kontaktierelement mittels eines Befestigungsmittels in dem Grundkörper verankert.

Die so entstandene Kontaktierung ist geeignet eine elektromagnetische Spule zu kontaktieren. Eine elektromagnetische Spule die aus einem Draht gewickelt ist muss mit weiteren Spulen oder Bauteilen elektrisch verbunden werden. Das Kontaktelement ist wenigstens teilweise metallisch, jedoch vorzugsweise aus einem Blech gestanzt. Diese kontaktierende Verbindung kann sehr vorteilhaft durch das Kontaktierelement erzeugt werden. Solch eine kontaktierte Spule ist insbesondere für eine elektrische Maschine geeignet. Mit dieser Art der

Kontaktierung sind günstige elektrische Maschinen fertigbar.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und den nachfolgenden Abschnitten aufgeführt.

Damit eine vorteilhaft einfache Kontaktierung vonstattengehen kann, weist die Aufnahme eine Schneide auf, die sich beim Kontaktieren in die Leitung schneidet. Damit wird eine Isolationsschicht der Leitung durchgeschnitten, sodass der leitende Teil der Leitung eine elektrische Verbindung mit dem

Kontaktelement erzeugt. Durch das Einschneiden in den leitenden Teil der Leitung entsteht auch ein sicherer elektrischer Kontakt. Das Kontaktierelement ist vorteilhafter Weise härter als der leitende Teil der Leitung. Wenigstens die Schneide kann härter als die Leitung. Ist die Leitung ein Draht aus bspw. einer Kupferlegierung mit einer isolierenden Ummantelung aus Kunststoff, dann schneidet die Schneide durch die Isolierung in den Draht. Die Schneide gräbt sich in den Draht und erzeigt eine vergrößerte Kontaktierfläche.

Die Schneide kann ihre kontaktierende Wirkung besonders vorteilhaft entfalten, wenn sie als abstehende Struktur von der Kontur der Aufnahme und/oder des Befestigungsmittel ausgebildet ist. Die Aufnahme und das Befestigungsmittel weisen Konturabschnitte auf, die Bestandteil der Kontur sind. An diesen

Konturabschnitten ist jeweils wenigstens eine Schneide ausgebildet. Die

Schneide kann sich auch über mehrere Konturabschnitte hin erstrecken. Dabei ist die Schneide insbesondere rechteckig und/oder dreieckförmig geformt. Ist die Schneide an einer Aufnahme und/oder einem Befestigungsmittel in der Weise angeformt, sodass sie von oben auf die Leitung drückt, und die Leitung von unten durch den Grundkörper gegengehalten wird, dann wirkt die Schneide guillotinenartig auf die Leitung, jedoch wird die Leitung nicht durchtrennt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform erhält man, wenn die Aufnahme benachbart zu dem Befestigungsmittel angeformt ist. Dabei ist es vom größten Vorteil wenn die Konturen des Befestigungsmittels und der Aufnahme unmittelbar ineinander übergehen. Dies kann knicklos erfolgen. Ein Teil des

Befestigungsmittels kann ein Bestandteil der Aufnahme sein. Die Schneide welche im Bereich der Aufnahme angeformt ist, kann sich wenigstens über einen Teil der Befestigungsmittel hin erstrecken.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind wenigstens zwei Befestigungsmittel vorgesehen. Die Aufnahme ist dabei zwischen den Befestigungsmitteln angeordnet. Daher gehen die Konturen der wenigstens beiden

Befestigungsmittel in die Kontur der Aufnahme über. Somit ist ein fester Sitz der Leitung gewährleistet.

Das Befestigungsmittel soll in den Grundkörper gefügt werden. Daher ist es besonders einfach das Befestigungsmittel zu fügen, wenn es pinartig ausgeführt ist, sodass es eine fortsatzförmige Struktur aufweist, die eine Oberfläche des Grundkörpers und oder eine Aufnahmetasche des Grundkörpers penetrieren kann.

Damit das Kontaktierelement einen festen Sitz in dem Grundkörper aufweist, kann wenigstens ein Rastelement an dem Kontaktierelement ausgebildet. Das Rastelement ist auf einer Kontur des Kontaktierelements angeordnet. Dabei ragt das Rastelement von der Kontur ab. Es ist vorzugsweise auf einem Abschnitt der äußeren Kontur angeordnet. Das Kontaktierelement umfasst in einer weiteren Ausführungsform eine Basis, an dem das Befestigungsmittel angeformt ist. In der Basis ist die Aufnahme ausgeformt. Das Rastelement kann an der Kontur der Basis und/oder der Kontur des Befestigungsmittels angebracht sein. Dabei kann das Rastelement nach außen gerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Rastelement insbesondere auf einer Seite des Befestigungsmittels in Richtung der Aufnahme gerichtet sein.

Die Leitung ist zwischen der Basis und dem Befestigungsmittel in der Aufnahme bezüglich der Montagerichtung angeordnet.

Das Rastelement ist in einer vorteilhaften Weiterbildung spitzig und insbesondere dreieckförmig. Dadurch wird ein besonders fester Sitz des Kontaktierelements gewährleistet. Es kann auch andere Formen aufweisen. Beispielsweise sind runde oder eckige Rastelemente denkbar.

Eine besonders effektive Kontaktierung erhält man durch Ausbilden eines Federelements innerhalb der Aufnahme. Das Federelement der Art angeordnet, dass die Leitung zwischen dem Federelement und dem Grundkörper zum Liegen kommt. Das Federelement wird durch Aufsetzen des Kontaktierelements auf die Leitung ausgelenkt, und erzeugt somit eine Vorspannung, die die Leitung auf den Grundkörper und/oder in eine Schneide drückt. Es ist vorzugsweise eine

Schneide an dem Federelement ausgebildet. Das Federelement ist in einer besonderen Ausführungsform als von der Kontur innerhalb der Aufnahme abstehende Struktur ausgebildet. Die abstehende Struktur weist ein freies Ende auf. In der Aufnahme ist ein Leerraum vorgesehen, in den das Federelement hinein ausgelenkt werden kann.

Um das Kontaktierelement bestmöglich auf dem Grundkörper zu fixieren, ist eine Tasche in den Grundkörper vorgesehen, in die das gesamte Kontaktierelement und/oder das Befestigungsmittel eingefügt werden kann. Die Tasche weist Seitenwandungen auf, wobei sich vorzugsweise das Rastelement in eine der Wandungen einrastet. Unter einrasten ist an dieser Stelle auch ein Einschnitzen, Eingraben und/oder ein Einklippen zu verstehen.

Grundsätzlich erfolgt die Kontaktierung, in dem man eine Leitung auf dem Grundkörper positioniert und das Kontaktierelement senkrecht zur Oberfläche des Grundkörpers auf die Leitung setzt. So erhält das Kontaktierelement die Möglichkeit die Leitung von oben und/oder von der Seite zu kontaktieren. Das Kontaktierelement weist eine Montagerichtung auf, die vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche des Grundkörpers ist. Dementsprechend sind auch etwaige Taschen mit einer Öffnung an der Oberfläche des Grundkörpers versehen.

Wird nun eine Leitung kontaktiert die dick ist, dann kann das Kontaktierelement nicht so tief in den Grundkörper gefügt werden, wie bei einer Leitung, die relativ dünner ist als diese vorher genannte dicke Leitung. Somit ist der Rand des

Kontaktierelements, der am weitesten entfernt ist von dem Berührpunkt zwischen Leitung und Grundkörper, unterschiedlich weit entfernt für unterschiedliche Leitungsdicken. Dadurch wird ermöglicht lediglich eine Sorte Kontaktierelemente für unterschiedliche Dicken der Leitung zu verwenden.

Insbesondere ist die Kontaktierung vorteilhaft für Anwendungen, die einen Leiterträger mit einer Leitung kontaktieren müssen. Solch ein Leiterträger umfasst eine Leiterbahn, die mit einer Leitung kontaktiert wird. Dazu ist eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktelement und Leiterbahn sowie

Kontaktelement und Leitung mittels der erfindungsgemäßen Kontaktierung herstellbar. Der Leiterträger kann eine Platine mit aufgedruckt Leiterbahn sein oder ein Kunststoffteil mit eingelegten oder umspritzt Leiterbahnen. So ist denkbar, dass das Kunststoffteil eine Verschalteplatte für eine elektrische Maschine darstellt, während die Leiterbahn ein eingelegter Blechstreifen ist. Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 a) und b) ein erfindungsgemäßes Kontaktierelement während einer Montage,

Figur 2 a) und b) das erfindungsgemäße Kontaktierelement für

unterschiedliche Leitungsdicken,

Figur 3 eine erfindungsgemäße Aufnahme mit vorspringenden

Schneiden,

Figur 4 das Kontaktierelement mit Rastelementen innerhalb einer

Tasche eines Grundkörpers,

Figur 5 das Kontaktelement mit einem Federelement innerhalb der

Aufnahme,

Figur 6 das Kontaktierelement mit mehreren nebeneinander

angeordneten Leitungen innerhalb der Aufnahme,

Figur 7 die Befestigungselemente des Kontaktierelements mit

Schneidkeilen.

In Figur 1 ist ein Kontaktierelement 10 gezeigt, dass sich in einem Montageprozess befindet. Das Kontaktierelement 10 wird auf einen Grundkörper 18 montiert. Das Ergebnis des Montageprozesses ist eine Kontaktierung 100, die das Kontaktierelement 10 auf dem Grundkörper 18 umfasst, wobei eine Leitung 12 zwischen dem Kontaktierelement 10 und dem Grundkörper 18 angeordnet ist.

Dabei sind zwei Zustände in der Figur 1 a) und b) gezeigt. In a) ist das

Kontaktierelement 10 noch nicht in dem Grundkörper 18 eingefügt und die Leitung 12 noch nicht kontaktiert. In b) ist die Kontaktierung 100 hergestellt, wobei die Leitung 12 durch das Kontaktierelement 10 kontaktiert ist.

Das Kontaktierelement 10 ist im Wesentlichen aus einem Blech gefertigt. Es ist flach und seine wesentliche Erstreckungsrichtung liegt in der Zeichnungsebenen der aufgeführten Figuren 1-6. Die Richtungsangaben oben, unten, links und rechts sind auf die Leserichtung der Zeichnungen bezogen.

Das Kontaktierelement 10 umfasst zwei Befestigungsmittel 16, die sich fortsatzartig in Montagerichtung 1 erstrecken. Die Montagerichtung 1 ist im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Grundkörpers 18. Die

Befestigungsmittel 16 sind im äußersten Bereich links und rechts am

Kontaktierelemente 10 angeordnet. Die Befestigungsmittel 16 weisen freie Enden auf, die wie in Figur 1 b) durch die Oberfläche des Grundkörpers 18 gestoßen werden, um das gesamte Kontaktierelemente 10 in dem Grundkörper 18 zu befestigen.

Die Befestigungsmittel 16 sind an einer Basis 30 des Kontaktierelements 10 angebracht. Dabei ragen die Befestigungsmittel 16 von der Basis 30 in eine gemeinsame Richtung ab. Die Basis 30 ist bei einem montierten

Kontaktierelemente 10 weiter von der Oberfläche des Grundkörpers bzw. dem Grundkörper 18 entfernt als die Befestigungsmittel 16.

An der Kontur 28 des Kontaktierelements 10 im Bereich der Basis 30 sind zwei Rastelemente 26 angeformt. Die Rastelemente 26 sind links und rechts oberhalb der Befestigungsmittel 16 angeformt. Sie sind dreieckförmig und die Spitze ragt über der Kontur 28 hinaus. Dabei sind die Rastelemente 26 auf gleicher Höhe bezüglich der Länge des Kontaktierelements 10 in Montagerichtung 1.

Zwischen den Befestigungsmittel 16 ist eine Aufnahme 14 ausgeformt. Die Aufnahme 14 weist eine u-förmige Kontur 22 auf. Der Konturabschnitt 22 der Aufnahme 14 geht in den Konturabschnitt 24 des Befestigungsmittels 16 nahtlos über. In die Aufnahme 14 wird die Leitung 12 angeordnet, um kontaktiert zu werden.

An dem Konturabschnitt 22 der Aufnahme 14 ist eine Schneide 20 ausgebildet, die sich beim Montageprozess in Montagerichtung 1 von oben in die Leitung 12 ein schneidet, und diese elektrisch kontaktiert. Die Schneide 20 ist sichelförmig entlang dem Konturabschnitt 22 angeformt.

Insgesamt ist das Kontaktierelement 10 spiegelsymmetrisch bezüglich einer gedachten Linie mittig durch die Aufnahme 14 entlang der Montagerichtung 1.

In Figur 1 a) wird die Leitung 12 ungefähr mittig unterhalb der Aufnahme 14 angeordnet. In Figur 1 b) ist das Kontaktierelemente 10 in dem Grundkörper 18 mit dem Befestigungsmittel 16 eingesteckt, und die Leitung 12 zwischen dem

Konturabschnitt 22 mit der Schneide 20 und dem Grundkörper 18 eingeklemmt. Dabei schneidet sich die Schneide 20 in die Leitung 12.

Die Befestigungsmittel 16 sind unterschiedlich tief in dem Grundkörper 18 für unterschiedlich dicke Leitungen 12 eingesteckt. In Figur 2 a) ist eine dicke Leitung 112 gezeigt. Das Kontaktierelement 10 weist an seiner Basis 30 einen oberen Rand auf, der von der Oberfläche des Grundkörpers 18 am weitesten entfernt ist. Dieser Rand ist im Verhältnis zur Figur 2 b) weiter von der Oberfläche des

Grundkörpers beabstandet. In Figur 2 b) ist eine zu a) relativ dünnere Leitung 113 gezeigt, so dass die Kontur 22 näher an der Oberfläche des Grundkörpers ist. Dieses Prinzip ist für alle vorstehenden nachfolgend beschriebenen

Ausführungsformen gültig.

Um die Schneidwirkung der Schneide 20 zu verstärken, sind vorspringende Schneiden 20 gemäß der Figur 3 an der Kontur 22, 24 angeformt. Die Schneiden 20 sind auf der Innenseite der Aufnahme 14 und der Innenseite der

Befestigungsmittel 16 angeformt. Es ist möglich, die Schneiden 20 im

Wesentlichen eckig auszuführen. Dabei können Sie rechteckig oder dreieckig sein. Es ist auch eine bogenförmige Schneide 20 denkbar. Diese vorspringenden Schneiden 20 erheben sich in den Bereich der Aufnahme 14 von der Kontur 22, 24 ausgehend. Die Schneiden 20 schneiden bei einem Teil der Ausführungsformen guillotinenartig in die Leitung 12.

Es sind zwei Leitungen 12 in der Aufnahme 14 angeordnet, wobei die linke Leitung 12 von oben durch eine Schneide 20 kontaktiert wird, während die rechte Leitung 12 durch eine seitliche Schneide 20 kontaktiert wird. Es kann lediglich nur eine Kontaktierweise zwei oder mehr oder lediglich eine Leitung 12 oder beide vorstehend beschriebenen Kontaktierweisen gleichzeitig für jeweils eine Leitung 12 oder jeweils eine der Kontaktierweise für jeweils eine Leitung 12 verwendet werden. In Figur 4 ist eine Vielzahl von Rastelementen 26 ausgebildet. Es kann ein oder mehrere bzw. können alle diese Rastelemente 26 zur Anwendung kommen. Das Kontaktierelement 10 ist in einer Tasche 117, 116 angeordnet. Das jeweilige Rastelement 26 rastet in irgendeiner Weise in die Wandung 115 der Tasche 117,

116 ein. Es kann sich einschneiden, einklippen, einrasten, einklemmen oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig einfügen. Es sind Rastelemente 26 links und rechts an der Basis 30 des Kontaktelements 10 angebracht. Die Tasche 117 für den Teil des Kontaktierelements 10, welcher oberhalb des untersten Punktes der Leitung 12 liegt, ist breiter als das Kontaktierelement 10. Die Rastelemente 26, die links und rechts an der Basis 30 sind, rasten in die Wandung 115 dieser Tasche

117 ein. Es sind mehr als nur ein Rastelement 26 auf jeder Seite denkbar. Weitere Rastelemente 26 sind an einem Befestigungmittel 16 angeordnet. Dabei ist an jedem Befestigungsmittel 16 links und rechts ein Rastelement 26 angeordnet. Es sind auch mehrere Rastelemente 26 denkbar. Die Befestigungsmittel 16 weisen eine Unterstruktur auf, die gerade ausgeführt ist. Gerade streifenförmige Streifen sind Teil des Befestigungsmittels 16, wobei die Streifen die freien Enden der Befestigungsmittel 16 bilden. An diesen Streifen sind links und rechts die

Rastelemente 26 ausgebildet. Die Rastelemente 26 können auch an anders geformten Befestigungsmitteln 16 angebracht sein. Sie können auch an den vorherigen beschriebenen einförmig ausgebildeten Rastmittel 26 angebracht sein. Die Befestigungsmittel 16 stecken in Taschen 116, die breiter als diese sind. Die Rastmittel 26 rasten in die Wandungen 115 der Taschen 116 ein.

Die Befestigungsmittel 16 können also entweder in Taschen 116 oder unmittelbar in das volle Material des Grundkörpers 18 gefügt werden. Das Fügen in das volle Material des Grundkörpers 18 kann zum Beispiel durch ein thermisches Verfahren erfolgen. Ebenso ist ein Schweiß oder Lötverfahren denkbar. Im thermischen Verfahren kann mittels Erhitzen des Kontaktierelements 10 dieses in den

Grundkörper 18 geschmolzen werden. Beim Schweißen oder Lötverfahren ist denkbar, dass das Kontaktierelement 10 auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Leiterbahn befestigt wird. Es können auch speziell für die Befestigung vorgesehene metallische Flächen auf der Oberfläche des Grundkörpers 18 vorgesehen werden. Der Grundkörper 18 kann eine Leiterbahne umfassende Platine sein. Es ist auch möglich eine verschalte Platte zu verwenden, die eingelegte Leiterbahnen beinhaltet, und in der beispielsweise Taschen 116, 117 ausgeformt sind. Alternativ kann das Befestigungsmittel 16 ohne erhitzen in die Taschen 116 gefügt werden.

Um die Klemmwirkung des Kontaktierelements 10 zu verbessern, ist ein

Federelement 32 bei einer Ausführungsform innerhalb der Aufnahme 14 vorgesehen. Das Federelement 32 erstreckt sich von einem der Konturabschnitte 22, 24 in den Bereich der Aufnahme 14. Dabei ist das Federelement 32 vorzugsweise freitragend ausgebildet, sodass ein freies Ende des Federelements 32 innerhalb der Aufnahme 14 ist. In dem Beispiel der Figur 5 ist an dem rechten Befestigungsmittel 16 an der innen liegenden Kontur 22, 24 das Federelement 32 angebracht. Es ist bogenförmig nach oben in Richtung der Basis 30 gebogen. Zwischen dem Konturabschnitt 22 und dem Federelement 32 ist ein Leerraum 15 ausgeformt. In den Leerraum 15 wird beim Klemmen der Leitung das

Federelement 32 ausgelenkt. Es bewegt sich hinein und verweilt dort unter Spannung. Die Auslenkrichtung 2 ist im Wesentlichen entgegengesetzt zur Montgerichtung 1. Es sind links und rechts an dem Konturabschnitt 24 der Befestigungsmittel 16 Schneiden 20 angeformt, die sich seitlich in die Leitung 12 einschneiden. Die Schneiden 20 bilden einen Durchgang für die Leitung 20 der schmaler ist als der Bereich mit dem Leerraum 15 und dem Federelement 32. Die Kontur, welche den Bereich mit dem Leerraum 15 und dem Federelement 32 und das Federelement 32 umschließt, ist schneckenförmig ausgebildet. Zwischen der Schneide 20 und dem festen Ende des Federelements 32 ist ein Abstand in Montagerichtung ausgebildet. Es kann auf diesen Abstand verzichtet werden,

sodass die Schneide 20 unmittelbar an dem Federelement 32 endet. Es ist noch denkbar, dass sich die Schneide 20 über das Federelement 32 erstreckt.

In Figur 6 ist ein Kontaktierelemente 10 gezeigt in dessen Aufnahme 14 drei Leitungen 12 nebeneinander angeordnet sind. Die Leitungen 12 werden durch eine gemeinsame Schneide 20 gleichzeitig kontaktiert. Die Schneide 20 ist an dem Kontoabschnitt 22 angeordnet. Die Schneide 20 schneidet von oben in gleichzeitig die drei Leitungen 12 ein. Es können auch mehr als drei Leitungen 12 auf diese Weise kontaktiert werden. Es sind noch lediglich eine oder zwei Leitungen 12 auf diese Weise kontaktierbar.

In Figur 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der wenigstens ein

Befestigungsmittel 16 wenigstens ein Schneidkeil 70 aufweisen kann. In Figur 7 sind zwei Befestigungsmittel 16 mit jeweils einem Schneidkeil 70 gezeigt. Die Schneidkeile 70 können auf den nach innen gerichteten Konturabschnitten 24 angeordnet sein, und vorzugsweise an den distalen Enden der Befestigungsmittel 16 angeordnet sein. In Fügerichtung ist vor dem Schneidkeil 70 ein Spanraum 72 ausgeformt, der sich auszeichnet durch eine konkave Struktur in der Kontur 24, sodass der Keil 70 über dem Spanraum 72 hervorsteht. Der Keil 70 kann gegenüber dem hinter ihm liegenden Konturabschnitt 24 nicht hervorstehen, jedoch gegenüber dem Konturabschnitt vor dem Spanraum 72 nach innen versetzt sein.