Поиск по международным и национальным патентным фондам
Некоторое содержание этого приложения в настоящий момент недоступно.
Если эта ситуация сохраняется, свяжитесь с нами по адресуОтзывы и контакты
1. (WO2019048290) CONTACT ELEMENT, PLUG CONNECTION UIT AND CONTROL APPLIANCE
Примечание: Текст, основанный на автоматизированных процессах оптического распознавания знаков. Для юридических целей просьба использовать вариант в формате PDF

Beschreibung

Kontaktelement, Steckeranschlusseinheit und Steuergerät

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Schaltungsträger in einem Steuergerät und einer

Leitung in einem Stecker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Steckeranschlusseinheit mit wenigstens zwei

erfindungsgemäßen Kontaktelementen sowie ein Steuergerät mit einer derartigen Steckeranschlusseinheit.

Ein gattungsgemäßes Kontaktelement ist aus der DE 10 2014 203 248 A1 der Anmelderin bekannt. Das in einem Steuergerät angeordnete Kontaktelement dient als Verbindung zwischen einem Schaltungsträger und einem Stecker, insbesondere einem Kabelbaumstecker, der im Bereich eines

Steckeranschlusskörpers des Steuergeräts mit dem Steuergerät verbindbar ist.

Das bekannte Kontaktelement weist einen ersten Teilabschnitt mit einem

Einpressabschnitt auf, der mit einer Öffnung im Schaltungsträger eine elektrische Kontaktierung ausbildet. Auf der dem ersten Teilabschnitt abgewandten Seite bildet das Kontaktelement einen zweiten Teilabschnitt aus, der mit einem entsprechenden Element des Steckers als Gegenelement verbindbar ist.

In der Praxis sind im Bereich des Steckeranschlusskörpers mehrere Reihen mit jeweils einer Vielzahl derartiger Kontaktelemente vorgesehen, die eine sogenannte„Messerleiste" ausbilden. Zum Einpressen des Einpressabschnitts des Kontaktelements weist dieses in einem relativ geringen Abstand zum

Einpressabschnitt einen oder zwei Einpressschultern auf, die mit einem entsprechenden Werkzeug zusammenwirken, das eine Axialkraft in

Längsrichtung des Einpressabschnitts aufbringt, um das Kontaktelement in die Öffnung des Schaltungsträgers einzudrücken. Aufgrund von Fertigungs- und Montagetoleranzen ist ein derartiger Einpressvorgang umso kritischer, desto geringer der Querschnitt des Kontaktelements zwischen dem Einpressabschnitt und der wenigstens einen Einpressschulter und je größer der axiale Abstand zwischen dem Einpressabschnitt und der wenigstens einen Einspressschulter (Knickfall) ist.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Datenleitungen in Form von Ethernet- Leitungen bekannt, bei denen zwei nebeneinander angeordnete

Kontaktelemente vorgesehen sind, um die Datenleitung beispielsweise mit einem Steuergerät verbinden zu können. Die beiden Kontaktelemente weisen üblicherweise einen normierten bzw. standardisierten Abstand von

beispielsweise ca. 1 ,8mm auf.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Schaltungsträger in einem Steuergerät und einem Stecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es auch bei einem relativ großen axialen Abstand zwischen dem Einpressabschnitt und der wenigstens einen Einpressschulter eine sichere Montage bzw. ein sicheres Einpressen des Kontaktelements ermöglicht. Weiterhin ermöglicht es das erfindungsgemäße Kontaktelement insbesondere zur Ausbildung von

Datenleitungen, bei denen zwei Kontaktelemente zusammenwirken, einen gegenüber den Einpressbereichen verringerten Abstand der zur Kontaktierung der Gegenelemente der Datenleitung dienenden zweiten Teilabschnitte auszubilden.

Erfindungsgemäß ist es hierzu vorgesehen, dass die Längsachsen der beiden Teilabschnitte eines Kontaktelements parallel und mit seitlichen Versatz zueinander angeordnet sind, dass der Querschnitt des ersten Teilabschnitts (der den Einspressabschnitt aufweist) größer ist als der Querschnitt des zweiten Teilabschnitts (der mit einem Gegenelement bzw. einer Leitung des Steckers zusammenwirkt), und dass die wenigstens eine Einpressschulter eine Stirnseite des ersten Teilabschnitts auf der dem Einpressabschnitt abgewandten Seite ausbildet, wobei sich der zweite Teilabschnitt von der Stirnseite des ersten Teilabschnitts erstreckt bzw. von dieser ausgeht. Dadurch, dass der den

Einpressabschnitt aufweisende Teilabschnitt einen größeren Querschnitt hat als der dem Stecker zugewandte zweite Teilabschnitt, wird die Knickneigung des ersten Teilabschnitts verringert bzw. die mechanische Steifigkeit des

Kontaktelements in dem relevanten Bereich erhöht. Weiterhin ermöglicht es der seitliche Versatz der beiden Teilabschnitte in Verbindung mit dem reduzierten Querschnitt des zweiten Teilabschnitts, zwei Kontaktelemente mit ihren beiden zusammenwirkenden zweiten Teilabschnitten derart anzuordnen, dass diese einen gegenüber den ersten Teilabschnitten verringerten Abstand aufweisen, was bei der Verwendung als Teil einer Datenleitung die Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung verringert und somit die

Datenübertragungssicherheit erhöht.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kontaktelements sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Um das Kontaktelement, das vom Kunststoff des Steckeranschlusskörpers bereichsweise umspritzt ist, mechanisch besonders fest mit dem

Steckeranschlusskörper verbinden zu können, ist es vorgesehen, dass der erste Teilabschnitt des Kontaktelements in Längsrichtung betrachtet zwischen dem Einpressabschnitt und der wenigstens einen Einpressschulter wenigstens einen seitlich wegragenden Halteabschnitt aufweist. Da im Einbauzustand des

Kontaktelements dieses somit in dem axialen Bereich zwischen der

Einpressschulter und dem wenigstens einen Halteabschnitt von dem Kunststoff des Steckeranschlusskörpers umgeben ist, wird die Steifigkeit des

Kontaktelements in diesem axialen Teilbereich zusätzlich erhöht bzw. vergrößert.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn wenigstens zwei Halteabschnitte vorgesehen sind, die in einem axialen Abstand in Bezug zur Längsachse des ersten Teilabschnitts des Kontaktelements voneinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch wird zwischen den beiden Halteabschnitten ein Hinterschnitt ausgebildet, der von dem Kunststoff des Steckeranschlusskörpers ausgefüllt werden kann und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen den

Halteabschnitten und dem Kunststoff des Steckeranschlusskörpers ausbildet.

Darüber hinaus ist es in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des

Kontaktelements vorgesehen, dass dieser eine einzige Einpressschulter aufweist, die mit Ausnahme des Bereichs, von dem der zweite Teilabschnitt

ausgeht, die Stirnseite des ersten Teilabschnitts zur Anlage des Einpresswerkzeugs ausbildet.

Um es zu ermöglichen, dass ein derartiges Kontaktelement in einer senkrecht zum Schaltungsträger verlaufenden Richtung von einem mit dem Kontaktelement zusammenwirkenden Gegenelement eines Steckers kontaktiert werden kann, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Kontaktelement eben ausgebildet ist.

Die Erfindung umfasst auch eine Steckeranschlusseinheit mit einem aus

Kunststoff bestehenden Steckeranschlusskörper, der wenigstens zwei soweit beschriebene erfindungsgemäße Kontaktelemente aufweist, wobei der Kunststoff des Steckeranschlusskörpers die Kontaktelemente bereichsweise umgibt. Die Steckeranschlusseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Kunststoff des Streckeranschlusskörpers auf der dem Einpressabschnitt abgewandten Seite zumindest näherungsweise bündig mit der Stirnseite des ersten Teilabschnitts verläuft. Dadurch ist es möglich, beim Einpressen des Kontaktelements in die zugehörige Öffnung im Schaltungsträger ein entsprechendes Werkzeug im Bereich der Einpressschulter des Kontaktelements anzuordnen, das sich gleichzeitig an dem Kunststoff des Steckeranschlusskörpers abstützt. Dies ermöglicht es weiterhin, hinsichtlich der Positionsgenauigkeit des

entsprechenden Einpresswerkzeugs geringere Anforderungen zu stellen und hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Einpresskraft zusätzlich über den Kunststoff des Steckeranschlusskörpers in das Kontaktelement eingebracht werden kann.

Um über den Kunststoff des Steckeranschlusskörpers die entsprechenden Einpresskräfte besonders sicher in das Kontaktelement übertragen zu können, ist das darüber hinaus von Vorteil, wenn der Kunststoff des

Steckeranschlusskörpers den wenigstens einen Halteabschnitt des

Kontaktelements umgibt.

Zur Ausbildung einer Datenleitung, insbesondere einer Ethernet-Leitung, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass zwei Längsachsen zweier benachbarter erster Teilabschnitte zweier Kontaktelemente einen ersten Abstand zueinander aufweisen, der größer ist als ein zweiter Abstand der beiden Längsachsen der zweiten Teilabschnitte.

Um darüber hinaus eine gegenüber der Einkopplung elektromagnetischer Strahlung robuste (Daten-) Leitung zu ermöglichen, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn zusätzlich zu den die Datenleitung ausbildenden beiden

Kontaktelementen wenigstens ein weiteres Kontaktelement zur Ausbildung einer Masseverbindung mit dem Stecker vorgesehen ist. Dadurch wird

steuergeräteseitig eine masseseitige Ankopplung an ein im Stecker

angeordnetes Abschirmgehäuse für die (Daten-) Leitung ermöglicht.

Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zum Schutz der Leitung vor eindringenden Medien bzw. Feuchtigkeit ein Steckerkontaktträger eine Kammer zur Aufnahme eines steckerseitigen Dichtelements aufweist.

Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Steuergerät mit einem Schaltungsträger und einer mit dem Schaltungsträger verbundenen Steckeranschlusseinheit.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.

Diese zeigt in:

Fig. 1 zwei nebeneinander angeordnete Kontaktelemente in perspektivischer Darstellung, die einen Teilbereich einer Ethernet-Verbindung in einem Steuergerät ausbilden,

Fig. 2 ein auf eine Steckeranschlusseinheit aufgesetzter Steckerkontaktträger zur Verwendung mit einem Schaltungsträger in einem Steuergerät in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 ein perspektivischer Längsschnitt durch eine Stecksystem in

vereinfachter Darstellung und

Fig. 4 ein Teilbereich des Stecksystems der Fig. 3 in vergrößerter,

perspektivischer Ansicht.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

In der Fig. 1 sind zwei Kontaktelemente 10 dargestellt, wie sie als Bestandteil einer elektrischen Kontaktierung eines Steuergeräts 100 mit einem Stecker 1000, insbesondere einem Stecker 1000 eines Kabelbaums eines Kraftfahrzeugs, dienen. Die Fig. 3 zeigt hierzu einen Schaltungsträger 2, insbesondere in Form einer Leiterplatte, mit Öffnungen 1. Der Schaltungsträger 2 ist innerhalb eines nicht dargestellten Gehäuses des Steuergeräts 100 angeordnet. Weiterhin ist ein Steckeranschlusskörper 60 dargestellt, der die Kontaktelemente 10 trägt, und der mit dem Stecker 1000 kontaktierbar ist.

Das Kontaktelement 10 ist als Stanzbauteil aus Blech ausgebildet und weist zwei Teilabschnitte 1 1 , 12 auf. Der erste Teilabschnitt 11 , der ebenso wie der zweite Teilabschnitt 12 im Wesentlichen geradlinig bzw. stiftförmig ausgebildet ist, weist einen im Querschnitt vergrößerten Einpressabschnitt 14 auf, der dazu

ausgebildet ist, mit der entsprechenden Öffnung 1 des Schaltungsträgers 2 zusammenzuwirken, indem der Einpressabschnitt 14 in Richtung der

Längsachse 15 des ersten Teilabschnitts 1 1 in die Öffnung 1 eingepresst wird. Der Schaltungsträger 2 weist eine elektronische Schaltung (nicht dargestellt) auf, die beispielsweise über Leiterbahnen elektrisch mit der Öffnung 1 kontaktiert ist. In der Fig. 3 sind der Schaltungsträger 2 und die Kontaktelemente 10 bzw. der Steckeranschlusskörper 60 in nicht gefügtem Zustand dargestellt.

An den Einpressabschnitt 14 schließt sich auf der dem Schaltungsträger 2 bzw. der Öffnung 1 zugewandten Seite ein spitz bzw. in Querschnitt verringerter Einführabschnitt 16 an, um das Einführen des ersten Teilabschnitts 1 1 bzw. des Kontaktelements 10 in die Öffnung 1 des Schaltungsträgers 2 zu erleichtern. Auf der dem Einführabschnitt 16 gegenüberliegenden Seite bildet eine Stirnseite 18 des ersten Teilabschnitts 11 in einem Abstand L zum Einpressabschnitt 14 eine

Einpressschulter 20 aus. Im Bereich der Einpressschulter 20 weist der erste Teilabschnitt 1 1 eine Breite B auf, die größer ist als eine Breite b zwischen der Einpressschulter 20 und dem Einpressabschnitt 14, wobei der Querschnitt des ersten Teilabschnitts 1 1 rechteckförmig ausgebildet ist.

In einem in Bezug zur ersten Längsachse 15 axialen Abstand zur

Einpressschulter 20 befinden sich zwei, senkrecht von der Längsachse 15 wegragende, in Seitenansicht in etwa rechteckförmige Halteabschnitte 21 , 22 auf gegenüberliegenden Seiten. Weiterhin ist knapp unterhalb der Einpressschulter 20 auf der einen Seite ein weiterer Halteabschnitt 23 angeordnet.

Der zweite, im Querschnitt ebenfalls rechteckförmige Teilabschnitt 12 des Kontaktelements 10 schließt sich in axialer Richtung an die Einpressschulter 20 an, wobei er von der Höhe der Einpressschulter 20 vom ersten Teilabschnitt 11 ausgeht. Weiterhin ist der zweite Teilabschnitt 12 in Richtung zum Halteabschnitt

22 verlängert ausgebildet und bildet einen weiteren Halteabschnitt 24 aus.

Zwischen den Halteabschnitten 21 , 22 und 23, 24 ist ein Abstand x ausgebildet.

Der zweite Teilabschnitt 12 dient der Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement des Steckers 1000, wobei der Querschnitt des zweiten

Teilabschnitts 12 geringer ist als der Querschnitt des ersten Teilabschnitts 1 1 in einem mittleren Abschnitt 25 zwischen den Halteabschnitten 21 , 22 und dem Einpressabschnitt 14. Weiterhin ist anhand der Fig. 1 erkennbar, dass zwischen der ersten Längsachse 15 des ersten Teilabschnitts 1 1 und einer zweiten Längsachse 26 des zweiten Teilabschnitts 12 ein Versatz s ausgebildet ist.

Die beiden in der Fig. 1 dargestellten, nebeneinander angeordneten

Kontaktelement 10, die der Ausbildung einer Kontaktierung einer Ethernet-Leitung bzw. Datenleitung 5 dienen, weisen im Bereich der beiden ersten Längsachsen 15 der ersten Teilabschnitte 11 einen Abstand A von etwa 2,54mm auf, wobei der Abstand A auch dem Abstand der Öffnungen 1 in dem

Schaltungsträger 2 entspricht, und wobei der Abstand A einem standardisierten Maß bzw. einem Rastermaß entspricht, wie es üblicherweise bei

Schaltungsträgern 2 bzw. Leiterplatten verwendet wird. Demgegenüber weisen die beiden zweiten Längsachsen 26 im Bereich der zweiten Teilabschnitte 12 beispielsweise einen Abstand a von etwa 1 ,8mm auf, wobei der Abstand a in Abhängigkeit von der Datenleitung 5 gewählt wird, welche diesbezüglich ebenfalls standardisierte Maße bzw. Rastermaße im Bereich der

Kontaktelemente für die Kontaktelement 10 aufweist.

Zum Einpressen eines Kontaktelements 10 wird ein nicht dargestelltes

Einpresswerkzeug in Wirkverbindung mit der Einpressschulter 20 derart gebracht, dass die Einpresskraft in Richtung der ersten Längsachse 15 auf das Kontaktelement 10 übertragen wird.

In der Fig. 2 ist eine aus Kunststoff im Spritzgußverfahren hergestellte

Steckeranschlusseinheit 50 mit einem Steckeranschlusskörper 60 erkennbar, der auf einen Steckerkontaktträger 61 aufgesetzt ist, wobei der

Steckeranschlusskörper 60 mehrere Kontaktelemente 10 bereichsweise umgibt. Anhand der Fig. 2 sind darüber hinaus die Einpressabschnitte 14 erkennbar, die mit den Öffnungen 1 im Schaltungsträger 2 des Steuergeräts 100

zusammenwirken. In der Darstellung der Fig. 2 sind auch sowohl analoge Leitungen 4 des Steckers 1000, als auch eine Datenleitung 5 in Form einer Ethernet-Leitung erkennbar. Die Datenleitung 5 sind ebenso wie der

Stromversorgung dienende Leitungen 6 bereichsweise vom Kunststoff des

Steckerkontaktträger 61 umgeben, wobei ein radial umlaufender Aufnahmeraum 62 ausgebildet ist, in den ein steckerseitiges, in der Fig. 4 erkennbares

Dichtelement 7, 8 der Datenleitung 5 bzw. der Leitung 6 einführbar ist.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 4 ist im Bereich des Steckers 1000 ein der

Abschirmung der Datenleitung 5 dienendes Abschirmgehäuse 66 vorgesehen. Weiterhin ist anhand der Fig. 4 erkennbar, dass der Kunststoff des

Steckeranschlusskörpers 60 den Bereich des Kontaktelements 10 bis in Höhe der Einpressschulter 20 umgibt, d. h., dass das Kontaktelement 10 insbesondere im Bereich zwischen den Halteabschnitten 21 bis 23 und der Einpressschulter 20 formschlüssig von dem Material des Steckeranschlusskörpers 60 umgeben bzw. umspritzt ist.

Das Abschirmgehäuse 66 im Stecker 1000 wirkt durch Anlagekontakt mit einem als weiteres Kontaktelement 68 ausgebildeten Massekontakt zusammen, das bei mit dem Steckeranschlusskörper 60 verbundenem Stecker 1000 in

Anlagekontakt mit dem Abschirmgehäuse 66 angeordnet ist, wobei das weitere Kontaktelement 68, ebenso wie das Kontaktelement 10 als ebenes

Kontaktelement 68 ausgebildet und bereichsweise vom Material des

Steckeranschlusskörpers 60 umspritzt ist. Auch das weitere Kontaktelement 68 weist einen Einpressabschnitt 70 auf, mit dem dieser in eine entsprechende Öffnung 1 des Schaltungsträgers 2 elektrisch kontaktiert ist, wobei diese Öffnung 1 elektrisch auf Massepotential liegt.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 4 sind im Bereich des

Steckeranschlusskörpers 60 bzw. der Steckeranschlusseinheit 50 beispielhaft zwei Reihen 71 , 72 mit nebeneinander angeordneten Kontaktelementen 10 bzw. weiteren Kontaktelementen 68 vorgesehen.

Das soweit beschriebene Kontaktelement 10 sowie das Steuergerät 100 und der Stecker 1000 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweisen.