DE102016108069A1

DE102016108069A1 - Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement, elektrische Verbindung und Scheibenwischermotor

Info

Publication number: DE102016108069A1
Application number: DE102016108069.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Schäuble; Harald Kapitza; Karl-Heinz Süßer; Siegfried Stefani; Markus Stubbe
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2017-11-02
Also published as: WO2017191046A1; JP2019515458A; JP7051710B2; CN109314332A; US10686271B2; US20190148866A1; EP3453078A1; EP3453078B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement (10; 10a) zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung (1) mit einem Gegenelement (50), wobei das Kontaktelement (10; 10a) wenigstens zwei Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) mit jeweils wenigstens einem Kontaktbereich (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) aufweist, wobei die Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) dazu ausgebildet sind, unter elastischer Vorspannung an dem Gegenelement (50) anzuliegen, und wobei die wenigstens zwei Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) in Bezug zu einer durch zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen (X, Y) aufgespannten Längsebene (25) des Kontaktelements (10; 10a) auf einander zugewandten Seiten der Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenigstens ein dritter Kontaktbereich (23; 23a) vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, unter elastischer Vorspannung an dem Gegenelement (50) anzuliegen, und dass der wenigstens eine dritte Kontaktbereich (23; 23a) in Bezug zu einer Achse (Y) der Längsebene (25) des Kontaktelements (10; 10a) zumindest gegenüber einem der anderen Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b) an einer anderen Position angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Verbindung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Kontaktelements sowie einen Scheibenwischermotor mit einer elektrischen Verbindung.
Ein Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 6,548,934 B1 bekannt. Das bekannte Kontaktelement dient der Ausbildung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Kohleelement eines Kommutators eines Elektromotors und einem platten- bzw. streifenförmigen Gegenelement, das z.B. Bestandteil eines Schaltungsträgers ist. Das bekannte Kontaktelement weist hierzu zwei zungenartige, einstückig durch einen Biegevorgang miteinander verbundene Abschnitte auf, die an einander zugewandten Seiten linienförmige Kontaktbereiche ausbilden, die unter Vorspannung an gegenüberliegenden Seiten des Gegenelements anliegen. Hierzu ist es vorgesehen, das Gegenelement in einen zwischen den beiden Abschnitten ausgebildeten Schlitz einzuschieben, wobei die beiden Abschnitte voneinander weggebogen werden und dadurch unter Vorspannung an dem Gegenelement anliegen.
Wichtig bei dem bekannten Kontaktelement ist es, dass zur Erzielung eines möglichst geringen elektrischen Übergangswiderstands zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement die beiden Kontaktbereiche vollflächig an dem Gegenelement anliegen. Kommt es zu einem Drehen bzw. Verkippen der Bauteile zueinander, beispielsweise aufgrund einer Abweichung der Positionen der Bauteile von Ihrer Soll-Position, so hat dies zur Folge, dass sich der Anlagekontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement verschiebt bzw. verändert. Dies kann soweit führen, dass lediglich noch eine der beiden Kontaktflächen des Kontaktelements in Anlagekontakt zu dem Gegenelement ist. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung reduziert und der elektrische Übergangswiderstand zwischen den Bauteilen vergrößert.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Zuverlässigkeit einer unter Verwendung eines Kontaktelements ausgebildeten elektrischen Verbindung erzielbar ist, auch wenn die Ist-Position zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement von einer Soll-Position abweicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kontaktelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, durch die Ausbildung wenigstens eines dritten Kontaktbereichs am Kontaktelement eine zusätzliche Möglichkeit der Stromführung auszubilden, die es ermöglicht, dass selbst bei einer nicht optimalen Position zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement stets eine hinreichend große Übergangsfläche zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement zur Stromführung vorhanden ist. Insbesondere wird es durch die erfindungsgemäße Anordnung wenigstens eines dritten Kontaktbereichs, bei der dieser in Bezug zu einer der Achsen einer zwischen den beiden Abschnitten des Kontaktelements aufgespannten Längsebene zumindest gegenüber einem der anderen Kontaktbereiche an einer anderen Position angeordnet ist sichergestellt, dass selbst bei dem angesprochenen Tordieren bzw. Kippen des Gegenelements zum Kontaktelement stets wenigstens zwei Kontaktbereiche an gegenüberliegenden Seiten des Gegenelements anliegen und somit zur Stromführung zur Verfügung stehen.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kontaktelements zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenelement sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Um auch bei einem Tordieren bzw. Kippen zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenelement eine Anlage des Kontaktbereichs an dem Gegenelement zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die Abschnitte des Kontaktelements im Bereich der Kontaktbereiche gebogen ausgebildet sind. Dadurch wandert der Anlagebereich zwischen dem Kontaktbereich und dem Gegenelement beim Tordieren bzw. Kippen der Bauteile zueinander entlang der dem Gegenelement zugewandten Seite am Kontaktelement.
Eine ganz besonders sichere bzw. zuverlässige Kontaktierung des Gegenelements durch das Kontaktelement wird ermöglicht, wenn alle Kontaktbereiche des Kontaktelements in Bezug zu der einen Achse an der zwischen den beiden Abschnitten des Kontaktelements aufgespannten Längsebene an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.
Um einerseits die Federvorspannung bzw. die Anlagekraft des an dem Gegenelement anliegenden Abschnitts des Kontaktelements einfach einstellen zu können, und darüber hinaus bei einer vorgegebenen Baugröße des Kontaktelements mehrere, unterschiedlich angeordnete Kontaktbereiche ausbilden zu können, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Abschnitt zur Ausbildung der Kontaktbereiche am Kontaktelement einen Längsschlitz aufweist, und dass beidseitig des Längsschlitzes jeweils ein Kontaktbereich am Kontaktelement ausgebildet ist. Insbesondere in Verbindung mit einem einseitig offenen Längsschlitz wird es dabei in besonders einfacher Art und Weise ermöglicht, die beiden beidseitig des Schlitzes angeordneten Kontaktbereiche an unterschiedlichen Stellen anzuordnen bzw. auszubilden.
Die Erfindung umfasst auch eine elektrische Verbindung zwischen einem soweit beschriebenen Kontaktelement und einem Gegenelement, wobei das Gegenelement platten- bzw. stiftförmig mit rechteckförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Insbesondere ist eine derartige elektrische Verbindung in einem Scheibenwischermotor realisiert, vorzugsweise zwischen einer elektrischen Anschlussleitung des Scheibenwischermotors und einem plattenförmigen Schaltungsträger.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
1 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Verbindung zwischen einem Kontaktelement und einem Gegenelement gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Kontaktelement und das Gegenelement in einer von der Soll-Position abweichenden, geschwenkten Ist-Position zueinander angeordnet sind,
2 eine Seitenansicht der elektrischen Verbindung gemäß 1,
3 eine perspektivische Ansicht auf eine elektrische Verbindung unter Verwendung eines ersten erfindungsgemäßen Kontaktelements,
4 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Verbindung unter Verwendung eines gegenüber 2 abgewandelten Kontaktelements und
5 eine Seitenansicht auf die elektrische Verbindung gemäß 4.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den 1 und 2 ist eine elektrische Verbindung 1 zwischen einem Kontaktelement 2 und einem pin- bzw. stiftförmigen, einen zumindest im Bereich des Kontaktelements 2 rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Gegenelement 50 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Das als Stanz-/Biegeteil ausgebildete Kontaktelement 2 weist einen Verbindungsabschnitt 3 auf, der beispielsweise dem elektrischen Anschluss eines nicht dargestellten Elektromotors dient. Das Gegenelement 50 kann beispielsweise Bestandteil eines Schaltungsträgers oder Ähnliches sein.
Von dem Verbindungsabschnitt 3 ist ein Endbereich rechtwinklig abgebogen, der zwei, in etwa parallel zueinander angeordnete Abschnitte 5, 6 aufweist. In dem einen Abschnitt 5 ist beispielhaft ein Längsschlitz 7 ausgebildet, und die beiden Abschnitte 5, 6 bilden auf einander zugewandten Seiten im Bereich von gebogenen Bereichen der beiden Abschnitte 5, 6 linienförmige Kontaktbereiche 8, 9 aus, die unter elastischer Vorspannung an dem Gegenelement 50 anliegen. Die elastische Vorspannung wird dadurch erzeugt, dass das Gegenelement 50 zwischen die beiden Abschnitte 5, 6 eingeschoben wird.
Wie insbesondere anhand der Darstellung der 2 erkennbar ist, weist das Gegenelement 50 in Bezug zu den beiden Abschnitten 5, 6 aufgrund beispielsweise von Bauteiltoleranzen, Montageungenauigkeiten eine Ist-Position auf, die gegenüber der idealen (Soll-)Position, die durch das gestrichelt dargestellte Gegenelement 50‘ gezeigt ist geschwenkt ist. Diese Abweichung von der Soll-Position bzw. Soll-Lage des Gegenelements 50 bewirkt, dass die beiden Kontaktbereiche 8, 9 am Kontaktelement 2 in Bezug auf eine Y-Achse einer zwischen den beiden Abschnitten 5, 6 verlaufenden Längsebene 4 in einem Zustand, bei dem das Gegenelement 50 mit der Längsebene 4 ausgerichtet ist bzw. parallel zu diesem angeordnet ist, an unterschiedlicher Position angeordnet. sind. So sind die beiden durch den Längsschlitz 7 voneinander getrennten Kontaktbereiche 8 in der Zeichenebene der 2 oberhalb des Kontaktbereichs 9 angeordnet.
Da durch den Winkel des Gegenelements 50 gegenüber seiner Soll-Position (Gegenelement 50‘) gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen dem Gegenelement 50 und dem jeweiligen Kontaktbereich 8, 9 im Sinne eines Abwälzens erfolgt, ist es je nach Schwenkwinkel bzw. Kippwinkel des Gegenelements 50 im Vergleich zur Soll-Position gemäß dem Gegenelement 50‘ möglich, dass die elektrische Verbindung an einem der beiden Kontaktbereiche 8, 9 vermindert bzw. aufgehoben wird.
In der 3 ist ein erstes erfindungsgemäßes Kontaktelement 10 dargestellt. Auch das Kontaktelement 10 ist als Stanz-/Biegeteil aus einem Blechstreifen bzw. Blechteil geformt und weist einen Verbindungsabschnitt 11 auf. Von dem Verbindungsabschnitt 11 gehen zwei Abschnitte 12, 13 ab, die über eine bogenförmigen Verbindungsabschnitt 14 einstückig miteinander verbunden sind. Auf der dem Verbindungsabschnitt 14 abgewandten Seite ist zwischen den beiden Abschnitten 12, 13 ein Einführschlitz 15 für das Gegenelement 50 ausgebildet. Während der eine Abschnitt 12 einen ersten Längsschlitz 16 in Form einer eine geschlossene Kontur aufweisenden Aussparung aufweist, ist am anderen Abschnitt 13 ein zweiter Längsschlitz 17 ausgebildet, der von der dem Verbindungsabschnitt 14 abgewandten Seite des Abschnitts 13 ausgeht und nahe bis an den Verbindungsabschnitt 14 heranreicht.
Der zweite Längsschlitz 17 unterteilt den Abschnitt 13 in zwei Teilbereiche 18, 19, wobei die beiden Teilbereiche 18, 19 in Richtung des zweiten Längsschlitzes 17 betrachtet eine unterschiedliche axiale Länge aufweisen. Jeder der Teilbereiche 18, 19 ist ebenso wie der Abschnitt 12 zungenartig ausgebildet und weist eine gebogene Form auf. Insbesondere bildet der Abschnitt 12 beidseitig des ersten Längsschlitzes 16 einen ersten linienförmigen Kontaktbereich 21 aus, während der Teilbereich 19 des Abschnitts 13 einen zweiten linienförmigen Kontaktbereich 22 und der Teilbereich 18 des Abschnitts 13 einen dritten linienförmigen Kontaktbereich 23 ausbildet. Im Bereich der Kontaktbereiche 21 bis 23 sind die Abschnitte 12, 13 bzw. die Kontaktbereiche 21 bis 23 jeweils vorzugsweise gleichförmig gebogen ausgebildet.
Zwischen den beiden Abschnitten 12, 13 ist das Gegenelement 50 unter Federvorspannung der beiden Abschnitte 12, 13 aufgenommen. Insbesondere ist anhand der 3 auch erkennbar, dass die beiden Kontaktbereiche 21, 22 der beiden Abschnitte 12, 13 in Bezug zur Y-Achse, die in der zwischen den Abschnitten 12, 13 durch die X-Achse und Y-Achse aufgespannten Längsebene 25 verläuft, sich an die gleichen Y-Position befinden. Demgegenüber ist der Kontaktbereich 23 am Abschnitt 13 in Bezug zur Y-Achse oberhalb der beiden Kontaktbereiche 21, 22, d.h. in der dem Verbindungsabschnitt 14 abgewandten Richtung angeordnet. Weiterhin verlaufen die Kontaktbereiche 21 bis 23 senkrecht zur Y-Achse, d.h. in Richtung der X-Achse der Längsebene 25.
In den 4 und 5 ist ein zweites Kontaktelement 10a dargestellt, das sich von dem ersten Kontaktelement 10 dadurch unterscheidet, dass der Abschnitt 13a einen zweiten Längsschlitz 28 aufweist, der in Form eines Durchbruchs ausgebildet ist bzw. eine geschlossene Kontur aufweist. Das durch den Längsschlitz 28 mittig verbleibende Material bildet einen dritten Kontaktbereich 23a aus, der zwischen den beiden zweiten Kontaktbereichen 22a, 22b des Abschnitts 13a angeordnet ist. Die beiden Kontaktbereiche 22a, 22b befinden sich in Bezug zur Y-Achse an derselben Position, während sich der dritte Kontaktbereich 23a im Vergleich dazu in Richtung des Verbindungsabschnitts 14a befindet.
Anhand der 5 ist erkennbar, dass darüber hinaus der Abschnitt 12a derart angeordnet bzw. ausgebildet ist, dass dessen Kontaktbereich 21a in Bezug zur Y-Achse sich etwas oberhalb der beiden zweiten Kontaktbereiche 22a, 22b befindet, während der dritte Kontaktbereich 23a des Abschnitts 13a unterhalb der beiden zweiten Kontaktbereiche 22a, 22b und des ersten Kontaktbereichs 21a angeordnet ist. Somit befinden sich die drei Kontaktbereiche 21a, 22a (22b) und 23a an drei unterschiedlichen Positionen in Bezug zur Y-Achse der Längsebene 25.
Das soweit beschriebene Kontaktelement 10, 10a kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Verbindung
2: Kontaktelement
3: Verbindungsabschnitt
4: Längsebene
5: Abschnitt
6: Abschnitt
7: Längsschlitz
8: Kontaktbereich
9: Kontaktbereich
10/a: Kontaktelement
11: Verbindungsabschnitt
12/a: Abschnitt
13/a: Abschnitt
14: Verbindungsabschnitt
15: Einführschlitz
16: Längsschlitz
17: Längsschlitz
18: Teilbereich
19: Teilbereich
21/a: erster Kontaktbereich
22/a/b: zweiter Kontaktbereich
23a: dritter Kontaktbereich
25: Längsebene
28: Längsschlitz
50: Gegenelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6548934 B1 [0002]

Claims

Kontaktelement (10; 10a) zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung (1) mit einem Gegenelement (50), wobei das Kontaktelement (10; 10a) wenigstens zwei Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) mit jeweils wenigstens einem Kontaktbereich (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) aufweist, wobei die Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) dazu ausgebildet sind, unter elastischer Vorspannung an dem Gegenelement (50) anzuliegen, und wobei die wenigstens zwei Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) in Bezug zu einer durch zwei senkrecht zueinander angeordneten Achsen (X, Y) aufgespannten Längsebene (25) des Kontaktelements (10; 10a) auf einander zugewandten Seiten der Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein dritter Kontaktbereich (23; 23a) vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, unter elastischer Vorspannung an dem Gegenelement (50) anzuliegen, und dass der wenigstens eine dritte Kontaktbereich (23; 23a) in Bezug zu einer Achse (Y) der Längsebene (25) des Kontaktelements (10; 10a) zumindest gegenüber einem der anderen Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b) an einer anderen Position angeordnet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10; 10a) als Stanz-/Biegeteil ausgebildet ist, und dass die Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) zungenartig ausgebildet sind.
Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (12; 12a, 13; 13a) im Bereich der Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) gebogen ausgebildet sind.
Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) linienförmig ausgebildet sind, wobei die Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) senkrecht zur einen Achse (Y) der Längsebene (25) verlaufen.
Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kontaktbereiche (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23; 23a) in der Achse (Y) der Längsebene (25) an einer anderen Position angeordnet sind.
Kontaktelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (12; 12a, 13; 13a) einen Längsschlitz (16, 17, 28) aufweist, und dass beidseitig des Längsschlitzes (16, 17, 28) jeweils ein Kontaktbereich (21; 21a, 22; 22a, 22b; 23) ausgebildet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass fluchtend zu dem Längsschlitz (28) ein Kontaktbereich (23a) angeordnet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (17) als einseitig offener Längsschlitz (17) ausgebildet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (16, 28) als eine geschlossene Umfangskontur aufweist.
Elektrische Verbindung (1) zwischen einem Kontaktelement (10; 10a), das nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist und einem Gegenelement (50), wobei das Gegenelement (50) platten- bzw. stiftförmig ausgebildet ist.
Scheibenwischermotor, umfassend eine elektrische Verbindung (1) nach Anspruch 10.
Scheibenwischermotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung (1) zwischen einer elektrischen Anschlussleitung des Scheibenwischermotors und einem plattenförmigen Schaltungsträger ausgebildet ist.