Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung, insbesondere für eine elektrische Erdung einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kontaktsystem mit einer derartigen Kontaktanordnung. Auch von der Erfindung erfasst ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung. Zudem erfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung.

Aus dem Stand der Technik sind Kontaktanordnungen für die elektrische Erdung von Wellen grundsätzlich bekannt. Sie umfassen im Normalfall eine Leiterplatte mit mindestens einer Leiterbahn, die beispielsweise Kupfer aufweist oder aus Kupfer gebildet ist und an der mindestens eine elektrische Kontaktierung ausgebildet ist. Ferner umfassen bekannte Kontaktanordnungen ein Kontaktelement mit mindestens einem, im Regelfall zwei von der Leiterplatte abragenden Schenkeln. Das Kontaktelement ist mit der elektrischen Kontaktierung verbunden, sodass ein elektrisch leitender Kontakt hergestellt ist.

Im Gebrauch der bekannten Kontaktanordnungen ist eine Welle oder ein auf einer Welle angeordneter Schleifring, beispielsweise eine Welle eines Generators oder eine Antrieb swelle eines Motors oder eine sonstige Welle beweglich zwischen den beiden Schenkeln gelagert, sodass zumindest ein Ab schnitt jedes Schenkels in Berührung mit der Welle tritt. Diese Berührung erfolgt zumei st über an dem j eweiligen Schenkelende angeordnete Kohlebürsten oder sonstige Schleifkontakte.

Dadurch, dass die Schenkel bzw. die daran angeordneten Kohlebürsten in Kontakt mit der Welle bzw. dem Schleifring sind, kann ein eventuell über die Welle erfolgender elektrischer Energiefluss durch die Schenkel über die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung und letztlich über mindestens eine Leiterbahn der Leiterplatte abfließen. An der Leiterplatte ist im Regelfall ein weiterer elektrischer und/oder mechani scher Kontakt vorgesehen, über den die Leiterplatte mit einem Kabel und/oder einem Erdungskabel verbunden ist. Über dieses kann letztlich die elektrische Energie abfließen, sodass die Welle geerdet ist oder ein elektrischer Kontakt über den Schleifring ausgebildet ist.

Im Stand der Technik wird die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte durch Löten und/oder durch gegeneinander Verschrauben hergestellt. In Vorbereitung auf das Verlöten und/oder Verschrauben wird zumeist die elektrische Kontaktierung der Leiterplatte, die bei spielsweise durch einen Ab schnitt der Leiterbahn repräsentiert ist, durch Ätzen oder sonstiges Abtragen von einer darüber liegenden Kunststoffschicht befreit, sodass die elektrische Kontaktierung freigelegt ist.

Bei den bekannten Verbindungsarten kommt es j edoch immer wieder zu funktionstechnischen und/oder herstellungsseitigen Problemen. So kann es beim Verlöten beispielsweise dazu kommen, dass Lufteinschlüsse, die auch als Lunker bezeichnet werden, in dem ausgehärteten Lot auftreten, durch die zum einen die Haltbarkeit und/oder Qualität der Lötverbindung negativ beeinflusst ist, j edoch vor allem die elektrische Leitfähigkeit beträchtlich verringert ist, sodass eine Sicherheit einer elektrischen Kontaktierung nicht mehr ausreichend gewährleistet ist. Zudem ist ein derartiges Verlöten zumeist händisch durchzuführen und eignet sich nicht für eine automatisierte Fertigung. Daraus resultieren hohe Kosten für die Fertigung der bekannten Kontaktanordnungen, die nicht zuletzt durch die benötigte händische Arbeitsleistung begründet sind. Ferner kann es insbesondere, wenn mehrere Kontaktelemente auf einer Leiterplatte angeordnet werden sollen, beim Verlöten der einzelnen Kontaktelemente mit ihren j eweiligen elektrischen Kontaktierungen dazu kommen, dass Lot zwischen zwei Kontaktelemente gelangt, wodurch ein Kurzschluss hervorgerufen werden kann. Ein weiteres Problem kann durch Rückstände eines für das Löten notwendigen Flussmittels hervorgerufen werden, durch das die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung der Leiterbahn verringert werden kann. Durch einen derartigen Kurzschluss kann eine sichere Erdung nicht mehr gewährleitet werden. Ein Verschrauben von Kontaktelementen mit ihren j eweiligen elektrischen Kontaktierungen ist zwar gegenüber einem reinen Verlöten von Vorteil, da die mit Lot einhergehenden Nachteile nicht mehr auftreten. Allerdings ist auch das Verschrauben oftmals durch eine manuelle Tätigkeit durchzuführen und bislang nur wenig automatisiert. Zudem besteht beim Verschrauben grundsätzlich die Gefahr, eines späteren Lösens der Schraubverbindung. Ein derartiges Lösen hat zur Folge, dass das Kontaktelement nur noch unzureichend oder nicht mehr in elektrischem Kontakt mit der Leiterplatte ist, sodass auch in diesem Fall keine sichere Kontaktierung mehr gewährleistet werden kann. Zudem ist eine Schraubverbindung grundsätzlich wartungsintensiv, da stets in vorbestimmten Zeitintervallen eine Überprüfung der Schraubverbindung zu erfolgen hat.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Probleme und/oder Nachteile, welche mit den bekannten Verbindungsarten Löten und Verschrauben einhergehen, zu vermeiden, und hierzu insbesondere eine weiterentwickelte Kontaktanordnung und/oder ein weiterentwickeltes Kontaktsystem und/oder eine Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Kontaktanordnung vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird durch eine Kontaktanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Kontaktsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Auch wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur H erstellung einer solchen Kontaktanordnung gelöst. Eine weitere bevorzugte Lösung ist durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kontaktanordnung gemäß Anspruch 20 angegeben.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass die zu der Kontaktanordnung gemachten Ausführungen sich in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße Erdungssystem und/oder die Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktanordnung beziehen, ohne für dieses bzw. diese separat genannt zu werden. Es versteht sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von j eweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer j eweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden. Dies betrifft vor allem Merkmale, die im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben werden, sich j edoch in gleicher oder zumindest ähnlicher Art und Weise auf ein Verfahren beziehen können, ohne für dieses separat erwähnt zu werden.

Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung, insbesondere für die Bereitstellung einer elektrischen Kontaktierung einer Welle, beispielsweise einer Antrieb swelle, einer Generatorwelle oder einer sonstigen vorzugsweise metallischen Welle, sowie zumindest einen von der Welle ausge- bildeten oder auf der Welle angeordneten Schleifring, umfasst eine Leiterplatte mit mindestens einer Leiterbahn, an der mindestens eine elektrische Kontaktierung ausgebildet ist und ein Kontaktelement, das mindestens einen von der Leiterplatte abragenden Schenkel umfasst. Die Kontaktanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung mindestens durch Laserschweißen, insbesondere durch Laserpunktschweißen verbunden ist. Das Kontaktelement ist mit der elektrischen Kontaktierung vorzugsweise unverlierbar verbunden. Durch die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere neuartige Verbindungstechnik des Laserschweißens zur Verbindung des Kontaktelements mit der elektrischen Kontaktierung der Leiterbahn ist eine Übertragungsverbindung zur Übertragung elektrischer Energie bereitgestellt. Durch das Verschweißen des Kontaktelements mit der elektrischen Kontaktierung mittels eines Lasers ist es möglich, dass ein elektrischer Stromfluss über die mindestens eine Schweißstelle übertragen werden kann, sodass das Kontaktelement und die elektrische Kontaktierung sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden sind.

Durch die Laserschweißverbindung i st es erfindungsgemäß möglich, den Fertigungsprozess zur Herstellung der Kontaktanordnung vorzugsweise vollständig zu automatisieren. Durch eine derartige, insbesondere vollautomatisierte Verbindungstechnik mittels Laserschweißen ist es z.B . möglich, eine insbesondere gleichbleibende sowie gegenüber einer Lötverbindung hohe Verbindungsqualität zu erreichen. Es kann also erfindungsgemäß ein hoher Automatisierungsgrad erreicht werden. Dadurch kann auch ein Ausschuss bei der Fertigung der Kontaktanordnungen gegenüber dem Stand der Technik verringert werden. So ist bei spielsweise gegenüber dem Stand der Technik kein manuelles Verlöten und/oder Verschrauben mehr notwendig, um das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung elektrisch und mechanisch zu verbinden. Strukturell kann durch das Verbinden mittels Laserschweißens eine insbesondere feste und/oder unverlierbare mechanische und elektri sche Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontak- tierung der Leiterplatte erreicht werden. Die Laserschweißverbindung weist gegenüber einer Lötverbindung vorzugsweise ein homogenes Erscheinungsbild, beispielsweise betrachtet in einer Röntgenaufnahme, auf. Dieses Erscheinungsbild ist durch den mit dem Laser hervorgerufenen Energieeintrag in das zu verschweißende Material zu begründen, durch den dieses an der Schweißstelle vorzugsweise lokal begrenzt aufgeschmolzen wird, sodass sich die beiden zu verschweißenden Bauteile, hier das Kontaktelement und die elektrische Kontaktierung miteinander integral verbinden. Somit bildet die Laserschweißverbindung eine unmittelbare Verbindung zwi schen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung aus. Demgegenüber wird beim Löten ein Lotmaterial, beispielsweise ein Lötzinn, als Fremdmaterial zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen eingebracht und haftet an dem j eweiligen Bauteil lediglich an einer Grenzschicht (insbesondere durch Grenzschichtdiffusion des Lotes), sodass hierdurch eine lediglich mittelbare Verbindung zwi schen den Bauteilen erreicht werden kann. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Laserschweißverbindung über die komplette Lebensdauer der Baugruppe, umfassend die Leiterplatte und das mindestens eine Kontaktelement, eine insbesondere qualitativ gleichbleibende bzw. konstante Stromübertragung. Ferner ist das Verfahren zur Herstellung der Kontaktanordnung aufgrund des verwendeten Laserschweißers sehr schnell und daher sehr kostengünstig, da der Laser gezielt mindestens einen Schweißpunkt und/oder mindestens eine Schweißnaht zur Verbindung des Kontaktelements und der elektrischen Kontaktierung erzeugen kann. Erfindungsgemäß ist eine Leiterplatte, die auch als Leiterkarte, Platine, gedruckte Schaltung, oder in Englisch als printed circuit board (PCB) bezeichnet wird, ein Träger für elektronische Bauteile, beispielsweise das mindestens eine Kontaktelement. Die Leiterplatte dient vorzugsweise der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Bevorzugt umfasst die Leiterplatte ein elektrisch isolierendes Material mit daran haftenden und/oder angeordneten leitenden Verbindungen, insbesondere der mindestens einen Leiterbahn. Als elektrisch isolierendes Material dient beispielsweise ein vorzugsweise faserverstärkter Kunststoff. Die mindestens eine Leiterbahn ist zumeist aus einer dünnen Schicht Kupfer ausgebildet, insbesondere in das umliegende Kunststoffmaterial geätzt. Als Verbindungsplattformen zwischen der mindestens einen Leiterbahn und dem darauf anzuordnenden Bauteil, insbesondere dem Kontaktelement, ist vorzugsweise mindestens eine elektrische und auch mechanische Kontaktierung an der mindestens einen Leiterbahn vorgesehen, die auch als footprint bezeichnet wird. Die elektrische Kontaktierung dient vorzugsweise auch der mechanischen Kontaktierung, sodass das an der Leiterplatte anzuordnende Bauteil an ihr mechanisch gehalten und elektrisch verbunden ist. Zudem dient die Leiterplatte vorzugsweise als Montageplattform, an der beispielsweise Schraublöcher und/oder elektrische und/oder mechanische Schnittstellen angeordnet und/oder ausgebildet sind. Es versteht sich, dass die Leiterplatte mehrere Leiterbahnen und/oder mehrere elektrische Kontaktierungen, auch pro Leiterbahn, umfassen kann. Die Kontaktanordnung ist insbesondere eine Wellenkontaktanordnung, insbesondere eine federnde Wellenkontaktanordnung.

In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Leiterbahn und/oder die elektrische Kontaktierung und/oder das Kontaktelement Kupfer aufweist, insbesondere aus Kupfer hergestellt. Die mindestens eine elektrische Kontaktierung ist vorzugsweise ein Bestandteil der mindestens einen Leiterbahn und kann beispielsweise ein insbesondere nicht von einem isolierenden Kunststoff überdeckter Ab schnitt der Leiterbahn sein. Auch kann die mindestens eine elektrische Kontaktierung grundsätzlich an der Leiterbahn als materialverstärkter Bereich ausgebildet und/oder vorgesehen sein und muss insbesondere nicht zwingend eine Materialdicke der übrigen mindestens einen Leiterbahn aufweisen. Eine Materialdicke und/oder Materialstärke der mindestens einen elektrischen Kontaktierung kann also von der der übrigen Leiterbahn grundsätzlich abweichen. Besonders bevorzugt ist/sind die mindestens eine Leiterbahn und/oder die elektrische Kontaktierung und/oder das Kontaktelement aus Kupfer ausgebildet oder weist zumindest anteilig Kupfer auf. Dies ist von Vorteil, da Kupfer eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit (vorzugsweise 5,8 x 10 ⁷ S/m) besitzt.

In einer Ausführungsform ist die Verbindung, insbesondere die Laserschweißverbindung zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung frei von einem Lot und/oder einem Lotflussmittel und/oder einem Kleber. Durch diese Ausführungsform ist angegeben, dass im Gegensatz zum Stand der Technik bei der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik kein Lot und/oder Flussmittel und/oder Kleber verwendet wird. Vielmehr werden das Kontaktelement und die elektrische Kontaktierung stoffschlüssig, insbesondere integral durch den durch den Laser bedingten Energie- insbesondere Wärmeeintrag miteinander verbunden, ohne dass ein zusätzliches Hilfsmaterial für die Verbindung notwendig ist.

In einer Ausführungsform steht das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung durch das Laserschweißen, insbesondere das Laserpunktschweißen mindestens punkt- oder linienweise, insbesondere über eine Schweißnaht elektrisch und mechanische in Verbindung. Über den mindestens einen Schweißpunkt und/oder die mindestens eine Schweißnaht erfolgt später auch ein Stromabfluss von der Welle, um diese durch die Kontaktanordnung zu erden. Grundsätzlich sind durch den Laser auch andere Verbindungsmuster zur Herstellung von elektrischen und mechanischen Verbindungsstellen möglich.

In einer Ausführungsform ist der mindestens eine von der Leiterplatte abragende Schenkel federnd ausgebildet. Eine derartige Federung durch den Schenkel ist vorteilhaft, wenn die Kontaktanordnung in ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch zur Erdung bzw. Kontaktierung einer Welle oder zumindest eines Schleifrings mit dieser in berührenden Kontakt treten soll . Durch die federnde Ausbildung des mindestens einen Schenkel s ist es dann vorzugsweise möglich, einen insbesondere durch die materialbedingte Federkonstante vorbestimmten Anpressdruck auf die Welle auszuüben, so dass eine möglichst unterbrechungsfreie Berührung der Welle möglich ist. Hierdurch ist die Sicherheit zur Bereitstellung der Erdung der Welle erhöht. Beispielsweise können auch zwei Kontaktelemente mit j e einem Schenkel derart auf der Leiterplatte angeordnet sein, dass sich die Schenkel gegenüberliegen bzw. entgegenblicken. Dadurch i st es möglich, dass die Welle bzw. der Schleifring an zwei Kontaktstellen mit der Kontaktanordnung in elektrisch leitender Verbindung steht. Auch das Vorsehen weiterer Kontaktelemente ist grundsätzlich möglich. Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement aus einem mindestens einfach gebogenen Blechstreifen hergestellt. Durch die Biegung des Blechstreifens kann der abragende Schenkel hergestellt werden. Das Blech ist vorzugsweise ein Kupferblech, aus dem bevorzugt der Blechstreifen ausgestanzt oder von diesem abgetrennt sein kann. Diese Art der Herstellung ist besonders kostengünstig und einfach zu automatisieren.

In einer Ausführungsform ist an einem freistehenden Endbereich des mindestens einen Schenkels ein Wellenkontaktabschnitt angeordnet oder ausgebildet, der vorzugsweise einen Graphitgehalt von mindestens 20 %, bevorzugt bis zu 40 %, bevorzugter bis zu 60 %, besonders bevorzugt bis zu 80 % aufweist.

Dieser Wellenkontaktabschnitt ist beispiel sweise eine Kohlebürste (insbesondere mit einem Graphitanteil kleiner 100%). Der Wellenkontaktabschnitt ist vorzugsweise dazu ausgebildet, mit einer Welle oder einen Schleifring, die bzw. der durch die Kontaktanordnung geerdet bzw. kontaktiert werden soll, in Schleifkontakt zu treten. Besonders bevorzugt ist der Wellenkontaktabschnitt reversibel an dem Endbereich des Schenkel s, insbesondere austauschbar angeordnet. Wenn der Wellenkontaktabschnitt dann durch einen ständigen Schleifkontakt mit der Welle abgenutzt ist, ist es dann nämlich möglich, ihn auszutauschen, sodass die Lebensdauer der Kontaktanordnung verlängert werden kann. Besonders bevorzugt ist eine Federwirkung des Schenkels derart abgestimmt, dass der Wellenkontaktabschnitt keine starke Kontakteinwirkung auf eine Welle hat, wenn diese durch die Kontaktanordnung geerdet bzw. kontaktiert werden soll, um derart eine übermäßige Abnutzung zu verhindern.

Die Kohlebürste kann mit dem freistehenden Endbereich mindestens durch Laserschweißen, insbesondere durch Laserpunktschweißen, vorzugsweise unverlierbar verbunden sein. Bei der Kohlebürste kann es sich dann um eine mehrschichtige, vorzugsweise zweischichtige Kohlebürste handeln. Eine dem freistehenden Endbereich zugewandte Schicht kann dann vollständig oder zumindest überwiegend aus Kupfer ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform ist das Kontaktelement zumindest bereichsweise vollflächig ausgebildet. Beispielsweise kann das Kontaktelement, wie vorstehend erwähnt aus einem Metallblech ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung, in der das Kontaktelement eine oder mehrere Aussparung und/oder Ausstanzungen aufweist, ist grundsätzlich denkbar, um beispielsweise Material und/oder Gewicht und/oder Materialkosten einzusparen.

In einer Ausführungsform ist das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung zusätzlich zu der Laserschweißverbindung durch mindestens eine Schraubverbindung und/oder eine Steckverbindung verbunden. Eine derartige Schraubverbindung kann beispielsweise für eine Vormontage, vor dem Verbinden mittels Laserschweißens vorteilhaft sein, um das Kontaktelement relativ zu der elektrischen Kontaktierung in seiner Position zu fixieren. Auch kann eine Schraubverbindung vorteilhaft sein, um beispielsweise eine Einsteilbarkeit einer Federwirkung des mindestens einen Schenkels, durch ein- und ausschrauben der Schraubverbindung bereitzustellen. Die Steckverbindung kann durch beispielsweise zumindest einen erhabenen Bereich auf der Leiterplatte und/oder der Leiterbahn ausgebildet sein, der in einen übereinstimmend ausgebildete Ausnehmung in dem Kontaktelement eingesetzt ist. So wird auch eine genaue Positionierung des Kontaktelements auf der Leiterplatte ermöglicht.

In einer Ausführungsform weist die mindestens eine Leiterbahn im Bereich der mindestens einen elektrischen Kontaktierung eine Dicke von <400 Mikrometern, bevorzugt < 200 Mikrometern, bevorzugter < 150 Mikrometern, besonders bevorzugt < 70 Mikrometern, auf. Die elektrische Kontaktierung kann grundsätzlich auch eine größere Materialdicke, insbesondere > 400 Mikrometer aufweisen. Diese Materialdicke ist für den Laserschweißprozess bevorzugt, da bei einer geringeren Materialdicke, j e nach Lasertyp und Laserleistung die Gefahr eines Durchbrennens, insbesondere eines Verdampfens besteht, durch das die elektrische Kontaktierung irreversibel zerstört werden würde. Werden Laser mit einer geringeren Leistung gewählt, kann die Materialdicke im Bereich der elektrischen Kontaktierung j edoch grundsätzlich auch dünner, beispielsweise 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 120, 1 10, 100, 90, 80, 70 oder 60 Mikrometer und weniger, gewählt sein. Grundsätzlich kann die mindestens eine Leiterbahn lediglich im Bereich der elektrischen Kontaktierung eine derartige Materialdicke aufweisen und ansonsten beispielsweise eine Materialdicke von 50, 45, 40 oder 35 Mikrometer aufweisen. Die mindestens eine Leiterbahn kann als beispielsweise nur im Bereich der mindestens einen elektrischen Kontaktierung aufgedickt sein. Die mindestens eine Leiterbahn kann also vorzugsweise einen entlang ihrer Längsrichtung betrachtet sich verändernden Materialdickenverlauf aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Kontaktelement zwei sich insbesondere gegenüberliegende, von der Leiterplatte abragende Schenkel. Diese Ausführung des Kontaktelements ist vorteilhaft, da hierdurch eine Kontaktierung einer Welle bzw. eines Schleifrings an zwei sich gegenüberliegenden Punkten möglich ist. Zudem ist die Herstellung eines solchen Kontaktelements einfach, da lediglich zwei Biegestellen eingefügt werden müssen, um die beiden Schenkel zu erzeugen. Das Kontaktelement ist gemäß dieser Ausführung also vorzugsweise zangen- oder pinzettenförmig ausgebildet, insbesondere derart, dass eine Welle zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Schenkeln gelagert und/oder gehalten sein kann. Das Kontaktelement ist also vorzugsweise in einem Querschnitt betrachtet im Wesentlichen U-förmig oder V- förmig geformt. Unter der Formulierung „im Wesentlichen“ ist zu verstehen, dass das Kontaktelement derart geformt, insbesondere gebogen ist, dass seine Form im Querschnitt betrachtet, der eines Us oder eins Vs ähnlich ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform haben die zwei Schenkel j eweils eine federnde Wirkung. Hinsichtlich der Vorteile einer federnden Wirkung wurden vorstehend bereits Ausführungen gemacht, die sich in äquivalenter Art und Weise auch auf ein Kontaktelement mit zwei Schenkeln beziehen. Die federnde Wirkung der Schenkel kann vorzugsweise aufgrund der Art des Material sowie der vorbestimmten Materialdicke vorgegeben sein. Derart ist es vorzugsweise möglich, dass j eder der Schenkel gegenüber einer Welle, die zur Erdung zwischen den Schenkeln angeordnet ist, vorgespannt ist, sodass er in einem vorzugsweise ständigen Kontakt mit der Welle bzw. dem Schleifring ist.

Bevorzugt ist gemäß der Erfindung ein Kontaktsystem, umfassend eine Welle, eine Kontaktanordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung und eine Kontaktleitung. Die Leiterplatte weist vorzugsweise einen Anschlussverbindungsab schnitt, insbesondere eine Steckverbindung auf, der innerhalb der Leiterplatte mit der mindestens einen Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist und dazu eingerichtet ist, mit der Kontaktleitung insbesondere elektrisch und mechanisch verbunden zu sein. Der mindestens eine von der Leiterplatte abragende Schenkel ist dazu eingerichtet, mit der Welle, insbesondere einer Rotationswelle oder einem auf der Welle angeordneten Schleifring in elektrisch leitenden Kontakt zu kommen, um derart eine elektrische Energie von der Welle oder den Schleifring über die Laserschweißverbindung zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung sowie die mindestens eine Leiterbahn an die Kontaktleitung abzuführen, so dass die Welle oder der Schleifring elektrisch dadurch kontaktiert ist. Es ist also über den zumindest einen Schenkel ein Stromabfluss von der Welle zu der Kontaktleitung möglich. Hierdurch ist eine Erdung der Welle möglich. Der mindestens eine Schenkel ist vorzugsweise in einem stromübertragenden Kontakt mit der Welle oder dem Schleifring. Die Welle kann sich j edoch vorzugsweise gegenüber dem Kontaktelement zumindest rotatorisch bewegen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Welle an dem mindestens einen Schenkel federnd gelagert ist und sich dennoch vorzugsweise zumindest rotatorisch gegenüber diesem bewegen kann.

Bevorzugt betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktanordnung nach einem Ausführungsbei spiel der Erfindung. Die Vorrichtung umfasst eine Laserschweißeinrichtung, insbesondere eine Laserpunktschweißeinrichtung. Die Laserschweißeinrichtung ist dazu ausgebildet, das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung durch mindestens einen Laserschweißpunkt vorzugswei se unverlierbar, insbesondere elektrisch leitend zu verbinden. Die Laserscheißeinrichtung sendet hierzu vorzugsweise einen hochenergetischen Laserstrahl auf einen zu verschweißenden Bereich des Kontaktelements. Durch den Laserstrahl kommt es zu einem Energieeintrag in das Material des Kontaktelements und der elektrischen Kontaktierung, durch den ein zumindest partieller Materialfluss hervorgerufen wird. Hierdurch werden das Kontaktelement und die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn integral miteinander verbunden, verschmelzen also zumindest an der Eindringstelle des Lasers miteinander. Besonders bevorzugt ist die Laserschweißeinrichtung als Laserschweißroboter, insbesondere als ein Endeffektor eines Roboterarms ausgebildet. Hierdurch kann vorzugsweise ein Standard-Industrieroboter für die Herstellung der Kontaktanordnung genutzt werden, an dessen Endeffektor eine Laserscheißvorrichtung angeordnet ist. Auch ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung angegeben. Ein derartiges Verfahren weist zumindest folgende Schritte auf: Bereitstellen einer Leiterplatte mit mindestens einer Leiterbahn, an der mindestens eine elektrische Kontaktierung ausgebildet ist; Bereitstellen eines Kontaktelements, das mindestens einen von der Leiterplatte abragenden Schenkel umfasst; Positionieren des Kontaktelements relativ zu der elektrischen Kontaktierung, sodass das Kontaktelement zumindest bereichsweise die elektrische Kontaktierung überdeckt, insbesondere berührt; Betätigen einer Laserschweißvorrichtung, derart, dass ein Laserstrahl zumindest auf einen Überdeckungsbereich zwischen dem Kontaktelement und der elektrischen Kontaktierung auftrifft, um zumindest ein Laserschweißpunkt zu erzeugen, durch den das Kontaktelement und die elektrische Kontaktierung zumindest elektrisch leitend verbunden werden. Besonders bevorzugt wird das Kontaktelement mit der elektrischen Kontaktierung auch mechanisch verbunden. Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Anspruch l rückbezogenen Ansprüche.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur einzeln, sondern beliebig miteinander kombiniert werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung; und

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer er- findungsgemäßen Kontaktanordnung. Im Folgenden werden im Wesentlichen gleiche Bezugszeichen für funktionsmäßig gleiche Bauteile bzw. Elemente verwendet.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung 100. Die Kontaktanordnung 100 umfasst eine Leiterplatte 10 mit mindestens einer Leiterbahn 12, an der mindestens eine elektrische Kontaktierung 14 ausgebildet ist (siehe Figur 2). Ferner umfasst die Kontaktanordnung 100 ein Kontaktelement 16, das mindestens einen von der Leiterplatte 10 abragenden Schenkel 18 umfasst. Gemäß der gezeigten Ausführungen umfasst das Kontaktelement 16 zwei sich gegenüberliegende Schenkel 18.

Gemäß Fig. 1 umfasst die Kontaktanordnung 100 beispielhaft vier gleichartig ausgebildete Kontaktelemente 16. Die Kontaktanordnung 100 umfasst ebenfalls beispielhaft vier Leiterbahnen 12. An j eder der Leiterbahnen ist vorliegend eine der elektrischen Kontaktierungen 14 ausgebildet. Jedes der Kontaktelemente 16 ist mit j eweils einer der elektrischen Kontaktierungen 14 elektrisch leitend und mechanisch, insbesondere stoffschlüssig fix verbunden. Die Verbindung ist erfindungsgemäß durch Laserschweißen hergestellt und wird mit der Bezugsziffer 15 (Laserschweißverbindung) bezeichnet. Die Laserschweißverbindung 15 kann beispielswei se ein Laserschweißpunktverbindung und/oder eine Laserschweißnahtverbindung sein. Die Kontaktelemente 16 sind j eweils beabstandet voneinander auf der Leiterplatte 10 angeordnet. Jede der Leiterbahnen 12 verläuft, insbesondere in der Leiterplatte 10 zu einem Anschlussverbindungsab schnitt 20, vorliegend einer Steckverbindung 22. Über den kann die Leiterplatte 10 bzw. die Kontaktanordnung 100 mit einer nicht näher gezeigten Kontaktleitung verbunden sein.

Die Kontaktanordnung 100 ist durch den mindestens einen von der Leiterplatte 10 abragenden Schenkel 18 dazu eingerichtet, mit einer Welle 24 (siehe Fig. 2), insbesondere einer Rotationswelle in elektrisch leitenden Kontakt sein, wenn die Kontaktanordnung 100 gemäß ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch für die elektrische Erdung einer solchen Welle 24 genutzt wird. Durch diesen Kontakt kann eine elektrische Energie, die an der Welle bei spielsweise durch elektrostati sche und/oder elektrodynamische Effekte anfällt, j edoch nicht zu einer Polarisierung bzw. Aufladung der Welle 24 führen soll, von der Welle 24 über das mindestens eine Kontaktelement 16, über die Laserschweißverbindung zwischen dem Kontaktelement 16 und der elektrischen Kontaktierung 14, über die mindestens eine Leiterbahn 12 und über den Anschlussverbindungsabschnitt 20 an die Kontaktleitung abgeführt werden, sodass die Welle 24 geerdet bzw. elektrisch kontaktiert ist.

An einem freistehenden Endbereich des mindestens einen Schenkels 18 ist ein Wellenkontaktabschnitt 26 angeordnet, der vorliegend als Kohlebürste ausgestaltet ist. Der Wellenkontaktabschnitt 26 ist austauschbar an dem Endbereich des j eweiligen Schenkels 18 angeordnet. Der Wellenkontaktabschnitt 26 steht mit der Welle 24 in Berührung, so dass ein elektrischer Stromfluss von der Welle 24 auf den Wellenkontaktabschnitt 26 möglich ist. Der Wellenkontaktabschnitt 26 ist elektri sch leitend an dem Schenkel 18 angeordnet. Der Wellenkontaktabschnitt 26 ist vorzugsweise aus Kohle oder weist einen hohen Graphitgehalt auf. Dies sorgt für eine sehr gute elektrisch leitende Verbindung.

Gemäß Fig. 1 ist das Kontaktelement 16 mit der Leiterplatte 10 zusätzlich zu der Laserschweißverbindung 15 über zwei Schraubverbindungen 28 verbunden. Ebenso sind in der Leiterplatte 10 beispielhaft vier Schraublöcher 30 vorgesehen, durch die die Leiterplatte 10 beispielsweise an einem Montagesockel oder einem sonstigen Bauteil befestigt werden kann, um für eine Erdung bzw. Kontaktierung der Welle 24 zu sorgen.

Die Ausführungsbeispiele sind prinzipiell auf einen auf einer Welle angeordneten Schleifring bzw. eine entsprechende Anzahl Schleifringe ohne Weiteres übertragbar.