DE102006025661B4 - Contact terminal for connecting a stranded conductor to a relatively thin connection pin - Google Patents
Contact terminal for connecting a stranded conductor to a relatively thin connection pin Download PDFInfo
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Abstract
Kontaktklemme (1, 1')
zum elektrischen Verbinden eines Litzenleiters (20) mit einem säulenförmigen, einen vorgegebenen Querschnitt aufweisenden Anschlussstift (32),
bestehend aus einem einstückigen Schnitt- oder Stanzteil aus Metall, das an einem Ende einen Crimpabschnitt mit einer oder mehreren abstehenden Lasche(n) (6, 7) zum Umgreifen wenigstens des Litzenbündels (21) des Litzenleiters (20) aufweist, und
das am anderen Ende einen Kontaktabschnitt aufweist, in der eine allseitig geschlossene Aussparung (4) ausgeschnitten ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Kontaktabschnitt zur Erzeugung einer Lötverbindung (35) mit dem Anschlussstift (32) bestimmt und ausgebildet ist;
– der aus metallischem Material bestehende Anschlussstift (32) einen säulenförmigen, gleichförmigen Querschnitt hat, dessen Querschittsfläche nicht mehr als 2,4 mm2 beträgt;
– die allseitig geschlossene Aussparung (4) eine Größe hat, die einer Fläche kleiner/gleich 4,2 mm2 entspricht; und
– die Kontur des Innenumfangs (5) dieser Aussparung (4) an den Querschnitt des Anschlussstiftes (32) so angepasst...Contact terminal (1, 1 ')
for electrically connecting a stranded conductor (20) to a columnar connecting pin (32) having a predetermined cross section,
consisting of a one-piece cut or stamped metal part having at one end a crimping section with one or more protruding tabs (6, 7) for encompassing at least the strand bundle (21) of the stranded conductor (20), and
which has a contact section at the other end, in which a recess (4) closed on all sides is cut out,
characterized in that
- The contact portion for generating a solder joint (35) with the pin (32) is determined and formed;
- The metallic material of the connecting pin (32) has a columnar, uniform cross-section whose Querschittsfläche is not more than 2.4 mm 2 ;
- The all-sided closed recess (4) has a size corresponding to an area less than or equal to 4.2 mm 2 ; and
- The contour of the inner periphery (5) of this recess (4) to the cross section of the connecting pin (32) adapted so ...
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktklemme zum Anschließen eines Litzenleiters, der typischerweise einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 aufweist an einen relativ dünnen Anschlussstift.The present invention relates to a contact terminal for connecting a stranded conductor, which typically has a conductor cross section of 0.08 to 2.5 mm 2 to a relatively thin pin.
Weiterhin erfasst die vorliegende Erfindung auch diejenige verbundene Anordnung, die erhalten wird, nachdem ein Litzenleiter mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kontaktklemme elektrisch leitend an einen Anschlussstift angeschlossen worden ist, der von einem elektrischen und/oder elektronischen Bauelement oder Gerät absteht.Farther the present invention also covers that connected arrangement, which is obtained after a stranded conductor with the aid of the contact terminal according to the invention electrically connected to a pin is that of an electrical and / or electronic component or device projects.
Auch in diesen Fällen hat der Litzenleiter typischerweise einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 und soll an einen relativ dünnen Anschlussstift angeschlossen werden.Even in these cases, the stranded conductor typically has a conductor cross section of 0.08 to 2.5 mm 2 and should be connected to a relatively thin pin.
Im Rahmen dieser Unterlagen bezeichnet ”relativ dünner Anschlussstift” einen, aus metallischem Material bestehenden, säulenförmigen Anschlussstift, der einen gleichförmigen Querschnitt hat, dessen Querschnittsfläche nicht mehr als 2,4 mm2, insbesondere nicht mehr als 1,8 mm2 beträgt.As used herein, "relatively thin pin" means a columnar pin made of metallic material that has a uniform cross section whose cross sectional area is not more than 2.4 mm 2 , more preferably not more than 1.8 mm 2 .
Die zunehmende Leistungsfähigkeit und der Trend zur Miniaturisierung schaffen immer kleinere elektrische und/oder elektronische Bauelemente, Geräte sowie deren Komponenten, wie beispielsweise Sensoren und dergleichen. Kleinere elektrische und/oder elektronische Bauelemente und Geräte sowie deren Komponenten haben Anschlussstifte mit kleinerem Querschnitt und häufig vermindertem Abstand zwischen gegenpoligen Anschlussstiften. Dieser Trend erfordert angepasste Anschlussmittel, um einen elektrischen Leiter, wie beispielsweise einen Litzenleiter einfach, sicher und dauerhaft mit solchen Anschlussstiften elektrisch leitend zu verbinden.The increasing efficiency and the trend towards miniaturization is creating ever smaller electrical ones and / or electronic components, devices and their components, such as sensors and the like. Smaller electrical and / or electronic components and devices and their components have pins with smaller cross section and often diminished Distance between opposite polarity pins. This trend requires adapted connection means to an electrical conductor, such as a stranded conductor simple, secure and durable with such pins electrically conductive to connect.
Das typische Anschlussverfahren beseht darin, an einem Ende des Kabels bzw. Litzenleiters den isolierenden Kabelmantel zu entfernen, wahlweise die einzelnen Litzen bzw. Filamente miteinander zu verdrillen, das blanke Litzenende zu verzinnen, und das verzinnte Litzenende zu einer Öse zu biegen. Auf diese Weise lassen sich stabile, einen möglichen Transport und der anschließenden Handhabung standhaltende Ösen erzeugen, wenn das Litzenbündel typischerweise einen Leiterquerschnitt größer 2,5 mm2 aufweist, und die von der Öse umgebene Fläche typischerweise wenigstens 6 mm2 oder mehr beträgt. Der vorstehend angesprochene Trend zur Miniaturisierung führt jedoch dazu, dass eine elektrische Verbindung hergestellt werden muss zwischen einem säulenförmigen Anschlussstift, der einen Leiterquerschnitt kleiner/gleich 2,4 mm2 aufweist mit einem Anschlusskabel, dessen Litzenleiter einen Leiterquerschnitt kleiner/gleich 2,5 mm2 insbesondere kleiner/gleich 1,0 mm2 und besonders häufig kleiner/gleich 0,6 mm2 aufweist. Das oben geschilderte, herkömmliche Lötverfahren bereitet hier erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere wenn eine automatisierte Massenfertigung beabsichtigt ist.The typical method of termination involves removing at one end of the cable or stranded conductor the insulating sheath, optionally twisting the individual strands or filaments together, tinning the bare stranded end, and bending the tinned stranded end into an eyelet. In this way it is possible to produce stable loops that will withstand possible transport and subsequent handling when the strand bundle typically has a conductor cross-section greater than 2.5 mm 2 and the area surrounded by the loop is typically at least 6 mm 2 or more. The above-mentioned trend towards miniaturization, however, means that an electrical connection must be made between a columnar pin having a conductor cross section less than or equal to 2.4 mm 2 with a connecting cable whose stranded conductor has a conductor cross section less than or equal to 2.5 mm 2 in particular less than or equal to 1.0 mm 2 and more often less than or equal to 0.6 mm 2 . The above-described conventional soldering method presents considerable difficulties here, especially when automated mass production is intended.
Häufig nimmt der relativ dünne Anschlussstift in der relativ weiten, aus dem verzinnten Kabelende gebildeten Lötöse eine unsymmetrische Anordnung ein und/oder diese Lötöse öffnet sich teilweise; in jedem Fall wird beim Lötvorgang nur ein verminderter Füllgrad des Lötauges mit Lötzinn erhalten. Ein Füllgrad kleiner 70% ist bedenklich, weil die Bruchgefahr (”kalte Lötung”) steigt und die resultierende unregelmäßige Lötperle leicht oxidiert.Frequently takes the relatively thin one Pin in the relatively wide, from the tinned cable end formed Lötöse one unbalanced arrangement and / or this Lötöse opens partially; in each Case becomes during the soldering process only a reduced degree of filling of the soldering eye with solder receive. A degree of filling less than 70% is questionable because the risk of breakage ("cold soldering") increases and the resulting irregular solder bump easily oxidized.
Es ist bekannt, ein elektrisches Kabel über einen Crimpkontakt und einen Lötkontaktabschnitt an eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte bzw.It is known, an electrical cable via a crimp contact and a solder contact portion to a conductor track on a printed circuit board or
Schaltungsplatte
anzuschließen.
Hierzu sind einstückige
Kontaktklemmen aus einem länglichen Schnitt-
oder Stanzteil aus Metall vorgesehen, die an einem Ende einen Crimpabschnitt
mit einer oder mehreren, abstehenden Lasche(n) zum Umgreifen wenigstens
des Litzenbündels
des Litzenleiters aufweisen, und deren anderes Ende als Lötkontaktabschnitt
ausgebildet ist; dieser Lötkontaktabschnitt kann
in eine durchkontaktiere Bohrung einer Leiterplatte eingesetzt und
dort verlötet
werden; vgl. hierzu die Dokumente
Das
Dokument
Beim
Dokument
- – Auftragen einer Lötpaste auf eine Innenoberfläche des Leiter-Halteabschnittes;
- – Auftragen der Lötpaste auch auf die Außenfläche der Leiter;
- – Verbiegen der Klemmarme nach oben und mit ihren Endteilen kurvenförmig nach innen, wodurch zwischen den Leitern Spalte gebildet werden, die mit Lötpaste gefüllt werden;
- – anschließendes Verformen des Leiter-Halteabschnittes durch Zusammendrücken, so dass dieser die Leiter umschließt und ergreift; und
- – anschließendes Schmelzen sowie Erstarren der Lötpaste.
- - Applying a solder paste on an inner surface of the conductor holding portion;
- - Applying the solder paste also on the outer surface of the ladder;
- Bending the clamping arms upwards and with their end parts curved inwards, whereby gaps are formed between the conductors which are filled with soldering paste;
- - then deforming the conductor holding portion by squeezing so that it encloses and grips the conductors; and
- - subsequent melting and solidification of the solder paste.
Der Leiter-Halteabschnitt erstreckt sich weg von einem Kontaktabschnitt. Ausweislich der Zeichnungen ist dieser Kontaktabschnitt als ebene runde Scheibe ausgebildet, in deren Zentrum eine runde Bohrung ausgespart ist. Nach Anspruch 9 hat die Lötpaste einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt. Beispielsweise besteht die Lötpaste aus einer Zinn/Blei-Legierung unter Einschluss eines Fluß- und Lösungsmittels oder aus einer Zinn/Wismut-Legierung unter Einschluss eines Fluß- und Lösungsmittels.Of the Conductor-holding portion extends away from a contact portion. As can be seen from the drawings, this contact section is as flat formed round disc, recessed in the center of a round hole is. According to claim 9, the solder paste a relatively low Melting point. For example, the solder paste is a tin / lead alloy including a solvent and flux or a tin / bismuth alloy including a flux and solvent.
Das
Dokument
Der
Patent Abstract of Japan zur Patent-Veröffentlichung Nr.
Das
Dokument
Das
Dokument
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht weiterhin ein Bedarf nach einer Kontaktklemme, mit der ein, typischerweise einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 aufweisender Litzenleiter einfach, zuverlässig und dauerhaft an einem relativ dünnen Anschlussstift angeschlossen werden kann.Based on this prior art, there remains a need for a contact terminal, with a, typically a conductor cross-section of 0.08 to 2.5 mm 2 having stranded conductor can be easily, reliably and permanently connected to a relatively thin pin.
Davon
ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine Kontaktklemme der gattungsgemäßen Art (vgl. das Dokument
Ausgehend
von einer Kontaktklemme zum elektrischen Verbinden eines Litzenleiters
mit einem säulenförmigen,
einen vorgegebenen Querschnitt aufweisenden Anschlussstift,
bestehend
aus einem einstückigen
Schnitt- oder Stanzteil aus Metall, das an einem Ende einen Crimpabschnitt
mit einer oder mehreren, abstehenden Lasche(n) zum Umgreifen wenigstens
des Litzenbündels
des Litzenleiters aufweist, und
das am anderen Ende einen Kontaktabschnitt
aufweist, in dem eine allseitig geschlossene Aussparung ausgeschnitten
ist, ist die erfindungsgemäße Lösung obiger
Aufgabe,
dadurch gekennzeichnet, dass
- – der Kontaktabschnitt zur Erzeugung einer Lötverbindung mit dem Anschlussstift bestimmt und ausgebildet ist;
- – der aus metallischem Material bestehende Anschlussstift einen säulenförmigen, gleichförmigen Querschnitt hat, dessen Querschnittsfläche nicht mehr als 2,4 mm2 beträgt;
- – die allseitig geschlossene Aussparung eine Größe hat, die einer Fläche kleiner/gleich 4,2 mm2 entspricht; und
- – die Innenumfangskontur dieser Aussparung an den Querschnitt des Anschlussstiftes so angepasst ist, dass der Anschlussstift mit Spiel in das so gebildete Lötauge eingesetzt werden kann.
consisting of a one-piece cut or punched metal part having at one end a crimping section with one or more, protruding tab (s) for encompassing at least the strand bundle of the stranded conductor, and
that has a contact section at the other end, in which a recess closed on all sides is cut out, is the solution according to the invention of the above object,
characterized in that
- - The contact portion for generating a solder joint with the pin is determined and designed;
- - The metallic material of the connecting pin has a columnar, uniform cross-section whose cross-sectional area is not more than 2.4 mm 2 ;
- - The recess closed on all sides has a size corresponding to an area less than or equal to 4.2 mm 2 ; and
- - The inner peripheral contour of this recess is adapted to the cross section of the pin so that the pin can be used with play in the thus formed Lötauge.
Weiter bevorzugt ist eine solche Kontaktklemme, bei welcher die allseitig geschlossene Aussparung im Kontaktabschnitt eine solche Größe hat, die einer Fläche kleiner/gleich 2,8 mm2 entspricht.Further preferred is such a contact terminal, in which the recess closed on all sides in the contact portion has a size corresponding to an area less than or equal to 2.8 mm 2 .
Ein
weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung
einer Kontaktklemme,
die zum elektrischen Verbinden eines Litzenleiters mit
einem Anschlussstift bestimmt ist, und
die aus einem einstückigen Schnitt-
oder Stanzteil aus Metall besteht,
das an einem Ende einen
Crimpabschnitt mit einer oder mehreren abstehenden Lasche(n) zum
Umgreifen wenigstens des Litzenbündels
des Litzenleiters aufweist, und
das am anderen Ende einen Kontaktabschnitt
aufweist, in dem eine allseitig geschlossene Aussparung ausgeschnitten
ist,
wobei die erfindungsgemäße Besonderheit
dadurch
gekennzeichnet ist,
dass der Anschlussstift in diese Aussparung
eingeführt
wird; und
eine Lötverbindung
zwischen dem Anschlussstift und dem Kontaktabschnitt erzeugt wird.Another aspect of the present invention relates to the use of a contact clip,
which is intended for electrically connecting a stranded conductor to a pin, and
which consists of a one-piece cut or stamped metal part,
having at one end a crimping section with one or more protruding tab (s) for gripping at least the strand bundle of the stranded conductor, and
which has a contact section at the other end, in which a recess closed on all sides is cut out,
wherein the inventive feature
characterized
that the pin is inserted into this recess; and
a solder joint is created between the terminal pin and the contact portion.
Auch bei dieser erfindungsgemäßen Verwendung einer an sich bekannten Kontaktklemme ist vorzugsweise vorgesehen,
- – dass der Litzenleiter typischerweise einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 aufweist;
- – dass der Anschlussstift säulenförmig ausgebildet ist und einen gleichförmigen Querschnitt aufweist, dessen Querschnittsfläche nicht mehr als 2,4 mm2, insbesondere nicht mehr als 1,8 mm2 beträgt; und/oder
- – dass die allseitig geschlossene Aussparung eine Größe hat, die einer Fläche kleiner/gleich 4,2 mm2 entspricht.
- - That the stranded conductor typically has a conductor cross section of 0.08 to 2.5 mm 2 ;
- - That the pin is columnar and has a uniform cross section whose cross-sectional area is not more than 2.4 mm 2 , in particular not more than 1.8 mm 2 ; and or
- - That the recess closed on all sides has a size corresponding to an area less than or equal to 4.2 mm 2 .
Noch ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft eine verbundene Anordnung, die aufweist:
- – wenigstens einen Endabschnitt eines Litzenleiters mit einem abisolierten Litzenbündelendabschnitt;
- – eine Kontaktklemme; -- die aus einem einstückigen Schnitt- oder Stanzteil aus Metall besteht, das an einem Ende einen Crimpabschnitt mit einer oder mehreren abstehenden Lasche(n) aufweist, und das am anderen Ende einen Kontaktabschnitt aufweist, in der eine allseitig geschlossene Aussparung ausgeschnitten ist;
- – ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement oder Gerät von dem ein säulenförmiger Anschlussstift absteht; wobei
- – die Lasche(n) den abisolierten Litzenbündelendabschnitt umgreifen und dort einen elektrisch leitenden Crimpkontakt zum Litzenleiter bilden;
- – die allseitig geschlossene Aussparung eine Größe hat, die einer Fläche kleiner/gleich 4,2 mm2 entspricht;
- – der aus metallischem Material bestehende Anschlussstift einen säulenförmigen, gleichförmigen Querschnitt hat, dessen Querschnittsfläche nicht mehr als 2,4 mm2 beträgt;
- – dieser Anschlussstift durch die Aussparung in der Kontaktklemme hindurchragt, die im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Anschlussstiftes ausgerichtet ist; und
- – zwischen dem Kontaktabschnitt der Kontaktklemme und dem Anschlussstift eine Lötverbindung ausgebildet ist.
- - At least one end portion of a stranded conductor with a stripped Litzenbündelendabschnitt;
- - a contact terminal; - Which consists of a one-piece cut or stamped metal part having at one end a crimping section with one or more protruding tab (s), and at the other end has a contact portion in which a mutually closed recess is cut out;
- - An electrical and / or electronic device or device from which protrudes a columnar pin; in which
- - The tab (s) surround the stripped strand end portion and there is an electrically lei form a crimp contact with the stranded conductor;
- - The recess closed on all sides has a size corresponding to an area less than or equal to 4.2 mm 2 ;
- - The metallic material of the connecting pin has a columnar, uniform cross-section whose cross-sectional area is not more than 2.4 mm 2 ;
- - This pin protrudes through the recess in the contact terminal, which is aligned substantially perpendicular to the longitudinal direction of the terminal pin; and
- - Between the contact portion of the contact terminal and the pin a solder joint is formed.
Die nachfolgenden Ausführungen über besondere Ausgestaltungen der Kontaktklemme gelten auch für diese verbundene Anordnung, welche diese besonders ausgestattete Kontaktklemme enthalten kann.The subsequent remarks on special Embodiments of the contact terminal also apply to this connected arrangement, which may contain this specially equipped contact terminal.
Das erfindungsgemäße Konzept, nämlich das abisolierte und gegebenenfalls vorverzinnte Kabelende in den Crimpabschnitt einer Kontaktklemme einzusetzen und dort zu vercrimpen, sowie an dieser Kontaktklemme einen einstückig angeformten Kontaktabschnitt vorzusehen, indem eine allseitig geschlossene Aussparung ausgeschnitten ist, die ein Lötauge bildet, und den anzuschließenden Anschlussstift in diese Aussparung einzuführen, und eine Lötverbindung zwischen dem Anschlussstift und dem Kontaktabschnitt zu erzeugen, liefert verschiedene Vorteile gegenüber dem direkten Anlöten des abisolierten Kabelendes an den Anschlussstift. Weil das Lötauge bzw. die Lötöse nicht länger aus dem abisolierten und vorverzinnten Litzenbündel erzeugt werden muss, sondern die zur Erzeugung des Lötauges erforderliche, allseitig geschlossene Aussparung in einem typischerweise ebenen Kontaktabschnitt aus Blechmaterial ausgeschnitten wird, lassen sich beliebig kleine Lötaugen, das heißt allseitig geschlossene Aussparungen mit kleinem Durchmesser und/oder kleiner Querschnittsfläche schaffen, die an den Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche des jeweils vorliegenden Anschlussstiftes angepasst sind. Beispielsweise kann für einen säulenförmigen Anschlussstift mit quadratischer Querschnittsfläche (Seitenlänge 0,5 mm) ohne weiteres in dem Kontaktabschnitt eine allseitig geschlossene Aussparung ausgeschnitten werden, die eine solche Größe aufweist, die einer Fläche von 0,3 bis 0,4 mm2 entspricht, was 120 bis 160% der Anschlussstift-Querschnittsfläche ausmacht. Eine solche Aussparung ist zur Erzeugung einer Lötverbindung mit diesem bestimmten Anschlussstift gut geeignet. Andererseits wäre es nicht möglich, aus dem abisolierten und vorverzinnten Litzenbündelende dauerhaft und gezielt eine solch kleine Lötöse zu erzeugen. Es ist ohne weiteres möglich, die Innenumfangskontur der allseitig geschlossenen Aussparung in dem Kontaktabschnitt an die Außenumfangskontur des jeweils anzuschließenden Anschlussstiftes anzupassen. Beispielsweise kann für einen Anschlussstift mit kreisrundem Querschnitt eine Aussparung mit kreisrundem Innenumfang vorgesehen werden; für einen Anschlussstift mit quadratischem, Querschnitt kann eine quadratische Aussparung vorgesehen werden; für einen Anschlussstift mit dreieckigem Querstift kann eine dreieckige Aussparung vorgesehen werden; für einen Anschlussstift mit ovalem Querschnitt kann eine angepasste, ovale Aussparung vorgesehen werden; und dergleichen.The inventive concept, namely to use the stripped and possibly pre-tinned cable end in the crimp of a contact terminal and crimp there, as well as to provide a integrally molded contact portion on this contact terminal by a closed-sided recess is cut out, which forms a Lötauge, and the connecting pin to be connected in Introducing this recess and creating a solder joint between the terminal pin and the contact portion provides several advantages over directly soldering the stripped cable end to the terminal pin. Because the pad or Lötöse no longer needs to be generated from the stripped and pre-tinned strand bundle, but the required for generating the Lötauges, all sides closed recess is cut in a typically planar contact portion of sheet material, can arbitrarily small pads, ie closed on all sides Create recesses with a small diameter and / or small cross-sectional area, which are adapted to the diameter or the cross-sectional area of the respective present pin. For example, for a columnar pin having a square cross-sectional area (0.5 mm side length), an all-sided closed recess having a size corresponding to an area of 0.3 to 0.4 mm 2 can be easily cut out in the contact portion 120 to 160% of the pin cross-sectional area. Such a recess is well suited for producing a solder joint with this particular pin. On the other hand, it would not be possible to permanently and selectively produce such a small solder eyelet from the stripped and pre-tinned strand bundle end. It is readily possible to adapt the inner peripheral contour of the recess closed on all sides in the contact section to the outer peripheral contour of the respectively to be connected terminal pin. For example, a recess with a circular inner circumference can be provided for a connecting pin with a circular cross section; for a pin with square, cross-section, a square recess can be provided; for a pin with triangular cross pin, a triangular recess can be provided; for a pin with oval cross-section, an adapted, oval recess can be provided; and the same.
Weil für jeden Anschlussstift mit vorgegebenem Querschnitt ohne weiteres ein korrespondierendes Lötauge der richtigen Größe vorgesehen werden kann, kann die Lötverbindung unter optimalen Bedingungen erzeugt werden. Die für die Lötverbindung erforderliche Auflagefläche am Kontaktabschnitt kann minimiert werden, wodurch Lötzinn eingespart werden kann. Die an den Anschlussstift angepasste richtige Größe des Lötauges erlaubt zumeist einen Füllgrad von 100%, wegen der guten Lötbedingungen kann ein automatisches Lötverfahren angewandt werden. Es werden gute Lötverbindungen erhalten, die auf den Zwischenraum zwischen Anschlussstift und Lötaugenrand konzentriert sind.Because for each Connecting pin with a given cross-section readily a corresponding Solder the right size can be, the solder joint be generated under optimal conditions. The for the solder connection required contact surface at the contact portion can be minimized, thereby saving solder can be. The adapted to the pin correct size of Lötauges allowed mostly a degree of filling of 100%, because of the good soldering conditions an automatic soldering process be applied. Good solder joints are obtained on the space between pin and Lötaugenrand are concentrated.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich darauf, einen Litzenleiter elektrisch leitend an einen Anschlussstift anzuschließen, der von einem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil oder Gerät absteht. Die Erfindung ermöglicht hier relativ kleine Anschlussmittel, mit denen ein Litzenleiter, der typischerweise einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 aufweist, an einen relativ dünnen Anschlussstift angeschlossen werden kann und/oder in einer Umgebung, in welcher relativ wenig Raum für das Anschlussmittel zur Verfügung steht.The present invention relates to electrically connecting a stranded conductor to a connection pin which protrudes from an electrical and / or electronic component or device. The invention here allows relatively small connection means with which a stranded conductor, which typically has a conductor cross section of 0.08 to 2.5 mm 2 , can be connected to a relatively thin pin and / or in an environment in which relatively little space for the connection means is available.
Als anzuschließende, elektrische und/oder elektronische Bauteile oder Geräte, sowie deren Komponente kommen beispielsweise solche Bauteile und Geräte in Betracht, die mit Halbleitern ausgerüstet sind und eine Kontaktierung dieser Halbleiter und Halbleiterplatinen erfordern. Ferner kommen hier Lichtquellen und Sensoren in Betracht, sowie die Verknüpfung solcher Sensoren mit zugeordneten Sende-, Empfangs- und/oder Anzeigeeinrichtungen.When to be connected, electrical and / or electronic components or devices, and their components are, for example, such components and devices into consideration, equipped with semiconductors are and a contacting of these semiconductors and semiconductor boards require. Furthermore, light sources and sensors come into consideration here, as well as the link such sensors with associated transmitting, receiving and / or display devices.
Weil die erfindungsgemäß vorgesehenen Kontaktklemmen relativ kleine Abmessungen aufweisen können, beispielsweise nur eine Länge von etwa 3,5 bis 8,0 mm, ist diese Erfindung besonders geeignet zur Verwendung in Hörgeräten oder zum Anschluss von Sensoren und dergleichen, die mit immer kleineren Abmessungen realisiert und in immer kleineren Gehäusen bereitgestellt werden.Because the contact terminals provided according to the invention may have relatively small dimensions, for example, only one length of about 3.5 to 8.0 mm, this invention is particularly suitable for Use in hearing aids or for connecting sensors and the like, with ever smaller ones Dimensions realized and provided in smaller and smaller enclosures become.
Sowohl der Crimpkontakt wie die Lötverbindung an der erfindungsgemäßen Kontaktklemme sind mechanisch stabil und halten auch den rauen Bedingungen stand, die typischerweise beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges auftreten. Die erfindungsgemäße Kontaktklemme sowie die damit erhältliche verbundene Anordnung können daher vorzugsweise auch im Automotiv-Bereich eingesetzt werden. Hier ist die erfindungsgemäße Kontaktklemme gerade jüngst zum Anschluss von Sensoren zur Abstandsmessung oder zur Erfassung von einen Alarm auslösenden Zuständen und Zustandsänderungen verwendet worden. Diese Sensoren (Durchmesser etwa 9 mm, Länge etwa 6 mm) haben zwei säulenförmige, kreisrunde Anschlussstifte (Durchmesser 0,80 mm), die in einem Abstand von nur 5 mm zueinander angeordnet sind. Hier muss ein stabiler und dauerhafter Anschluss innerhalb eines Gehäuses geschaffen werden, das nur wenig freien Raum zur Verfügung stellt. Die Erfindung ist hier bestens geeignet, und ist zur Realisierung des Projekts angenommen worden.Either the crimp contact like the solder joint are at the contact terminal according to the invention mechanically stable and withstand the harsh conditions that typically occur during operation of a motor vehicle. The inventive contact terminal as well as the related affiliate Arrangement can Therefore, preferably used in the automotive sector. Here is the contact terminal according to the invention just recently for connecting sensors for distance measurement or detection from an alarm triggering states and state changes used. These sensors (diameter about 9 mm, length about 6 mm) have two columnar, circular Connection pins (diameter 0.80 mm) spaced at a distance of only 5 mm apart. Here must be a stable and permanent connection can be created within a housing, the only little free space is available. The invention is best suited here, and is for realization of the project.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.advantageous Embodiments and developments of the invention are objects of Dependent claims.
So wurde im Verlauf der Entwicklung der Erfindung erkannt, dass es wünschenswert ist, die Breite des umlaufenden Spalts zwischen dem Außenumfang des in die Aussparung eingeführten Anschlussstiftes und dem Innenumfang dieser Aussparung in gewissen Grenzen zu halten. Einerseits soll dieser Spalt ausreichend breit sein, damit der Anschlussstift bequem und mit Spiel in die Aussparung eingeführt werden kann. Andererseits wurde erkannt, dass ein zu breiter Spalt die Erzeugung einer guten Lötverbindung beeinträchtigt.So In the course of the development of the invention, it was recognized that it desirable is, the width of the circumferential gap between the outer circumference of the inserted into the recess Terminal pin and the inner circumference of this recess in certain To keep borders. On the one hand, this gap should be sufficiently wide so that the terminal pin is comfortable and with clearance in the recess be introduced can. On the other hand, it was recognized that too wide a gap Create a good solder joint impaired.
Beispielsweise war versucht worden, einen Anschlussstift mit kreisrundem Querschnitt und einem Durchmesser von 0,88 mm an ein Lötauge anzulöten, das eine allseitig geschlossene, kreisrunde Aussparung mit einem Durchmesser von 1,20 mm aufwies. In diesem Falle macht die Fläche der Aussparung (= 1,137 mm2) etwa 186% der Anschlussstift-Querschnittsfläche (= 0,611 mm2) aus. Es traten verschiedene Lötprobleme auf, die allein dadurch beseitigt werden konnten, dass der Innendurchmesser der kreisrunden Aussparung auf 1,00 mm vermindert worden ist. In diesem Falle macht die Fläche der Aussparung etwa 129% der Anschlussstift-Querschnittsfläche aus.For example, it had been attempted to solder a pin of circular cross section and a diameter of 0.88 mm to a pad which had an all-round, circular recess with a diameter of 1.20 mm. In this case, the area of the recess (= 1.137 mm 2 ) makes up about 186% of the pin cross-sectional area (= 0.611 mm 2 ). There were various soldering problems that could be eliminated only by reducing the inner diameter of the circular recess to 1.00 mm. In this case, the area of the recess makes up about 129% of the pin cross-sectional area.
Ferner war versucht worden, einen Anschlussstift mit quadratischem Querschnitt (Seitenlänge 0,64 mm) an ein allseitig geschlossenes, quadratisches Lötauge anzulöten, das eine Seitenlänge von 1,0 mm aufwies. In diesem Falle macht die Fläche der Aussparung (= 1,00 mm2) etwa 244% der Anschlussstift-Querschnittsfläche (= 0,409 mm2) aus. Es traten verschiedene Lötprobleme auf, die allein dadurch behoben werden konnten, dass die quadratische Aussparung des Lötauges auf eine Seitenlänge von 0,8 mm vermindert wurde. In diesem Falle macht die Fläche der Aussparung (= 0,64 mm2) noch 156% der Anschlussstift-Querschnittsfläche aus.It had also been attempted to solder a square cross-section pin (0.64 mm side) to a square-sided, square pad which had a side length of 1.0 mm. In this case, the area of the recess (= 1.00 mm 2 ) makes up about 244% of the pin cross-sectional area (= 0.409 mm 2 ). There were various soldering problems, which could be solved only by the square recess of the soldering eye was reduced to a side length of 0.8 mm. In this case, the area of the recess (= 0.64 mm 2 ) still accounts for 156% of the pin cross-sectional area.
Aus diesen und weiteren Experimenten dieser Art folgt, dass gute Lötverbindungen dann erhalten werden, wenn der säulenförmige Anschlussstift eine Querschnittsfläche im Bereich von 0,20 bis 2,40 mm2 aufweist, und die Fläche der korrespondierenden Aussparung 120 bis 160% der jeweiligen Anschlussstift-Querschnittsfläche ausmacht. Noch weiter bevorzugt, soll der säulenförmige Anschlussstift eine Querschnittsfläche im Bereich von 0,48 bis 1,80 mm2 aufweisen, und die Fläche der korrespondierenden Aussparung soll dann 120 bis 150% der jeweiligen Anschlussstift-Querschnittsfläche ausmachen.From these and other experiments of this kind it follows that good solder joints are obtained when the columnar pin has a cross-sectional area in the range of 0.20 to 2.40 mm 2 , and the area of the corresponding recess 120 to 160% of the respective pin Cross-sectional area. Still more preferably, the columnar pin should have a cross sectional area in the range of 0.48 to 1.80 mm 2 , and the area of the corresponding recess should then be 120 to 150% of the respective pin cross sectional area.
In allen diesen Fällen ist darauf zu achten, dass während des Lötvorganges eine solche Anordnung der Kontaktklemme bezüglich des Anschlussstiftes gewährleistet ist, dass eine möglichst konzentrische Anordnung des Anschlussstiftes innerhalb der Aussparung des Lötauges erhalten wird.In all these cases Care should be taken during that the soldering process Such an arrangement of the contact terminal with respect to the pin guaranteed is that one possible concentric arrangement of the terminal pin within the recess of the soldering eye is obtained.
Die Anzahl, die Größe und die Anordnung der Lasche(n) zum Umgreifen wenigstens des abisolierten Litzenbündelendabschnitts des Litzenleiters am Crimpabschnitt ist nicht besonders begrenzt. Es kann lediglich eine einzelne, einstückig angeformte Lasche vorgesehen werden, welche nach Durchführung des Crimpvorgangs das Litzenbündel mehr als hälftig umgreift. Alternativ können zwei, einander gegenüber angeordnete Laschen vorgesehen werden, welche im Crimpvorgang aufeinander zu verformt werden, um gemeinsam das Litzenbündel weitgehend vollständig zu umgreifen. Weiterhin können auch zwei gegenüberliegende, jedoch in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnete Laschen vorgesehen werden, welche nach Durchführung des Crimpvorgangs parallel nebeneinander das Litzenbündel mehr als hälftig umgreifen.The Number, size and the Arrangement of the tab (s) for encompassing at least the stripped Litzenbündelendabschnitts the stranded conductor at the crimping section is not particularly limited. It can be provided only a single, integrally molded tab which are after execution the crimping process the strand bundle more than half embraces. Alternatively you can two, opposite each other arranged tabs are provided, which in the crimping succession To be deformed to the strands bundle to complete almost completely embrace. You can also continue two opposite, however, in the longitudinal direction staggered tabs are provided, which after execution the Crimpvorgangs parallel to each other, the strand bundle more in half embrace.
Es ist nicht zwingend erforderlich, zusätzlich zu der/den das Litzenbündel umgreifenden Lasche(n) weitere Laschen vorzusehen, welche auch den Isoliermantel des Kabels umgreifen, in welchen das Litzenbündel eingebettet ist. Das Weglassen solcher, einen Isoliercrimp bildenden Laschen vermindert die Längenausdehnung der Kontaktklemme. Eine Kontaktklemme mit möglichst geringer Längenausdehnung kann zweckmäßig sein, wenn sich der Anschlussstift in einem Gehäuse befindet, in dem nur wenig freier Raum zur Verfügung steht, beispielsweise in den Gehäusen der zunehmen kleiner gebauten Sensoren. Sofern andererseits nicht auf eine besonders kurze Baulänge der Kontaktklemme geachtet werden muss, ist vorzugsweise vorgesehen, am Crimpabschnitt zusätzlich eine oder mehrere abstehende Lasche(n) zum Umgreifen des Isoliermantels des Litzenleiters vorzusehen, um aus dieser Lasche bzw. diesen Laschen einen Isoliercrimp zu bilden, der zur Zugentlastung zwischen dem angeschlossenen Litzenleiter und dem Anschlussstift beiträgt.It is not absolutely necessary, in addition to the / the strand bundle encompassing tab (s) provide further tabs, which also surround the insulating jacket of the cable, in which the strand bundle is embedded. The omission of such, a Isoliercrimp forming tabs reduces the length of the contact terminal. A contact terminal with the shortest possible length extension may be expedient if the terminal pin is located in a housing in which only little free space is available, for example, in the housings of the increasingly small built sensors. On the other hand, if it is not necessary to pay attention to a particularly short length of the contact terminal, it is preferably provided on Crimp section additionally one or more protruding tab (s) provided for gripping around the insulating sheath of the stranded conductor to form this tab or these tabs an Isoliercrimp, which contributes to the strain relief between the connected stranded conductor and the pin.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktklemme kann in üblicher Weise erfolgen. Hierzu wird ein Rohling der Kontaktklemme aus anfänglich ebenem Band- oder Blechmaterial ausgestanzt oder ausgeschnitten. Im Hinblick auf die geringen Abmessungen kann hier insbesondere auch eine Laserschneideinrichtung eingesetzt werden. Die Laschen zur Erzeugung der Crimpverbindung(en) oder zumindest die Flanken dieser Laschen werden noch im Schneid- und Presswerk abgewinkelt, um eine, zur Längsachse der Kontaktklemme parallele, kanalförmige Struktur zu schaffen, in welche das abisolierte Kabelende des Anschlusskabels eingelegt werden kann und dort provisorisch festgehalten wird, bis der eigentliche Crimpvorgang mit den üblichen Crimpwerkzeugen durchgeführt wird. Zu Zwecken des Transport und der einfachen Handhabung in einem Crimpautomaten ist typischerweise eine Vielzahl von Kontaktklemmen anfänglich in paralleler Anordnung an einem Transportband befestigt, von dem jede einzelne Kontaktklemme leicht getrennt werden kann, beispielsweise durch Abschneiden oder Abrechen. Typischerweise ist eine solche Anordnung gewählt, bei welcher die Kontaktklemme über den Crimpabschnitt am Transportband befestigt ist. Das abisolierte Kabelende wird in den freiliegenden Crimpabschnitt eingelegt, so lange dieser Crimpabschnitt noch am Transportband gehalten ist. Die Trennung der Kontaktklemme vom Transportband erfolgt dann, nachdem die Backen bzw. Zangen des Crimpwerkzeuges bereits die Lasche(n) am Crimpabschnitt gegriffen haben, um diese zum Crimpkontakt zu verformen. Dies erleichtert die Positionierung und die automatisierte Durchführung des Crimpvorgangs in einem Crimpautomaten. Nach Trennung des Crimpabschnittes vom Transportband und Durchführung des Crimpvorganges wird ein abisoliertes Kabelende erhalten, an dem in elektrisch leitender Verbindung die Kontaktklemme angecrimpt ist, deren einstückig angeformter Kontaktabschnitt in Kabelrichtung von dem Kabelende absteht. Daraufhin kann der anzuschließende Anschlussstift in die Aussparung des Kontaktabschnittes eingeführt werden. Es wird eine stabile Anordnung für die nachfolgende Durchführung des Lötvorganges erhalten.The Production of the contact terminal according to the invention can in usual Done way. For this purpose, a blank of the contact terminal from initially flat Band or sheet material stamped or cut out. In terms of in particular, a laser cutting device can also be used here for the small dimensions be used. The tabs for producing the crimp connection (s) or at least the flanks of these tabs are still in the cutting and pressing machine angled to one, to the longitudinal axis of the contact terminal parallel, channel-shaped To create structure in which the stripped cable end of the connecting cable can be inserted and is provisionally held there until the actual crimping is performed with the usual crimping tools. For transportation and easy handling in a crimping machine Typically, a plurality of contact terminals are initially in attached in parallel arrangement to a conveyor belt, each of which individual contact terminal can be easily separated, for example by clipping or canceling. Typically, such is one Arrangement selected, at which the contact terminal over the crimping section is attached to the conveyor belt. The stripped Cable end is inserted in the exposed crimp section, so long this crimping section is still held on the conveyor belt. The separation of the contact terminal from the conveyor belt then takes place after the jaws or pliers of the crimping tool already the tab (s) at the crimping section, in order to apply it to the crimp contact deform. This facilitates the positioning and the automated execution the crimping process in a crimping machine. After separation of the crimping section from the conveyor belt and execution the crimping process will receive a stripped cable end the crimped in electrically conductive connection, the contact terminal is whose one piece molded contact portion in the cable direction of the cable end projects. Then the connecting pin to be connected to the Recess of the contact portion are introduced. It becomes a stable arrangement for the subsequent implementation the soldering process receive.
Alternativ kann auch eine wechselseitige Kopf/Schwanz-Anordnung einer Vielzahl Kontaktklemmen-Rohlinge vorgesehen werden, bei welcher anfänglich der Kontaktabschnitt eines Kontaktklemmen-Rohlings mit dem Crimpabschnitt des nächstfolgenden Kontaktklemmen-Rohlings einstückig verbunden ist. Diese Vielzahl Kontaktklemmen-Rohlinge bildet eine endlose Kette, die zu einem Wickel aufgerollt ist. Die Verarbeitung erfolgt in einem angepassten Crimpautomaten.alternative can also have a reciprocal head / tail arrangement of a variety Contact terminal blanks are provided, in which initially the Contact section of a contact terminal blank with the crimping section the next Contact terminal blanks in one piece connected is. This plurality of contact terminal blanks forms a endless chain that is rolled up into a wrap. The processing takes place in an adapted crimping machine.
Das anfänglich ebene Band- oder Blechmaterial zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Kontaktklemme kann typischerweise eine Schichtdicke von etwa 0,15 bis 0,85 mm aufweisen; noch weiter bevorzugt ist eine solche Schichtdicke von etwa 0,3 bis 0,75 mm. Auch mit dieser Schichtdicke soll die gesamte Kontaktklemme für einen Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 ausgelegt sein. Der die Aussparung des Kontaktabschnittes umgebende Ring muss eine ausreichende Breite haben, um eine ausreichende Auflagefläche für das Lötzinn zu bilden und um auch im Bereich des Kontaktabschnittes den gewünschten Kontaktklemmen-Leiterquerschnitt von 0,08 bis 2,5 mm2 zu gewährleisten. Für sehr kleine Kontaktklemmen, deren kreisrunde Aussparung nur einen Durchmesser von etwa 1,0 mm aufweist, ist hier eine Breite des umgebenden Rings von wenigstens etwa 0,8 mm vorgesehen. Für größere Kontaktklemmen kann hier eine Breite bis zu etwa 3,2 mm vorgesehen werden.The initially flat strip or sheet material for producing the contact terminal according to the invention may typically have a layer thickness of about 0.15 to 0.85 mm; even more preferred is such a layer thickness of about 0.3 to 0.75 mm. Even with this layer thickness, the entire contact terminal should be designed for a conductor cross-section of 0.08 to 2.5 mm 2 . The surrounding the recess of the contact portion ring must have a sufficient width to form a sufficient contact surface for the solder and to ensure the desired contact terminal conductor cross-section of 0.08 to 2.5 mm 2 in the region of the contact portion. For very small contact terminals, the circular recess has only a diameter of about 1.0 mm, here a width of the surrounding ring of at least about 0.8 mm is provided. For larger contact terminals can be provided here a width up to about 3.2 mm.
Insgesamt kann die erfindungsgemäße Kontaktklemme sehr geringe Abmessungen aufweisen. Eine beispielhafte Kontaktklemme, in deren Kontaktabschnitt eine kreisrunde Aussparung mit einem Durchmesser von 1,0 mm ausgespart ist, weist bei einer Breite des Kontaktabschnittes von etwa 1,75 mm nur eine Gesamtlänge von etwa 3,8 mm auf. Damit wird ein Anschlussmittel für viele Sensoren mit relativ dünnem Anschlussstift geschaffen, in deren Gehäuse häufig nur wenig freier Raum zur Verfügung steht. Alternativ können selbstverständlich auch erfindungsgemäße Kontaktklemmen mit größeren Abmessungen erzeugt werden; beispielsweise mit einer Gesamtlänge von etwa 8 bis 12 mm.All in all can the contact terminal according to the invention have very small dimensions. An exemplary contact clamp, in the contact portion of a circular recess with a diameter of 1.0 mm, points at a width of the contact portion of about 1.75 mm only has a total length of about 3.8 mm. This will be a connection means for many sensors with relatively thin Pin created in the housing often little free space to disposal stands. Alternatively you can Of course also contact terminals according to the invention with larger dimensions be generated; for example, with a total length of about 8 to 12 mm.
Die erfindungsgemäße Kontaktklemme kann aus Materialien gefertigt werden, die in der Anschlusstechnik/Verbindungstechnik üblicherweise eingesetzt werden. Vorzugsweise werden hier Materialien eingesetzt, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die umfasst CuSn, CuFe, CuNiSi und CuZn.The inventive contact terminal can be made of materials commonly used in connection technology / connection technology become. Preferably, materials are used here which consist of a group are selected, which includes CuSn, CuFe, CuNiSi and CuZn.
Vorzugsweise wird Band- oder Blechmaterial, dieser Art verwendet, an dem vorher eine galvanische Beschichtung aufgebracht worden ist. Eine so erzeugte galvanische Beschichtung fördert beim späteren Lötvorgang die Benetzung mit Lötzinn und verbessert das Fließen des Lötzinns. Hierfür kommen vorzugsweise galvanische Beschichtungen mit Zinn (Vorverzinnung), mit Silber (Versilberung) oder mit Gold (Vergoldung) in Betracht. Diese Beschichtung kann typischerweise in einer Schichtdicke von etwa 2 bis 5 μm aufgebracht werden. Diese Maßnahme verbessert die Qualität der erzielbaren Lötverbindung.Preferably Tape or sheet metal material of this type is used on the before a galvanic coating has been applied. Such a generated galvanic coating promotes later soldering wetting with solder and improves the flow of the solder. Therefor are preferably galvanic coatings with tin (pre-tinning), with silver (silvering) or with gold (gold plating) into consideration. This coating can typically be in a layer thickness of about 2 to 5 microns be applied. This measure improves the quality the achievable solder joint.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im Einzelnen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:below the invention will be described in more detail with reference to the drawings explains; the latter show:
Die
Die
allseitig geschlossene Aussparung
Die
Die
Kontaktklemmen
Bereits
im Stanz- und Presswerk wird an der anfänglich ebenen Anordnung gemäß
Die
Das
freigelegte blanke Litzenbündel
Die
Die
In
einer darunter befindlichen, schematischen Seitenansicht ist ein
elektrisches und/oder elektronisches Gerät
Die
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