DE102006044863B4

DE102006044863B4 - Kontaktfeder

Info

Publication number: DE102006044863B4
Application number: DE102006044863A
Authority: DE
Inventors: Christoph Harker
Original assignee: Gigaset Communications GmbH
Current assignee: Gigaset Communications GmbH
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2026-09-23
Also published as: DE102006044863A1

Abstract

Es wird eine Kontaktfeder (1) vorgeschlagen, die aus einer ersten Komponente (2) und einer zweiten Komponente (3) besteht. Die erste Komponente (2) stellt dabei eine Grundform der Kontaktfeder (1) dar, die aus einem gut leitenden sortenreinen Material gefertigt ist, aber keine Federeigenschaften aufweist. Die zweite Komponente (3) ist eine aus sortenreinem Federmaterial bestehende Federkomponente, die in die Grundform (2) der Kontaktfeder (1) eingepasst ist und der Grundform (2) die Federeigenschaft gibt. Durch die Zweikomponentenlösung mit den jeweils sortenreinen Einzelmaterialien kann ein auftretender Stanzabfall kostengünstig wieder in den Herstellungsprozess der Kontaktfeder (1) zurückgeführt werden, weshalb die Kontaktfeder (1) insgesamt kostengünstiger wird als eine Einkomponentenlösung mit partiellen Beschichtungen für die Sicherstellung einer guten elektrischen Kontaktierbarkeit und Lötbarkeit, bei der anfallender Stanzabfall nicht mehr kostengünstig in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden kann, weil er zuvor aufwändig sortenrein getrennt werden muss.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Immer mehr Stromverbraucher, zum Beispiel Farbdisplays, in hochwertigen Funk-Mobilteilen, zum Beispiel DECT-Mobilteilen, setzen niedrige Übergangswiderstände im Akkuladesystem voraus. Aus Kostengründen werden im zum Beispiel besagten Akkuladesystem Kontaktfedern verwendet, die in der so genannten SMT-Technologie auf die entsprechende zu Grunde liegende Baugruppe montiert werden.
SMT (Surface Mounting Technology) ist eine Oberflächenmontagetechnik, bei der oberflächenmontierbare Bauteile, so genannte SMD-Bauteile (Surface Mounted Devices), auf die Oberfläche einer Trägerplatine montiert werden. Die SMD-Bauteile, zum Beispiel Widerstände, Kondensatoren oder aber auch Kontaktfedern, werden ohne Drahtanschlüsse nur mit lötfähigen Anschlussflächen direkt auf die Trägerplatine gelötet.
Zur Sicherstellung geringer Übergangswiderstände insbesondere bei den Kontaktfedern im Akkuladesystem werden die Kontaktfedern partiell im Kontaktbereich mit immer hochwertigeren Beschichtungen, vor allem mit Gold, versehen.
Auf der anderen Seite muss die Montagefähigkeit, das heißt die Lötfähigkeit, der Kontaktfeder erhalten bleiben, damit nach wie vor eine Oberflächenmontage möglich ist. Die Kontaktfeder wird daher im Lötbereich partiell verzinnt.
Es liegt damit eine Akkukontaktfeder vor, die Mehrfach mit teuren Materialien beschichtet ist, so dass die Akkufeder sehr teuer in der Anschaffung und darüber hinaus aufwändig in der Herstellung ist.
Aus dem Dokument JP 2005-056603 A geht eine im Wesentlichen streifenartig ausgebildete und als Streifen im Profil im Wesentlichen U-förmig gebogene Kontaktfeder hervor, von der ein Ende frei beweglich und im Profil wenigstens ähnlich einer Nase gebogen ist. Das andere Ende der Kontaktfeder ist mit einer Sockelform versehen. Die Kontaktfeder besteht aus mindestens zwei oder mehr Metallschichten, die übereinander gestapelt sind. Die einzelnen Schichten sind entweder besser als Feder oder als Leiter geeignet.
Aus dem Dokument DE 197 51 841 A1 ist eine Materialkombination von Federelement mit Neusilber als Steckverbinder bekannt.
Aus dem Dokument GB 1 536 189 A ist eine U-förmige Federklemme aus Neusilber bekannt, in die eine Federkomponente aus Edelstahl eingepasst ist und zwar so, dass die Länge der Federkomponente dementsprechend gewählt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend von einer Kontaktfeder der eingangs genannten Art, diese Kontaktfeder in der Weise zu verbessern, dass sie geringe Übergangswiderstände aufweist und oberflächenmontierbar ist. Außerdem soll sie gut federn und kostengünstig sein. Schließlich soll sie auch noch einfach herzustellen sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktfeder gelöst, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist.
Danach ist die Kontaktfeder aus sortenreinem, unbeschichtetem Neusilber gefertigt und ist in dessen U-förmigen Profil eine Federkomponente mit einem bezüglich des Materials sortenreinem Federmaterial eingepasst.
Das Material für die Kontaktfeder stellt einerseits sicher, dass die Übergangswiderstände gering sind. Auf der anderen Seite stellt dieses Material sicher, dass die Kontaktfeder noch lötbar und damit als oberflächenmontierbares Bauteil verwendbar ist.
Neusilber weist allerdings keine besonderen Federeigenschaften auf, weshalb eine bezüglich des Materials sortenreine Federkomponente berücksichtigt ist, die die Federeigenschaft der Kontaktfeder sicherstellt.
Sowohl die Kontaktfeder als auch die Federkomponente sind danach, wie gesagt, jeweils aus einem sortenreinen Material gefertigt. Die Kontaktfeder ist sortenrein aus Neusilber und die Federkomponente ist sortenrein aus Federstahl gefertigt. Es ergibt sich dadurch eine erhebliche Kosteneinsparung. Die Kosteneinsparung ergibt sich, weil bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kontaktfeder nur jeweils sortenreiner Stanzabfall entsteht. Der jeweilige sortenreine Stanzabfall kann jeweils ohne weiteres wieder in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden. Demgegenüber ist ein Stanzabfall mit beschichtetem Material zu teuer, ihn wieder in den Herstellungsprozess zurückzuführen, weil er zuvor aufwändig sortenrein getrennt werden muss. Dieser Stanzabfall ist daher wertlos geworden, obwohl die Materialien an sich wertvoll sind. Die Kontaktfedern gemäß der Erfindung sind daher gegenüber den Kontaktfedern, wie sie bisher hergestellt sind, wesentlich kostengünstiger.
Zwar sind an einigen Stellen des Herstellungsprozesses in geringem Maße erhöhte Kosten zu berücksichtigen. Diese sind aber Einmalkosten, die im Vergleich zu den eingesparten Kosten pro Kontaktfeder bei der hohen Anzahl der hergestellten Kontaktfedern zu vernachlässigen sind. Beispielsweise muss in Bezug auf das herzustellende Werkzeug eine doppelte Zufuhr von Bauteilen vorgesehen werden und nicht mehr nur eine einfache Zufuhr. Es ist sowohl das Material für die Kontaktfeder selbst als auch das Material für die Federkomponente zuzuführen, während vorher nur das beschichtete Material zuzuführen war.
Das Stanzen und Biegen der Kontaktfeder erfolgt dann auch wieder nur in einem einzigen Schritt.
Ein geringfügig, aber ebenfalls vernachlässigbarer, höherer Aufwand ist auch in der Rüstung der Fertigungslinie gegeben, weil nicht nur eine Materialrolle sondern zwei Materialrollen eingelegt werden müssen.
Der Hauptvorteil liegt aber in den hohen, sehr ins Gewicht fallenden Materialkosten, die für die Fertigung der Kontaktfedern wegen der Rückführbarkeit der Stanzabfälle in den Fertigungsprozess eingespart werden.
Die Federkomponente zeichnet das U-Profil der Kontaktfeder in voller Länge des U-Profils der Kontaktfeder nach und ist dabei direkt an die Kontaktfeder angelehnt. Der Vorteil liegt darin, dass die dem Stanz- und Biegewerkzeug zugeführten Einzelmaterialien für die Kontaktfeder und für die Federkomponente im Stanz- und Biegewerkzeug nur einfach aufeinander gelegt zu werden brauchen und so gestanzt und gebogen werden können.
Das Federmaterial für die Federkomponente ist Chrom-Nickel-Stahl, der besonders gute Federeigenschaften hat und trotzdem preisgünstig ist. Es handelt sich dabei um ein Standardmaterial.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand eines Unteranspruchs.
Danach ist die Breite der Federkomponente der Breite der Kontaktfeder angepasst. Dies ist das automatische Ergebnis des Stanzvorganges und es brauchen hierfür keine gesonderten Arbeitsschritte ausgeführt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Kontaktfeder gemäß der Erfindung in einer dreidimensionalen Ansicht,
2 eine erste Komponente der Kontaktfeder gemäß der 1 in einer dreidimensionalen Ansicht, und
3 eine zweite Komponente der Kontaktfeder gemäß der 1 in einer dreidimensionalen Ansicht.
In der 1 ist eine Kontaktfeder 1 gezeigt, die aus zwei Komponenten 2 und 3 besteht. Die erste Komponente 2 stellt die Grundform der Kontaktfeder 1 dar, während die zweite Komponente 3 die Federkomponente darstellt und der Grundform 2 die Federeigenschaft gibt.
Im Detail besteht die Kontaktfeder 1 aus einem elektrisch gut leitenden Material, das im Wesentlichen streifenartig ausgebildet und als Streifen im Profil im Wesentlichen U-förmig gebogen ist. Durch die U-förmige Biegung weist die Kontaktfe der 1 einen ersten Schenkel 4 auf, der am freien Ende 5 frei beweglich gehalten ist. Im Profil ist dieser Schenkel 4 wenigstens ähnlich wie das Profil einer menschlichen Nase gebogen.
Durch die U-förmige Biegung weist das Kontaktelement 1 einen zweiten Schenkel 6 auf, an dem am zugehörigen freien Ende 7 einstückig eine Sockelform 8 angeformt ist.
Die Sockelform 8 ist in der Weise konstruiert, dass die Kontaktfeder 1 auf eine Unterlage, zum Beispiel eine Leiterplatte, gestellt werden und dort über Lötflächen 9 angelötet werden kann.
In der 1 ist die Kontaktfeder 1 im fertigen Zustand gezeigt, das heißt, die Federkomponente 3 ist innerhalb der Grundform 2 der Kontaktfeder 1 eingebettet.
In der 2 ist die Grundform 2 der Kontaktfeder 1 (1) alleine gezeigt. Die am Schenkel 4 ausgeformte Nasenspitze 10, die die eigentliche Kontaktstelle der Kontaktfeder bildet, ist speziell nochmals bombiert, um eine zusätzliche Stabilität für diese Stelle zu erhalten. Dies verbessert die Lebensdauer beziehungsweise erhöht die Belastungsfähigkeit der Kontaktstelle.
Am freien Ende des Schenkels 4 der Grundform 2 ist eine nach innen weisende Kalotte 11 ausgebildet, die als ein Zentrier und Haltemittel nutzbar ist. Im Schenkel 6 der Grundform 2 sind darüberhinaus weitere nach innen weisende Kalotten 11 angeordnet, die ebenfalls als Zentrier- und Haltemittel nutzbar sind.
Die Sockelform 8 der Grundform 2 weist einen Schlitz 12 auf, der als ein Führungsschlitz und ein Bewegungsbegrenzer nutzbar ist.
In der 3 ist die Federkomponente 3 alleine gezeigt. Sie ist in der Form der Grundform 2 in der Weise angepasst, dass sie genau zwischen die Schenkel 4 und 6 der Grundform 2 passt. Sie weist Bohrungen 13 auf, in die die Kalotten 11 der Grundform 2 greifen, wenn die Federkomponente 3 innerhalb der Grundform 2 angeordnet ist.
Die Federkomponente 3 weist einen Schenkel 14 auf, der die Form des Schenkels 4 der Grundform 2 hat. Am freien Ende dieses Schenkels 14 ist ein Lappenstück 15 angeformt, das im montierten Zustand der Federkomponente 3 in die Grundform 2 in den Schlitz 12 der Grundform 2 eintaucht und die Bewegung des Schenkels 14 führt.

Claims

Kontaktfeder, bestehend aus einem elektrisch gut leitenden Material, das im Wesentlichen streifenartig ausgebildet und als Streifen im Profil im Wesentlichen U-förmig gebogen ist mit einem ersten Schenkel, der am freien Ende frei beweglich gehalten und im Profil wenigstens ähnlich wie das Profil einer Nase gebogen ist, und mit einem zweiten Schenkel, an dem am zugehörigen freien Ende einstückig eine Sockelform angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Material unbeschichtetes Neusilber verwendet ist, dass in das U-förmige Profil eine aus Federmaterial bestehende Federkomponente (3) eingepasst ist in der Weise, dass die Federkomponente (3), das U-Profil der Kontaktfeder (2) nachzeichnend, in voller Länge an das U-Profil angelehnt ist, und dass das Federmaterial der Federkomponente (3) Chrom-Nickel-Stahl ist.
Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkomponente (3) in der Breite der Breite der streifenartigen Ausbildung der Kontaktfeder (2) angepasst ist.