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Die Erfindung betrifft einen Sprungkontaktschalter mit einem Kontaktträger, der einen Grundkörper aufweist, an dem ein Sprungkontaktelement beweglich gelagert ist, wobei das Sprungkontaktelement wenigstens einen beweglichen Kontakt aufweist, und wobei an mindestens einem Festkontaktelement ein mit einem beweglichen Kontakt zusammenwirkender Festkontakt angeordnet ist.
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Sprungkontaktschalter werden vielfach in Steuergeräten eingesetzt und sind dazu mit einem Schaltungsträger verbunden. Die elektrische und mechanische Verbindung erfolgt dabei zumeist über Stifte, die in Bohrungen des Schaltungsträgers eingesetzt und verlötet sind oder auch über Flachstecker, die mit entsprechenden Gegensteckern kontaktiert sind. Die Sprungkontaktschalter sind dabei als vormontierte Bauelemente mit dem Schaltungsträger verbunden. Meist bildet ein Sockel aus einem nichtleitenden Material das Gerüst für die mechanische Anordnung der Stifte oder Flachstecker und damit die Montagebasis für die mechanischen Teile des Sprungkontaktschalters. Da ein solcher Sprungkontaktschalter damit einen relativ komplexen Aufbau aufweist, ist der zur Herstellung erforderliche Kostenaufwand relativ hoch.
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Nachteilig ist auch, dass solche Sprungkontaktschalter nicht mittels SMD-Bestückungsautomaten mit dem Schaltungsträger verbunden werden können. Daher werden die Kontaktträger auf der Leiterplatte manuell vormontiert und wellengelötet. Dadurch ergeben sich folgenden Nachteile:
- – Die manuelle Vormontage der Kontaktträger auf der Leiterplatte ist lohnintensiv, da Anschlussstifte des Kontaktträgers in Löcher der Leiterplatte gesteckt und gegen Verlieren auf der Rückseite verstemmt werden müssen.
- – Zusätzliche Halterahmen und Abdeckungen für den Wellenlötprozess sind lohn- und materialkostenintensiv.
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Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 197 27 553 A1 ist ein gattungsgemäßer Sprungkontaktschalter bekannt, der an der Unterseite eines Gehäusesockels Kontaktflächen aufweist, durch die der Sprungkontaktschalter in SMD-Technik mit einem Schaltungsträger verbindbar ist. Der vollständig gekapselte und vormontierte Schalter weist dabei einen relativ aufwendigen Aufbau auf.
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Es stellte sich die Aufgabe, einen Sprungkontaktschalter zu schaffen, der sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet und auf besonders einfache Weise herstellbar und mit einem Schaltungsträger verbindbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kontaktträger und mindestens ein Festkontaktelement einzeln in SMD-Technik auf einen Schaltungsträger montiert sind.
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Der erfindungsgemäße Sprungkontaktschalter besteht damit aus einer minimalen Anzahl von Teilen, die sich zudem durch eine besonders einfache konstruktive Gestaltung auszeichnen und als besonders kostengünstige Stanzteile oder Stanzbiegeteile herstellbar sind.
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Der Sprungkontaktschalter besteht aus einem Kontaktträger und einem oder mehreren Festkontaktelementen. Sowohl der Kontaktträger als auch die Festkontaktelemente sind als oberflächenmontierbare Bauelemente konzipiert, die durch SMD-Bestückungsautomaten auf einen Schaltungsträger aufbringbar sind.
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Der Kontaktträger besteht vorzugsweise aus nur zwei Komponenten, nämlich aus einem Grundkörper und einem am Grundkörper beweglich gelagerten Sprungkontaktelement. Der Grundkörper kann vorteilhafterweise ein geometrisch sehr einfach geformtes Stanzteil oder Stanzbiegeteil sein. Vorzugsweise vereinigt das Sprungkontaktelement einstückig einen zur Halterung am Grundkörper dienenden Rahmen, sowie eine Feder und mindestens einen zusammen mit dem Rahmen beweglichen Kontakt.
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Durch einen derartigen konstruktiv einfachen Aufbau sind die Bestandteile des Sprungkontaktschalters sehr kostengünstig herstellbar.
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Der Kontaktträger und der mindestens eine Festkontakt kann mit einem automatischem Handlingssystem auf einer Leiterplatte platziert und im Reflow-Ofen verlötet werden. Der Montageprozess ist voll automatisiert und entspricht hinsichtlich der Kriterien Genauigkeit und Sauberkeit dem hohen Qualitätsstandard der SMD-Technik. Durch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit kann der Sprungkontaktschalter in hohen Stückzahlen kostengünstig gefertigt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei zudem, dass nach dem Reflow-Prozess kein nachgeschalteter zusätzlicher Wellenlötvorgang erforderlich ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, welches im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Es zeigen
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1 einen Sprungkontaktschalter in einer Explosionsdarstellung,
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2 den Sprungkontaktschalter in einer Schnittansicht,
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3 einen Sprungkontaktschalter mit weiteren Komponenten,
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4 eine Schnittansicht der 3,
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5 den Sprungkontaktschalter in verschiedenen Montagestadien,
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6 einen Blistergurt mit Kontaktträgern,
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7 ein Stanzgitter mit Kontaktträgern.
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Die 1 zeigt die Teile eines Sprungkontaktschalters in einer Explosionsdarstellung. Der Sprungkontaktschalter ist als Baugruppe aus drei in SMD-Technik auf einen Schaltungsträger 6 montierbaren Teilen konzipiert.
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Diese Teile sind ein Kontaktträger 1, bestehend aus einem Grundkörper 2 mit einem montierten Sprungkontaktelement 3, sowie zwei Festkontaktelemente (4, 5). Die Festkontaktelemente (4, 5) sind als einfach geformte Stanzteile oder Stanzbiegeteile ausgeführt, die mit einem Kontaktniet als Festkontakt 4a versehen sein können. Der hier dargestellte Sprungkontaktschalter ist als Wechselschalter ausgebildet. Selbstverständlich kann der Sprungkontaktschalter alternativ auch als reiner Öffner oder Schließer ausgeführt sein, bei dem nur eines der Festkontaktelemente (4, 5) benötigt wird.
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Der Grundkörper 2 des Kontaktträgers 1 kann vorzugsweise als ein gestanztes Blechteil mit einer u-förmigen Grundfläche 2e ausgebildet sein, an der zwei sich senkrecht zur Grundfläche 2e erstreckende quaderförmige Anformungen 2b angeordnet sind. Die Anformungen 2b bilden zwei Schneidenlager (2c, 2d) für das Sprungkontaktelement 3 aus.
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Wie besonders gut bei gemeinsamer Betrachtung der 1 und 2 ersichtlich ist, ist das Sprungkontaktelement 3 als ein im wesentlichen rechteckförmiger Rahmen 3a ausgebildet, der ebenfalls als Blechstanzteil ausgeführt sein kann. Auf den einander entgegengesetzt gegenüberliegenden Flächen eines Randabschnitts an einer der Schmalseiten des Rahmens 3a sind zwei bewegliche Kontakte (3c, 3d) angebracht oder angeformt. Von der Innenseite dieses Randabschnitts erstreckt sich ein angeformter Blechstreifen in die Ausnehmung des Rahmens 3a, welcher eine Feder 3b ausbildet.
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Die innere Kante des gegenüberliegenden Randabschnitts des Rahmens 3a ist in ein erstes Schneidenlager 2c an der Anformung 2b des Grundkörpers 2 eingesetzt. In einem zweiten Schneidenlager 2d ist der freie Endabschnitt der Feder 3b mechanisch vorgespannt gelagert. Die vorgespannte Feder 3b kann bei einer Verschiebung des Rahmens 3a durch eine Druckbeaufschlagung des Sprungkontaktelements 3 umspringen, wodurch der bewegliche Kontakt 3c am ersten Festkontakt 4a zur Anlage kommt. Nach Wegfall der Druckbeaufschlagung springt die Feder 3b zurück, wodurch das Sprungkontaktelement 3 in seine Ausgangslage zurückgeht.
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Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, liegt in der Ausgangslage des Sprungkontaktelements 3 der bewegliche Kontakt 3d am Festkontakt 5a an. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn der Festkontakt 5a, der nach der Montage des Festkontaktelements 5 auf dem Schaltungsträger 6 noch nicht genau festgelegt ist (ersichtlich in der 2), durch eine mechanische Vorrichtung positioniert wird.
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Diese Vorrichtung kann etwa eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) mechanische Lehre sein, die das Festkontaktelement 5 derart formt, dass der Festkontakt 5a in die eine vorgesehene Position relativ zum Schaltungsträger 6 gelangt.
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In den Darstellungen der 3 und 4 besteht die Vorrichtung aus einem Niederhalter 7, an welchem der den Festkontakt 5a bildende Abschnitt des Festkontaktelements 5 anliegt und dadurch exakt positioniert ist. Der Niederhalter 7 kann dabei ein eigenständiges Bauteil oder ein Teil eines nicht näher dargestellten Gehäuses sein.
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Vorteilhaft an der Verwendung eines Niederhalters 7 oder eines Gehäuses ist zudem, dass daran eine Betätigungsvorrichtung 8, welche eine Betätigungskraft auf das Sprungkontaktelement 3 überträgt geführt oder gelagert sein kann.
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Die 5 verdeutlicht die Montageschritte zur Herstellung des Sprungkontaktschalters. In einem ersten Montageschritt, dargestellt in der 5a, positioniert ein nichtdargestellter SMD-Bestückungsautomat ein erstes Festkontaktelement 4 auf einem Schaltungsträger 6.
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Das Festkontaktelement 4 ist als ein relativ flaches, quaderförmiges Metallplättchen ausgebildet, welches auf seiner Oberfläche einen befestigten Kontaktniet oder erhaben angeformten Festkontakt 4a aufweist.
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Im zweiten Montageschritt (5b) setzt der Bestückungsautomat den Kontaktträger 1 derart auf den Schaltungsträger, dass das Festkontaktelement 4a zwischen den u-förmigen Schenkeln 2a des Grundkörpers 2 liegt und sich der erste Festkontakt 4a direkt unterhalb des beweglichen Kontakts 3c (in den 2 und 4 erkennbar) befindet.
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In einem dritten Montageschritt (5c) setzt der Bestückungsautomat noch das zweite Festkontaktelement 5 auf den Schaltungsträger 6. Das zweite Festkontaktelement 5 ist durch einen etwa u-förmigen mehrfach abgewinkelten Blechstreifen gebildet, dessen Schenkel beidseitig neben den Längsseiten des Grundkörpers 2 auf dem Schaltungsträger 6 aufliegen. An der Grundseite des u-förmigen Blechstreifens ist einstückig ein Kontaktstreifen angeformt, der den zweiten Festkontakt 5a bildet.
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Der Schaltungsträger 6 kann als Leiterplatte, als Hybridkeramik o. ä. ausgebildet sein. Die am Schaltungsträger 6 anliegenden Flächen des ersten Festkontaktelements 4, des Grundkörpers 2 und zweiten Festkontaktelements 5 dienen zugleich als Lötflächen (9a, 9b, 9c) zur Befestigung der Komponenten auf dem Schaltungsträger 6. Zur elektrischen Kontaktierung des Sprungkontaktschalters weist der Schaltungsträger 6 vorzugsweise Leiterbahnen (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf, die sich zu den Lötflächen (9a, 9b, 9c) erstrecken.
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Ist der in der in der 5c dargestellte Montagezustand erreicht, kann der Sprungkontaktschalter, eventuell zusammen mit weiteren auf dem Schaltungsträger angeordneten SMD-Bausteinen, mittels einer Reflow-Lötung auf dem Schaltungsträger 6 fixiert werden. Der Sprungkontaktschalter ist damit, bis auf ein eventuelles Positionieren des zweiten Festkontaktes 5a, fertiggestellt.
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Die 6 und 7 zeigen vorteilhafte Konfektionierungsmöglichkeiten für den Kontaktträger 1. Zur Verwendung als SMD-Bauteil ist der Kontaktträger 1 bereits aus seinen beiden Bestandteilen, dem Grundkörper 2 und dem Sprungkontaktelement 3 vormontiert.
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Derart vormontierte Kontaktträger 1 können gemäß der 6 als vereinzelte Bauteile in einem Blistergurt verpackt und auf bekannte Weise verarbeitet werden.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, mehrere Kontaktträger 1 mit einem einstückig verbundenen Stanzstreifen auszuliefern, aus dem heraus die Grundkörper 2 als Stanzbiegeteile geformt sind. Mit den Grundkörpern 2 verbunden sind hier jeweils wieder die Sprungkontaktelemente 3. Unmittelbar vor der Montage auf den Schaltungsträgern werden die Kontaktträger 1 durch Auftrennen der Verbindungsstege zum Stanzgitterrahmen vereinzelnt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontaktträger
- 2
- Grundkörper
- 2a
- Schenkel
- 2b
- Anformungen
- 2c
- erstes Schneidenlager
- 2d
- zweites Schneidenlager
- 2e
- (u-förmige) Grundfläche
- 3
- Sprungkontaktelement
- 3a
- Rahmen
- 3b
- Feder
- 3c
- erster beweglicher Kontakt (unterer)
- 3d
- zweiter beweglicher Kontakt (oberer)
- 4
- erstes Festkontaktelement
- 4a
- erster Festkontakt (Kontaktniet)
- 5
- zweites Festkontaktelement
- 5a
- zweiter Festkontakt
- 6
- Schaltungsträger
- 7
- Niederhalter
- 8
- Betätigungselement
- 9a, 9b, 9c
- SMD-Lötflächen
- 10
- Blistergurt
- 11
- Stanzgitter
