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Die Erfindung betrifft ein Kunststoffgehäuse mit einer Öffnung zum Einpressen eines Einpresskontakts gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Einpresskontakte sind elektrische Kontaktmittel, welche in elektronischen Baugruppen eingesetzt werden, um elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte mit Anschlüssen auf der Außenseite des Gehäuses zu verbinden. Während früher solche elektrischen Kontaktmittel in der Regel bei der Fertigung des Gehäuses der Baugruppe mit dem Kunststoffmaterial umspritzt wurden, werden solche Kontakte zunehmend durch Einpressen, also unter Krafteinwirkung in eine Öffnung im Kunststoffgehäuse eingedrückt.
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Ein solcher Einpresskontakt wird also in eine vorgegebene Einpressrichtung, in der Regel senkrecht zu dem entsprechenden Bereich des Kunststoffgehäuses in einer dort dafür vorgesehenen Öffnung eingepresst. Der Einpresskontakt weist einen ersten elektrischen Kontaktbereich, einen sich daran anschließenden Halteabschnitt sowie einen zweiten elektrischen Kontaktbereich auf, wobei der Halteabschnitt zumindest abschnittsweise ein vorgegebenes Übermaß gegenüber der Öffnung im Kunststoffgehäuse aufweist. Ein solcher Einpresskontakt wird häufig aus einem Blech durch Ausstanzen erzeugt. Dadurch ergibt sich, dass der Einpresskontakt vorzugsweise überall in eine Dimension der Dicke des Blechs entspricht.
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Um dabei einen gewünschten Kraftverlauf zu erreichen und dabei vorzugsweise das Kunststoffmaterial um die Öffnung nicht zu zerstören, aber auch einen stabilen Halt des Einpresskontakts im Kunststoffgehäuse sicherzustellen und womöglich zu dem noch eine empfindliche Galvanisierung auf dem Einpresskontakt nicht zu zerstören, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Formung der Öffnung im Kunststoffgehäuse vorzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
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Generell ist für den Halt nach dem Einpressen erforderlich, dass die Öffnung in eine Querrichtung einen Halteabschnitt aufweist, in welchem zumindest abschnittsweise die Lochbreite um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite des Einpresskontakts in diese Querrichtung ist.
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Gerade für einen Einpresskontakt (1), welche in eine gegenüber der Einpressrichtung (X) senkrechte Querrichtung (Z) konstant breit ist, wie dies beispielsweise bei Stanzteilen üblich ist, ist für eine definierte und nicht zu große Einpresskraft vorteilhaft, dass dieser Halteabschnitt (HBZ) sich in Einpressrichtung (X) gesehen am Ende des Einpressweges befindet und sich in Einpressrichtung (X) nur über eine vorgegebene Länge (LHBZ) kleiner die Länge der gesamten Öffnung in Einpressrichtung (X) erstreckt. Die Lochbreite der Öffnung in diese Querrichtung Z wird also im Verlauf des Einpressweges verkleinert. Während im 1. Teil des Einpressweges der Einpresskontakt noch relativ leicht gängig in die Öffnung eingeführt werden kann, erreicht der am Ende des Einpressweges den Halteabschnitt und nimmt dort die Einpresskraft definiert zu.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Öffnung in den gegenüberliegenden Wänden in diese Querrichtung (Z) jeweils eine Nut (25) zumindest über die Länge (HBZx) des Halteabschnitts (HBZ) in Einpressrichtung (X) auf, so dass in dieser Querrichtung (Z) eine Lochbreite (LBZ5) zwischen diesen Nuten (25) entsteht, wobei die Lochbreite (LBZ5) im Bereich dieser Nuten (25) um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Breite (Z1) des Einpresskontakts diese Querrichtung (Z) ist.
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Die Pinspitze 10 des Einpresskontakts 1 wird somit beim Einpressen in dieser Querrichtung Z nicht gepresst. Vorzugsweise weisen die Nuten (25) zudem in die andere Querrichtung (Y) eine Nutbreite (YN) auf, welche ebenfalls um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Breite (Y0) des elektrischen Kontaktbereichs (10) des Einpresskontakts (1), welcher durch die Öffnung des Kunststoffgehäuses hindurchgeführt wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Öffnung ergeben sich, sofern ein Einpresskontakt verwendet wird, welcher 2 Haltenasen in der anderen Querrichtung aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt zunächst 1 eine Explosionsdarstellung der gesamten elektronischen Baugruppe. Die 3 und 4 zeigen ein 1. Ausführungsbeispiel, die 6 und 7 ein 2. Ausführungsbeispiel und die 5 und 2 eine besonders bevorzugte Weiterbildung, welche sowohl für das 1. als auch das 2. Ausführungsbeispiel angewendet werden können. Zudem ist für jede der 1–7 jeweils ein Koordinatensystem angegeben, wobei in den Schnitten die jeweils nicht sichtbare Richtung gestrichelt angedeutet ist. Alle Abmaße sind zudem durch Verwendung eines entsprechenden Buchstabens der jeweiligen entsprechenden Richtung X, Y oder Z zuordenbar.
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Betrachtet man zunächst 1, so sieht man eine elektronische Baugruppe in einer skizzenhaften Explosionsdarstellung bestehend aus einem Kunststoffgehäuse 2, eine Mehrzahl von Einpresskontakten 1, einer Leiterplatte 3 mit elektronischem Bauelementen und einem Deckel 4 wiederum zum Verschließen des Gehäuses. Wie in dieser Darstellung gut zu erkennen, können die Einpresskontakte 1 Stanzblechteile konstanter Dicke sein, wobei hier in allen Figuren diese als Z-Richtung verwendet wird.
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Die 3A bis 3C stellen nun Schnitte in der Ebene Y-Z dar, wobei durch die Referenzlinien zwischen den 3A bis 3C auf 4 die X-Position jeweils skizziert ist. 4 ist dabei ein Schnitt in der X-Z-Ebene. Um einen verbesserten Halt des Einpresskontakts in Z-Richtung zu erzeugen, ist in einem Halteabschnitt in Z-Richtung die Lochbreite LBZ3 in Z-Richtung in diesem Bereich um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite des Einpresskontakts – gilt also LBZ3 < Z1. Die äußeren 4 Ecken des Einpresskontakts 1 bilden somit eine Presspassung in Z-Richtung gegen die Wand der Öffnung im Kunststoffgehäuse 2. Der Halteabschnitt (HBZ) befindet sich in dieser bevorzugten Ausführungsbeispiel in Einpressrichtung (X) gesehen am Ende des Einpressweges, wie aus der Zusammenschau der 3 und 4 zu erkennen ist, und erstreckt sich in Einpressrichtung (X) nur über eine vorgegebene Länge (LHBZ) kleiner die Länge der gesamten Öffnung in Einpressrichtung (X).
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Betrachtet man nämlich zusätzlich 3C, so ist zu erkennen, dass dort selbst in den 4 äußeren Ecken die Lochbreite LBZ4 größer als die Breite Z1 des Einpresskontakts 1 ist, während die Lochbreite LBZ3 gemäß 3B entsprechend kleiner oder maximal gleich der Breite Z1 des Einpresskontakts 1 ist.
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Die Lochbreite in Z-Richtung ist zudem in Y-Richtung nicht konstant, sondern in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich durch eine Nut 25 unterbrochen -daher auch die Formulierung abschnittsweise bzgl. des Halteabschnitts HBZ.
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Die Öffnung weist also in den gegenüberliegenden Wänden in die zweite Querrichtung (Z) über ihre gesamte Länge in Einpressrichtung (X) jeweils eine Nut (25) auf, so dass in zweiter Querrichtung eine Lochbreite (LBZ5) zwischen diesen Nuten (25) entsteht, welche um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Breite (Z1) des Einpresskontakts in zweiter Querrichtung (Z) ist und zudem die Nuten (25) in erster Querrichtung (Y) eine Nutbreite (YN) aufweisen, welche ebenfalls um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Pinbreite (Y0) der ersten elektrischen Kontaktbereichs (10) des Einpresskontakts (1- hier gestrichelt gezeichnet). Die Nut weist also vorzugsweise eine Breite YN und Lochbreite LBZ5 auf, welche so bemessen ist, dass die Pinspitze 10 mit den gemäß 3A gezeigten Abmaßen Y0–Z1 hindurchgeführt werden kann, ohne dass die empfindliche Galvanisierung dieser Pinspitze beschädigt würde.
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4 zeigt den Schnitt durch die Öffnung im Kunststoffgehäuse 2 mit dem eingepresst en eingepressten Einpresskontakt 1 in der Ebene X-Z, also gerade senkrecht zu der in 1 gewählten Darstellung. In 4 ist dabei der Verlauf der Nut 25 gestrichelt angedeutet und zudem der 3. Halteabschnitt HBZ mit seiner Lage in am Ende des Einpressweges und seiner Lochbreite LBZ3 zu erkennen, während die früheren Abschnitte des Einpressweges, in 4 also die unteren Bereiche mit der Lochbreite LBZ4 geringfügig größer als die Breite Z1 des Einpresskontakts 1 sind.
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In den 3 und 4 ist dabei die Lochbreite LBZ5 in Z-Richtung zwischen den Nuten 25 sogar größer als die Lochbreite LBZ4 in den äußeren Ecken und erstreckt sich über die gesamte Länge der Öffnung. Dies wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn relativ hohe Fertigungstoleranzen für die Breite Z1 des Einpresskontakts denkbar sind und die PIN Spitze 10 besonders geschützt werden soll. Liegen diese besonderen Anforderungen jedoch nicht vor, kann auch eine Ausgestaltung gemäß den 6 und 7 verwendet werden, welche nachfolgend hinsichtlich der Unterschiede zu den 3 und 4 näher erläutert werden sollen.
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So ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 6 und 7 nämlich die Nut 25 jeweils nur auf die Länge HBZx des Halteabschnitts HBZ beschränkt und in der Nut die Lochbreite LBZ4 vorgesehen, so dass sich im vorderen Bereich des Einpressweges gemäß 6C ein rechteckförmiger Querschnitt ergibt.
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Die nun im Zusammenhang mit den 3 und 4 bzw. 6 und 7 dargestellten Dimensionierungen der Öffnung in Z-Richtung sind bewusst unabhängig von den Dimensionierung den des Einpresskontakts 1 in Y-Richtung gewählt.
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Nachfolgend soll eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung anhand der 5 und 2 erläutert werden, welche sich für beide der vorangehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele eignet.
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Die 5 zeigt nun einen Schnitt durch den Einpresskontakt 1 eingeführt in die Öffnung des Kunststoffgehäuses 2 in der Ebene X-Y. Zu erkennen ist dabei der Grundaufbau des Einpresskontakts 1 beginnend mit seiner Spitze und dem 1. elektrischen Kontaktbereich 10 mit einer Breite Y0 (also in 1. Querrichtung Y). Der erste elektrische Kontaktbereich (10) weist dabei vorzugsweise in die erste Querrichtung (Y) eine Pinbreite (Y0) auf, welche kleiner als die kleinste Lochbreite (LBY1) des Halteabschnitts in erste Querrichtung (Y) ist.
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Daran schließt sich der Grundkörper 13 an, wobei dieser an der Position X1 die 1. Haltenasen 11 mit einer sich daraus ergebenden Gesamtbreite Y1 und an der Position X2 die 2. Haltenasen 12 mit einer sich daraus ergebenden Gesamtbreite Y2 aufweist. Daran schließt sich wiederum der 2. elektrische Kontaktbereich 14 an. Erfindungsgemäß sind die 2. Haltenasen 12 insgesamt breiter als die 1. Haltenasen – es gilt also Y2 > Y1. Da ein solcher Einpresskontakt grundsätzlich eine Selbstständig handelbare Einheit ist und in eine konventionelle gleichförmige Öffnung in einem Kunststoffgehäuse eingepresst werden kann, wird ein separater Schutz für diesen Einpresskontakt beansprucht.
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Die 5 und insbesondere auch die 2 zeigen jedoch ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel zu dem eine besonders bevorzugte Ausgestaltung und Formgebung des Kunststoffgehäuses 2. So ist nämlich die Öffnung im Kunststoffgehäuse in diese 1. Querrichtung Y ebenfalls nicht konstant, sondern in einen 1. Halteabschnitt HBX1 mit einer 1. Lochbreite LBY1 und in einen 2. Halteabschnitt HBX2 mit einer 2. Lochbreite LBY2 unterteilt, wobei die Öffnung zudem geneigte Übergangsbereiche am Eingang der Öffnung und zwischen diesen Halteabschnitten aufweist.
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Die 2A bis 2D zeigen nun jeweils Schnitte durch die Öffnung in der Ebene Y-Z an unterschiedlichen Positionen in X Richtung, wobei die jeweilige Position durch den gestrichelten Pfeile und Bezugnahme auf 5 gezeigt wird. Der fettgezeichnete Rand entspricht dem Rand der Öffnung einer jeweiligen Position vor dem Einpressen des Einpresskontakts, gestrichelt ist in den Figuren jeweils die Ausdehnung des Einpresskontakts angedeutet. Natürlich kommt es durch das Einpressen des Einpresskontakts zu einer gewissen Verformung des Rands der Öffnung, was sich aber in dieser skizzenhaften Darstellung nicht geeignet darstellen lässt und daher die Einpresskontakte hier nur skizzenhaft angedeutet sind. Ausdrücklich sei hier darauf hingewiesen, dass in diesem Ausführungsbeispiel in den 2A bis 2D in Z-Richtung gerade keine Anpassungen erfolgen – diese wurden ja bereits bzgl. der 3/4 und 6/7 erläutert.
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So zeigt 2A, dass der Einpresskontakt (1) im Halteabschnitt an dieser ersten Position (X1) in Einpressrichtung (X) auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils die ersten Haltenasen (11) aufweist, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts (13) ein erstes Übermaß (Y1 > LBY1) in eine erste Querrichtung (Y) senkrecht zur Einpressrichtung (X) aufweisen.
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2B zeigt nun den Schnitt im Bereich des normalen Grundkörpers 13 mit seiner Breite Y3 kleiner als die Lochbreite LBY1.
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Der Einpresskontakt (1) hat zudem im Halteabschnitt an einer zweiten, gegenüber der ersten in Einpressrichtung zurückversetzten Position (X2 > X1) wiederum auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils eine zweite Haltenase (12) aufweist, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts ein zweites Übermaß (Y2) in die erste Querrichtung (Y) aufweisen. Dies ist im Schnitt 2D dargestellt. Zudem ist das zweite Übermaß größer als das erste Übermaß (Y2 > Y1).
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Der zweite Halteabschnitt (HBY2) in die erste Querrichtung (Y) hat zudem in dieser bevorzugten Ausgestaltung eine zweite Lochbreite (LBY2 mit einem vorgegebenen Maß (LBY2 < Y2) kleiner als die zweiten Haltenasen (12), wobei die zweite Lochbreite (LBY2) jedoch größer als das Maß (Y1) der ersten Haltenasen (11) in diese erste Querrichtung (Y) ist, was anhand der Hilfslinien zwischen den 2A bis 2D angedeutet ist.
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Eine solche Öffnung mit zwei unterschiedlichen Lochbreiten kann beispielsweise durch zwei Werkzeuge erzeugt werden, welche von unterschiedlichen Richtungen aus die Öffnung formen, also bspw. die erste Lochbreite und der erste Halteabschnitt HBX1 mit LBY1 von der Oberseite gemäß 5 – der zweite Halteabschnitt HBX2 mit der Lochbreite LBY2 von unten gemäß 5, also der Einpressrichtung X aus.
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Betrachtet man nochmals in 2A bis 2D die Z-Richtung, so ist diese in diesem Ausführungsbeispiel zunächst als konstant über die gesamte Länge der Öffnung angenommen. Es sei jedoch nochmals ausdrücklich klargestellt, dass eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung die Kombination der Ausführungsbeispiele aus den 3/4 oder 6/7 mit denen in 5/2 ist, also eine Öffnung im Kunststoffgehäuse 2, welche sowohl in Y Richtung gemäß den 2A bis 2D 22 Halteabschnitte HBX1, HBX2 mit unterschiedlichen Lochbreiten LBY1 und LBY2 als auch einen dritten Halteabschnitt HBZ aufweist und rein für das Verständnis der unterschiedlichen Aspekte eine Auftrennung in mehrere Ausführungsbeispiele vorgesehen wurde, da bei Kombination beider Aspekte in eine Figur die Darstellung weniger leicht verständlich gewesen wäre.
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Vorzugsweise wird eine elektronische Baugruppe somit mit einem entsprechenden Kunststoffgehäuse mit zumindest einer Öffnung und zumindest einem entsprechenden in jeweils einer dieser Öffnungen eingesetzt. Dabei weist die Öffnung vorzugsweise sowohl in Y-Richtung Halteabschnitte HBX1, HBX2 mit unterschiedlichen Lochbreiten LBY1 und LBY2 als auch einen dritten Halteabschnitt HBZ in Z-Richtung auf und wird jeweils ein Einpresskontakt mit 2 Paaren von Haltenasen verwendet. Die ersten Kontaktelemente (11) des Einpresskontakts (1) bilden vorzugsweise Pins eines im Kunststoffgehäuse (2) ausgebildeten Steckerbereichs und die zweiten Kontaktelemente (14) des Einpresskontakts sind mit einer elektrischen Leiterplatte (3) im Inneren des Kunststoffgehäuses verbunden.
