DE102015014553A1

DE102015014553A1 - Elektrisches Kontaktelement zum Einsetzen in eine metallische Bohrung

Info

Publication number: DE102015014553A1
Application number: DE102015014553.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Kontaktelement mit einer Gesamtlänge Lg mit einem Anfangsbereich (1) mit rechteckigem oder quadratische Querschnitt, mit einem in zwei gleiche Hälften geteilten Kontaktbereich KB mit bogenförmig voneinander getrennten Schenkeln (2, 2'), deren Trennflächen (3, 3') an beiden Enden der Trennung (4, 4') einen keilförmigen Übergang (5, 5') zu den ungetrennten Querschnitten (1, 6) aufweisen, an den Kontaktbereich anschließend befindet sich eine Spitze (6) mit einer Länge Ls in einem Bereich von 0,2 × KB bis 3 × KB, vorzugsweise von 0,3 × KB bis 1,5 × KB, die mit dem gleichen ungeteilten Querschnitt des Anfangsbereiches (1) ausgebildet ist, die in eine spitz zulaufende Verjüngung (7) zur leichten Einführung des Kontaktes am steckseitigen Ende übergeht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktelement zum direkten Einbringen in eine metallische Bohrung, z. B. eine metallisierte Bohrung einer Leiterplatte. Derartige Kontaktelemente gibt es in vielfältiger Ausführung mit spezifischen Vor- und Nachteilen.
Ein ähnlicher Kontakt ist aus der EP 1 754 285 bekannt. Dieser Kontakt umfasst einen Kontaktkörper und zwei einstückig mit diesem ausgebildete Schenkel, welche durch eine mittels spanloser Bearbeitung erzeugte Trennfläche getrennt sind und innerhalb eines Einpressbereichs aufgeweitet und in Abstand zueinander angeordnet sind. Zudem ist eine an den Einpressbereich anschließende Spitze vorgesehen, welche von den aufeinander zulaufenden freien Enden der Schenkel gebildet ist.
Der bekannte Kontakt hat viele Vorteile gegenüber nur durch Stanzen hergestellte Kontakte. Bestimmte Anforderungen können damit jedoch nicht erfüllt werden. So ist beispielsweise bei überwachter und protokollierter Fertigung ein Nachweis für die Anwesenheit des Kontaktes im Bauteil erforderlich. Besonders bei einer taktilen Prüfung ist es notwendig, dass der Kontakt aus der Bohrung herausschaut. Bei kleinen Kontakten im Verhältnis zur Bohrungstiefe ist dazu eine längere Spitze erforderlich. Auch ist bei sehr kleinen Kontakten eine Spitze mit getrennten Schenkeln nicht mehr so hilfreich wie bei großen Kontakten. Bei Hochfrequenz-Anwendungen sind wegen der Antennenwirkung dagegen meist möglichst kurze Längen erforderlich. Beispielsweise wird hierfür nach der Anwesenheitsprüfung das „Zurückbohren” in der Leiterplatte angewandt. Die Länge dieser Spitze ist daher auch abhängig von der jeweiligen Anwendung und sollte leicht anpassbar oder nachträglich veränderbar sein.
Aus der EP 0234235 ist ein Kontakt bekannt, der durch eine mittige Ausstanzung einen Längsschlitz (Nadelöhr) und damit zwei beabstandete Schenkel erzeugt. Durch diesen ausgestanzten Längsschlitz besteht die Gefahr, dass die Schenkel bei einer Verformung im Grenzbereich nach innen springen und die Kontaktkraft nicht mehr vorhanden ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und einen verbesserten Kontakt bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kontaktelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Grundgedanke der Erfindung ist es, einen Kontakt bereitzustellen mit einem rechteckigen oder quadratischen Anfangsbereich, der in einem Mittenbereich in zwei gleiche Hälften geteilt ist, die bogenförmig voneinander getrennt sind und deren Trennflächen an beiden Enden der Trennung einen keilförmigen Übergang zum ungetrennten Querschnitt aufweisen, an den Mittelbereich anschließend befindet sich eine Spitze mit einer „technisch sinnvollen” Länge.
Die Vorteile eines kleinen Stanzrasters durch nachträgliche Aufweitung und dass die Schenkel nach innen nicht springen können, bleiben dadurch erhalten und werden kombiniert mit einer technisch sinnvoll langen Kontaktspitze.
Erfindungsgemäß wird daher ein Kontaktelement vorgeschlagen mit einer Gesamtlänge Lg mit einem Anfangsbereich mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, mit einem in zwei gleiche Hälften geteilten Kontaktbereich mit bogenförmig voneinander getrennten Schenkeln, deren Trennflächen an beiden Enden der Trennung einen keilförmigen Übergang zu den ungetrennten Querschnitten aufweisen, an den Kontaktbereich anschließend befindet sich eine Spitze mit einer Länge Ls in einem Bereich von 0,2 × KB bis 3 × KB, vorzugsweise von 0,3 × KB bis 1,5 × KB, die mit dem gleichen ungeteilten Querschnitt des Anfangsbereiches ausgebildet ist, die in eine spitz zulaufende Verjüngung zur leichten Einführung des Kontaktes am steckseitigen Ende übergeht.
Weiter bevorzugt ist es, wenn die Spitze und die Schenkel an den vier Außenkanten einen umlaufenden Radius aufweisen.
Da jeder Kontakt eine ihm eigene, konstante Kraft bei m Einbringen in die Bohrung erzeugt, wird die Flächenpressung von der tatsächlichen Anlagefläche bestimmt. Liegt nun der Kontakt mehr oder weniger undefiniert zusätzlich zu den Radien mit einem Teil der Stanzfläche in der Lochwandung an, wird auch die Flächenpressung undefiniert. Die Haltekraft in der Bohrung schwankt entsprechend.
Daher ist es von Vorteil, wenn an der oberen und unteren Fläche der Schenkel nahe den Kantenradien jeweils eine parallel zur Schenkelbiegung verlaufende Rille eingeprägt ist.
Durch diese Rille ergibt sich eine Vorwölbung der Kantenradien, die wiederum sicherstellt, dass der Kontakt die vorbestimmte Flächenpressung und damit die Haltekraft in der Bohrung immer erreicht. Außerdem ergeben sich so vier klar abgegrenzte, definierte Kontaktstellen pro Kontakt mit entsprechend hoher Kontaktsicherheit.
Aus technischen und ökonomischen Gründen kann es vorteilhaft sein, wenn eine verlängerte Spitze einen kleineren Querschnitt als der Anfangsbereich hat.
Weiter bevorzugt ist es, wenn die Blechdicke aus der das Kontaktelement gefertigt wird, zwischen 0,2 und 0,8 mm beträgt und die Dicke des Kontaktbereiches der Blechdicke entspricht.
Bei kleinen Blechdicken sind auch die Kontaktelemente kurz, relativ zur Leiterplattendicke und dem Bauraum. Je kleiner die Blechdicke ist, desto einfacher ist es daher, im Rahmen des zur Verfügung stehenden Bauraumes, den Kontaktbereich des Kontaktelementes in seiner Länge zu variieren. Dadurch ist es möglich, die Kontaktkraft und die Elastizität genau der jeweiligen Anwendung anzupassen. Bei einer Einpressverbindung sind der Kontaktbereich und dessen Federlänge relativ kurz, da eine hohe Kontaktkraft erforderlich ist und eine gewisse plastische Verformung beabsichtigt ist. Bei einem Steckverbinder ist dagegen der Kontaktbereich relativ lang, da die Elastizität überwiegend wichtig ist. Bei entsprechend angepasster Spitzenlänge kann die Gesamtlänge des Kontaktelementes trotzdem gleich bleiben.
Nachfolgend wird der Kontakt anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
1 zeigt den Kontakt mit seinen Gestaltungsbereichen und Gestaltungselementen.
Der Kontaktkörper mit dem Anfangsbereich 1 ist aus einem leitfähigen und formstabilen Werkstoff hergestellt. Die Schenkel 2, 2' entstehen durch hälftige Trennung des Kontaktkörpers ohne Schnittverluste. Die inneren Trennflächen 3, 3' der Schenkel 2, 2' haben an ihren Enden 4, 4' einen keilförmigen Auslauf 5, 5'. Die Kontaktspitze 6 endet in einem spitz zulaufenden Einführbereich 7.
2 zeigt in einem mittigen Längsschnitt die keilförmigen Ausläufe 5, 5' der inneren Trennflächen 3, 3' der Schenkel sowie den Kontaktbereich KB, die Spitzenlänge Ls und die Gesamtlänge Lg.
3 zeigt den an allen vier Außenkanten umlaufenden Kantenradius 9 und die an den Ober- und Unterseiten der Schenkel 2, 2' eingeprägten Rillen 8, 8'.
Der Kantenradius 9 dient der definierten Flächenpressung an den Kontaktstellen zur Bohrung und der Erzeugung von vier getrennten Kontaktstellen in der Bohrung.
4 zeigt einen mittigen Querschnitt mit den vier Rillen 8, 8' und den vier vorgewölbten Kantenradien 9 und der Kontaktdicke D.
Damit nur diese vier Kantenradien mit der Bohrung in Berührung kommen und nicht zusätzlich die Stanzfläche der Außenseiten, können die Kantenradien 9 durch die Rillenprägung 8, 8' vorgewölbt werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei Kontakten mit einem stark rechteckigen Querschnitt.
Die Rillen 8, 8' haben vorzugsweise einen sanften Auslauf an ihren Enden, damit kein abrupter Aufwurf an den Kanten entsteht.
Die Dicke D des Kontaktbereiches KB über beide Schenkel ist dabei nie größer als die Dicke des Anfangsbereiches 1 und entspricht vorzugsweise der Blechdicke. Dies ist wichtig, damit Einzelkontakte gestapelt und umspritzt werden können.
5 zeigt den Kontakt mit verlängerter und im Querschnitt verringerter Spitze 10.
Diese verlängerte Spitze 10 kann sowohl in der Breite als auch in der Dicke verringert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1754285 [0002]
EP 0234235 [0004]

Claims

Kontaktelement mit einer Gesamtlänge Lg mit einem Anfangsbereich (1) mit rechteckigem oder quadratische Querschnitt, mit einem in zwei gleiche Hälften geteilten Kontaktbereich KB mit bogenförmig voneinander getrennten Schenkeln (2, 2'), deren Trennflächen (3, 3') an beiden Enden der Trennung (4, 4') einen keilförmigen Übergang (5, 5') zu den ungetrennten Querschnitten (1, 6) aufweisen, an den Kontaktbereich anschließend befindet sich eine Spitze (6) mit einer Länge Ls in einem Bereich von 0,2 × KB bis 3 × KB, vorzugsweise von 0,3 × KB bis 1,5 × KB, die mit dem gleichen ungeteilten Querschnitt des Anfangsbereiches (1) ausgebildet ist, die in eine spitz zulaufende Verjüngung (7) zur leichten Einführung des Kontaktes am steckseitigen Ende übergeht.
Kontaktelement nach Anspruch 1, wobei die Spitze (6) und die Schenkel (2, 2') an den vier Außenkanten einen umlaufenden Radius (9) aufweisen.
Kontaktelement nach Anspruch 2, wobei an der oberen und unteren Fläche der Schenkel (2, 2') nahe den Kantenradien jeweils eine parallel zur Schenkelbiegung verlaufende Rille (8, 8') eingeprägt ist.
Kontaktelement nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine verlängerte Spitze (10) einen kleineren Querschnitt als der Anfangsbereich (1) aufweist.
Kontaktelement nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Dicke (D) des Kontaktbereiches (KB) vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,8 mm beträgt.
Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke (D) des Kontaktbereiches (KB) vorzugsweise der Dicke des Anfangsbereiches (1) entspricht.
Kontaktelement nach Anspruch 4, wobei eine verlängerte Spitze (10) eine geringere Breite und eine geringere Dicke als der Anfangsbereich (1) aufweist.