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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Leiterplattensteckverbinder zum direkten Stecken in eine Bohrung oder im Wesentlichen runde Kontaktzone in einer Leiterplatte zum Herstellen einer Leiterplattensteckverbindung.
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Bei bekannten Kontakten zur Verbindung mit Leiterplatten, wie Einpresskontakten sind teure, maßlich genau festgelegte Werkzeuge erforderlich. Einpresskontakte sind durch mehrere Veröffentlichungen z. B.
EP 0 451 674 A oder
DE 36 23 453 A bekannt. Einer der wesentlichen Nachteile solcher Lösungen besteht darin, dass, wie zuvor erläutert die Werkzeuge zur Herstellung sehr teuer sind und ferner gleichzeitig maßlich unflexibel sind, was wiederum eine aufwendige Entwicklung zur Erzielung des optimalen Endmaßes des Einpresskontaktes bedingt.
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Für diverse Anwendungen und sehr kleine Kontakte ist es ferner von Nachteil, wenn der ursprünglich zur Verfügung stehende Kontaktquerschnitt oft durch Freistanzungen verringert wird und sich dadurch die Stromtragfähigkeit und mechanische Stabilität vermindert oder entsprechend größere Lochdurchmesser gewählt werden müssen.
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Ein Einpresskontakt sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Einpresskontaktes sind aus der
WO 2005 122 337 A1 bekannt. Der bekannte Einpresskontakt umfasst einen Kontaktkörper und zwei einstückig mit diesem ausgebildete Schenkel, die mittels spanloser Bearbeitung gebildet sind, wobei ein Trennvorgang und ein Aufweiten vorgesehen ist, um einen Einpressbereich auszubilden. Die beiden Schenkel bilden eine Spitze, bei der ein Trennspalt vorgesehen ist.
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Die
DE 202 18 295 U1 offenbart ein Kontaktelement für Leiterplatten, mit einem zum Einpressen in eine Bohrung der Leiterplatte bestimmten Stiftteil, der zwei etwa parallele Arme aufweist, die paarweise gegen eine Rückstellkraft aufeinander zu bewegbar ausgebildet sind.
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Die
DE 10 2013 103 818 A1 betrifft ein Verfahren zu Herstellung von Einpresskontakten einer gestanzten Kontur mit einem Anschlusskörper und zwei sich daran anschließenden Schenkeln, die einander gegnüberliegend angeordnet sind, wobei die Schenkel Einpressbereiche und dem Anschlusskörper abgewandte Endbereiche mit Kontaktabschnitten aufweisen, die einander zugewandt und definiert voneinander beabstandet sind und das Umformen der Schenkel umfassend das Aufeinanderzubewegen der Endbereiche der Schenkel unter zumindest teilweiser plastischer Verformung zumindest eines der Schenkel, wobei sich die Kontaktabschnitte der Schenkel nach einer Entlastung zumindest abschnittsweise definiert berühren.
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Diverse andere Einpressverbindungen sind im Stand der Technik hinreichend bekannt und eignen sich insbesondere zur Erzeugung elektrischer Kontakte mit geringen Übergangswiderständen. Die Verbindungen lassen sich zügig und kostengünstig herstellen und können – korrekte Auslegung, Fertigung und Montage vorausgesetzt – eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit gewährleisten. Es ist bekannt, Einpresskontakte mit verformbaren Gestaltelementen zu versehen, die sich bei der Montage des Kontakts möglichst definiert verformen und eine bestimmte Kontaktkraft oder Haltekraft bereitstellen sollen.
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Durch Einpressverbindungen lassen sich bspw. stoffschlüssige Verfahren, etwa Lötverbindungen, zumindest teilweise substituieren. Üblicherweise können Einpressverbindungen unter Ausbildung sowohl einer Kraftschlusskomponente als auch einer Formschlusskomponente erzeugt werden. Es können sich beim Einpresskontakt und/oder der zugehörigen Kontaktaufnahme zumindest minimale Verformungen ergeben, die zu einer Erhöhung der Haltekraft und einer Vergrößerung der Kontaktfläche beitragen können. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bekannte Einpresskontakte fertigungsbedingte Toleranzschwankungen und diverse Probleme in der Praxis aufweisen können, die sich wiederum in großen Streuungen bei Montagekräften und/oder Kontaktkräften der gefügten Verbindungen niederschlagen können. Dies kann einerseits dazu führen, dass keine hinreichend große Kontaktkraft erzeugbar ist, so dass die gewünschte Zuverlässigkeit der Verbindung nicht gegeben ist. Ferner lassen sich die Größen der Kontakte fertigungsbedingt nicht beliebig skalieren, so dass kompakte Bauformen nicht ohne weiteres realisiert werden können.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Kontakt insbesondere einen verbesserten Einpresskontakt bereit zu stellen, welcher auch als kleine kompakte Bauform herstellbar ist und über gute Montage- und Kontaktierungseigenschaften verfügt. Ferner ist es Idee der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorzuschlagen, um solche Kontakte herzustellen.
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Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht in der spezifischen geometrischen Ausgestaltung zweier Kontaktschenkel, die vorzugsweise an ihrem steckseitigen Ende stoffschlüssig und/oder materialschlüssig miteinander verbunden sind.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die im Wesentlichen parallel nebeneinander verlaufenden Kontaktschenkel mit einem oberen Abschnitt, einem Mittenabschnitt zu dem diese Kontaktschenkel zunächst auseinander und sodann wieder aufeinander zu laufen, um dann in einem unteren Abschnitt wieder parallel nebeneinander zu verlaufen und an ihrem einsteckseitigen Ende stoffschlüssig über einen Einführungsabschnitt miteinander verbunden sind.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, am Übergang des Anbindungsabschnitts des Kontaktelements zum oberen Abschnitt, dass der Abstand der beiden Schenkeln zumindest in einem Teilbereich, vorzugsweise über die gesamte Dicke in der Richtung quer zur zuvor genannten Breitenrichtung des Kontaktelements größer ist als der Abstand in dem sich anschließenden oberen Abschnitt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand der beiden Schenkel am Übergang der beiden Schenkeln vom unteren Abschnitt zum Einführungsabschnitt zumindest in einem Teilbereich, vorzugsweise über die gesamte Dicke in der Richtung quer zur zuvor genannten Breitenrichtung des Kontaktelements größer ist als der Abstand in dem sich anschließenden oberen Abschnitt.
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Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass am oberen und/oder unteren Abschnitt des Einpresskontakts, somit am Übergang zwischen den Kontaktschenkeln und dem jeweils massiven Teil des Einpresskontakts (d. h. am Übergang zum Anbindungsabschnitt und/oder am Übergang zum Einführungsabschnitt) Aufweitungen, vorzugsweise haarnadelförmige oder ösenförmige Aufweitungen oder Öffnungen vorgesehen werden. Diese Aufweitungen verlaufen mit Vorteil über die gesamte Dicke des Kontaktelements, sozusagen von einer vorderen Seitenflanke zur gegenüberliegenden rückseitigen Seitenflanke zwischen den Kontaktelementen hindurch. Alternativ kann die jeweilige ösenförmige Aufweitung auch an bzw. im Eintrittsbereich an den Seitenflanken des Kontaktelements verprägt oder teilverprägt sein.
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Erfindungsgemäß ist es daher von Vorteil, wenn sich am Übergang der beiden Schenkeln vom unteren Abschnitt zum Einführungsabschnitt eine wie zuvor genannte ösenförmige Öffnung befindet, die zumindest in einer Schnittebene oder Schliffebene durch das Kontaktelement hindurch ersichtlich ist und sich am Übergang des Anbindungsabschnitts zum oberen Abschnitt ebenfalls eine ösenförmige Öffnung befindet bzw. dort ausgebildet ist, die zumindest in einer Schnittebene oder Schliffebene durch das Kontaktelement hindurch ersichtlich ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Summe der Breite BGES der beiden Schenkel, gebildet aus der Breite BS1 des einen Schenkels in Breitenrichtung und der Breite BS2 des anderen Schenkels in der gleichen Breitenrichtung gemessen und zwar in derjenigen Richtung des Kontaktelements gemessen, in dem es seine maximalen Breite aufweist, gleich oder nahezu gleich der Breite des Kontaktelements im Bereich des Übergangs zum Anschlußabschnitt und/oder im Bereich des Übergangs zum Einführabschnitt des Kontaktes ist.
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Es ist weiter von Vorteil, wenn die Schenkel in dem oberen Abschnitt, in dem sie parallel nebeneinander verlaufen, zumindest abschnittsweise oder vollständig aneinander anliegen und zwar bevorzugt mit denjenigen sich jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Innenseiten der Schenkel, die den Spalt zwischen den Schenkel begrenzen. In einer möglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Breite jedes Schenkels im Verlauf vom Anbindungsabschnitt zum Einführabschnitt konstant ist.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Schenkel in diesem Bereich in dem diese im Wesentlichen parallel verlaufen, in einem Abstand zueinander unter Ausbildung eines Spalts verlaufen, wodurch die Federlänge der Schenkel insgesamt länger wird, was die Elastizität verbessert und die Einpresskraft zum Einpressen verringert.
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Es ist weiter von Vorteil, wenn die Schenkel in dem unteren Abschnitt, in dem sie parallel nebeneinander verlaufen, zumindest abschnittsweise oder vollständig aneinander anliegen, bzw. ebenfalls unter Bildung eines Spalts beabstandet zueinander verlaufen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kontaktanordnung bestehend aus einem wie zuvor beschriebenen Kontaktelement und einer Leiterplatte oder einer Kontaktierungsplatte mit einer Dicke DL mit einer Kontaktzone für das Kontaktelement, wobei im eingesteckten Zustand des Kontaktelements in die Kontaktzone das Kontaktelement mit seinem Einführungsabschnitt aus der Unterseite der Leiterplatte hervorsteht, vorzugsweise mit einer Länge von etwa 0,5 bis 2 mm (zu Testzwecken).
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen vor, dass die Schenkel in einem unteren bzw. oberen Teilabschnitt im aufgeweiteten Bereich der beiden Schenkel gegenüber einem oberen bzw. unteren Teilabschnitt innerhalb des aufgeweiteten Bereichs mit einer größeren Schenkelbreite und/oder einer größeren effektiven Schenkelquerschnittsfläche ausgebildet sind.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kantenradien der außenliegenden Kanten der beiden Schenkel im unteren Einführungsbereich größer ausgebildet sind als im mittigen d. h. aufgeweiteten Kontaktierungsbereich.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Kontaktelement in einer ersten Ansicht;
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2 ein erfindungsgemäßes Kontaktelement in einer zweiten Ansicht mit gegenüber der 1 aufgeweiteten Schenkeln;
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3 eine seitliche Ansicht des Kontaktelements aus der 1 und
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4 eine Detailansicht aus der 1 und
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5–8 jeweils ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 8 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
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In den 1 bis 4 wird ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements 1, bestehend aus einem Einpressabschnitt 10, der aus zwei nebeneinander verlaufenden Schenkeln 20, 30 gebildet wird, gezeigt. Die Schenkel 20, 30 sind an ihren jeweiligen oberen Schenkelenden 21, 31 über einen Anbindungsabschnitt 40 stoffschlüssig miteinander verbunden. Sie verlaufen anschließend (in der Reihenfolge zum steckseitigen Ende hin) im Wesentlichen in einem oberen Abschnitt 41 parallel nebeneinander und dann in einem Mittenabschnitt 42 zunächst auseinander.
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Die Schenkel 20, 30 verlaufen sodann wieder aufeinander zu und verlaufen dann in einem unteren Abschnitt 43 wieder parallel nebeneinander.
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An ihrem anderen, dem einsteckseitigen Ende 22, 32 der Schenkel 20, 30 sind diese stoffschlüssig über einen Einführungsabschnitt 50 wieder miteinander verbunden.
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Am Übergang des Anbindungsabschnitts 40 zum oberen Abschnitt 41 ist der Abstand A der beiden Schenkeln 20, 30 über die gesamte Dicke in der Richtung quer zur zuvor genannten Breitenrichtung des Kontaktelements 1 größer als der Abstand in dem sich anschließenden oberen Abschnitt 41.
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Der Abstand der beiden Schenkel 20, 30 am Übergang der beiden Schenkeln vom unteren Abschnitt 43 zum Einführungsabschnitt 50 ist in einem Teilbereich über die gesamte Dicke in der Richtung quer zur zuvor genannten Breitenrichtung des Kontaktelements größer ist als der Abstand in dem sich darüber anschließenden Abschnitt 42.
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Am Übergang der beiden Schenkeln 20, 30 vom unteren Abschnitt 43 zum Einführungsabschnitt 50 befindet sich eine ösenförmige Öffnung 51 (siehe 4), die zumindest in einer Schnittebene oder Schliffebene durch das Kontaktelement 1 ersichtlich ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verläuft die ösenförmige Öffnung 51 jeweils in den Übergangsbereichen zwischen den Schenkels 20, 30 und den sich daran anschließenden Abschnitten des Kontaktelements 1, wie beispielhaft in der 4 gezeigt. Insofern befindet sich am Übergang des Anbindungsabschnitts 40 zum oberen Abschnitt 41 ebenfalls eine ösen-förmige Öffnung 51, die zumindest in einer Schnittebene oder Schliffebene durch das Kontaktelement 1 ersichtlich ist.
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Die entsprechende Öffnung ist dadurch charakterisiert, dass die Breite der Öffnung in Breitenrichtung größer ist als die Breite des sich unmittelbar anschließenden Spaltes in diesem Bereich.
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Die Summe der Breite BGES der beiden Schenkel 20, 30 gebildet aus der Breite BS1 des einen Schenkels 20 und der Breite BS2 des anderen Schenkels 30 gemessen in derjenigen Richtung des Kontaktelements 1 in dem es seine maximalen Breite aufweist, ist gleich oder nahezu gleich der Breite des Kontaktelements 1 im Bereich des Anschlussabschnittes 40 und auch des Einführabschnittes 50.
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In der 1 ist ferner ersichtlich, dass die Summe der Breite BGES der beiden Schenkel 20, 30 gebildet aus der Breite BS1 des einen Schenkels 20 und der Breite BS2 des anderen Schenkels 30 gemessen in derjenigen Richtung des Kontaktelements 1 in dem es seine maximalen Breite aufweist, auch nahezu gleich der Breite des Kontaktelements 1 im Bereich des oberen und unteren Abschnittes 41, 43 ist, in dem die Schenkel 20, 30 im Wesentlichen parallel aneinanderliegend unter Bildung eines Trennspaltes verlaufen. Die Schenkel 20, 30 verlaufen demzufolge in dem oberen Abschnitt 41 und dem unteren Abschnitt 43 zumindest abschnittsweise aneinander anliegend und parallel.
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In der 2 ist der Verfahrenszustand gezeigt, in dem das Kontaktelement 1 durch Stanzung mit einem Stanzwerkzeug erhalten wurde, wobei die Schenkel 20, 30 gegenüber dem Zustand in der 1 aufgeweitet sind, da mittels des Stanzstempels der Bereich zwischen den Schenkeln 20, 30 frei gestanzt wurde. In sowohl dem Zustand nach der 2 als auch nach der 1 sind allerdings an den Innenflanken der Schenkel 20, 30 Schnittbrüche oder Stanzgratkanten zu erkennen, die typischerweise beim Stanzen entstehen. In einem weiteren Schritt, der nach dem Stanzen erfolgt, wird das Kontaktelement 1 in den in 1 gezeigten Zustand umgeformt.
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In den 5 bis 8 werden weitere Ausführungsbeispiele eines Kontaktelements 1, bestehend aus einem Einpressabschnitt 10, der aus zwei nebeneinander verlaufenden Schenkeln 20, 30 gebildet wird, gezeigt. Die Schenkel 20, 30 sind auch hier an ihren jeweiligen oberen Schenkelenden 21, 31 über einen Anbindungsabschnitt 40 stoffschlüssig miteinander verbunden. Sie verlaufen anschließend (in der Reihenfolge zum steckseitigen Ende hin) im Wesentlichen in einem oberen Abschnitt 41 parallel nebeneinander und dann in einem Mittenabschnitt 42 zunächst auseinander.
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In der Ausführung gemäß 5 sind die Schenkel in einem unterer Teilabschnitt 42b im aufgeweiteten Bereich der beiden Schenkel 20, 30 gegenüber einem oberen Teilabschnitt 42a innerhalb des aufgeweiteten Bereichs mit einer größeren Schenkelbreite (in Breitenrichtung B betrachtet) ausgebildet, was zur Erhöhung der Biegekraft im unteren Bereich führt.
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In den vorliegenden Beispielen verläuft die Trennung des oberen und unteren Teilabschnitts 42a, 42b in etwa in der Mitte des aufgeweiteten Bereichs 42.
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In der Ausführung gemäß 6 sind die Schenkel in einem oberen Teilabschnitt 42a im aufgeweiteten Bereich der beiden Schenkel 20, 30 gegenüber einem unteren Teilabschnitt 42a innerhalb des aufgeweiteten Bereichs mit einer größeren Schenkelbreite (in Breitenrichtung B betrachtet) ausgebildet, was zu einer Erhöhung der Biegekraft in dem oberen Bereich führt.
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Es hat sich weiter, wie mit dem Pfeil KR in der 8 angedeutet, als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kantenradien KR der außenliegenden Kanten der beiden Schenkel 20, 30 im unteren Einführungsbereich 50 überleitend bis in den Kontaktierungsbereich 42 größer ausgebildet sind als im Übrigen mittigen d. h. aufgeweiteten Kontaktierungsbereich 42.
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Die 7 zeigt eine Ausgestaltung bei der die Schenkel 20, 30 in den Bereichen 41, 43 in denen die Schenkel im Wesentlichen parallel verlaufen, in einem Abstand zueinander unter Ausbildung eines Spalts S verlaufen, wodurch die Federlänge der Schenkel 20, 30 insgesamt länger wird, was die Elastizität verbessert und die Einpresskraft zum Einpressen verringert.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung allerdings nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr sind eine Anzahl von Varianten und Ausführungsarten denkbar, welche von der dargestellten Lösung und dem dargestellten Verfahren auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch macht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0451674 A [0002]
- DE 3623453 A [0002]
- WO 2005122337 A1 [0004]
- DE 20218295 U1 [0005]
- DE 102013103818 A1 [0006]
