DE10236833A1

DE10236833A1 - Elektrisches Kontaktelement

Info

Publication number: DE10236833A1
Application number: DE2002136833
Authority: DE
Inventors: Werner Koster
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2004-02-26

Abstract

Es wird ein aus einem gestanzten und gebogenen Blechteil hergestelltes, mit einem eine zylindersegmentartige Kontur aufweisenden Abschnitt in eine Substrat-Bohrung einsetzbares, elektrisches Kontaktelement vorgeschlagen, bei dem zum Zweck der Gewährleistung einer auch über einen längeren Zeitraum einwandfreien elektrischen Verbindung die beiden sich nahezu parallel zur Längsachse des Kontaktelementes erstreckenden freien Enden des Abschnitts in gegenläufiger Form in Richtung auf die Kontaktelement-Längsachse zu derart umgebogen sind, daß ein dem einen freien Ende zugehöriger erster Endbereich sich an einem dem anderen freien Ende zugehörigen zweiten Endbereich bei in die Bohrung eingesetztem Kontaktelement zumindest punktuell abstützt.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Kontaktelement aus. Ein derartiges Bauelement ist dafür vorgesehen, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen z.B. einer auf einem vorzugsweise als Leiterplatte ausgebildeten Substrat vorhandenen Leiterbahn/Schaltungsanordnung und einem an dem Kontaktelement angeschlossenen bzw. anschließbaren elektrischen Bauteil – wie z. B. einer elektrischen Leitung bzw. einem derselben zugehörigen, zwischengeschalteten Steckverbindungsteil oder direkt mit einem zugeordneten elektrischen Gerät/Aggregat zu realisieren.

Durch die GB-PS 1 540 623 ist ein etwa hülsenartig ausgebildetes elektrisches Kontaktelement bekannt geworden, bei der dasselbe einer an einem als Leiterplatte ausgebildeten Substrat vorhandenen, mit einer auf dem Substrat befindlichen Leiterbahn verbundenen Kontaktzone zuordenbar ist, wobei die Kontaktzone eine im Substrat vorhandene Bohrung umgibt, in die das partiell aus einem Blechteil bestehende Kontaktelement eingepreßt wird.

Das Kontaktelement ist auf der einen Seite mit einem pfostenartigen Ansatz versehen, der mittels der sogenannten Wickelmethode (Wire/Wrap-Process) mit einer elektrischen Anschlußleitung verbindbar ist. Auf der anderen Seite weist das Kontaktelement einen profilierten Ansatz auf, der einen Teil einer Steckverbindungsvorrichtung bildet.

Das aus Blech gebildete Kontaktelement ist einerseits mit einem eine etwa konusförmige Kontur aufweisenden ersten Abschnitt und einem daran anschließenden zweiten Abschnitt versehen, der über einen Umfangswinkel von mehr als 180° eine etwa zylindersegmentartige Kontur aufweist.

Der erste Abschnitt dient zur Vorführung des Kontaktelementes beim Einsetzen in die zugeordnete Bohrung, während durch den zweiten Abschnitt das Kontaktelement kraftschlüssig in der Bohrung gehalten wird.

Problematisch bei dieser bekannten Ausführungsform ist, daß das Kontaktelement allein von der eigenen Federkraft in der Bohrung gehalten wird. Da jede Feder das Bestreben hat, zu relaxieren, läßt somit die in Richtung auf die Bohrungswandung wirkende Kontaktkraft zwangsläufig im Laufe der Zeit nach, womit die Lebensdauer einer solchen elektrischen Verbindung begrenzt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kontaktelement zu schaffen, durch das eine auch über einen längeren Zeitraum einwandfreie elektrische Verbindung zu einer auf einem Substrat befindlichen Kontaktstelle gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einem derartigen Aufbau eines elektrischen Kontaktelementes ist, daß dasselbe durch relativ einfache Stanz-/Biege-Prozeßschritte aus einem insbesondere eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisenden, relativ dünnen Blechstreifen herstellbar ist, wobei selbst bei einem derart ausgeführten Kontaktelement eine recht hohe Haltekraft sichergestellt ist.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigen:
1a das in einem im Längsschnitt gemäß Linie A-A dargestellten plattenförmigen Substrat angeordnete Kontaktelement,
1b das in dem Substrat nach 1a angeordnete Kontaktelement in Draufsicht,
2 das Kontaktelement nach 1 in verschiedenen Ansichten und Schnitten.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein zur Aufnahme in einem insbesondere als Leiterplatte ausgebildeten plattenförmigen Substrat 2 vorgesehenes, aus einem gestanzten und gebogenen Blechteil 1 bestehendes elektrisches Kontaktelement aus einem einerseits eine gute elektrische Leitfähigkeit und andererseits eine gute Federeigenschaft aufweisenden Material hergestellt.
Das Kontaktelement 1 ist in Richtung seiner Längsachse mit zwei hintereinander liegenden Abschnitten 1a,1b versehen, wovon der erste zur leichteren Einführung des Kontaktelementes 1 in eine im Substrat 2 vorhandene Bohrung 2c vorgesehene Abschnitt 1a eine etwa konusförmige Kontur aufweist. Der zweite Abschnitt 1b ist dagegen über einen Umfangswinkel von mehr als 180° mit einer etwa zylindersegmentartigen Kontur versehen, durch die das Kontaktelement kraftschlüssig im Substrat 2 festgelegt wird. Dabei wird die elektrische Verbindung zu einer auf der einen und/oder der anderen Oberfläche 2a, 2b des Substrats 2 befindlichen Kontaktzone 3 bzw. einer damit in Verbindung stehenden Leiterbahn 3a durch einen der Bohrungswandung 2c' zugeordneten Kontaktzonenabschnitt 3b gewährleistet, wobei derselbe vorteilhafterweise auch bei einer nur auf einer (2a) der beiden Oberflächen 2a,2b befindlichen Kontaktzone 3 bis in den der Bohrung 2c benachbarten Randbereich der anderen Oberfläche (2b) geführt ist.
Um eine elektrische Verbindung zwischen der mit der Kontaktzone 3 in Verbindung stehenden Leiterbahn 3a bzw derselben zugeordneten, einer elektrischen/elektronischen Schaltungsanordnung zugehörigen elektrischen/elektronischen Bauelementen und den dem Kontaktelement zugeordneten elektrischen Bauteilen, wie z.B. einem elektrischen Gerät bzw. einer damit verbundene elektrische Leitung, zu ermöglichen, ist an dem zweiten Abschnitt 1b des Kontaktelementes 1 eine Anschlußfahne 1c vorhanden, durch die eine solche Verbindung in Form eines Löt- bzw. Steckverbindungsanschlusses (Steckerstift bzw. Steckhülse) oder auch in einstückiger Art und Weise realisierbar ist.
Natürlich kann eine solche Anschlußfahne auch dem konisch ausgebildeten ersten Abschnitt zugeordnet sein.
Um die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktzone 3 noch sicherer zu gestalten, ist im Bereich der Bohrung 2c ein Verbindungsmittel 4 – wie z.B. ein im wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführtes, beispielsweise durch Nietung form- und/oder kraftschlüssig mit der Kontaktzone 3 bzw. dem Kontaktzonenabschnitt 3b verbundenes Zwischenglied oder eine entsprechend ausgebildete, stoffschlüssig mit der Kontaktzone 3 verbundene, vorzugsweise aus Zinn bestehende Materialschicht – angeordnet, welches mit der Kontaktzone 3 insbesondere im Bereich des Kontaktzonenabschnitts 3b z.B. durch Nietung form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
An der Innenwandung 4' dieses aus duktilem, elektrisch gut leitfähigen Material hergestellten Verbindungsmittels 4 stützt sich das Kontaktelement mit seinem an den ersten, insbesondere der Vorführung dienenden Abschnitt 1a anschließenden zweiten Abschnitt 1b ab, wobei derselbe über einen Umfangswinkel von zumindest 180° eine zylindersegmentartige Kontur aufweist, d.h., über einen Bereich von mehr als 180° liegt die Oberfläche des zweiten Abschnitts 1b an der Innenwandung 4' des Zwischenteils 4. Die beiden sich nahezu parallel zur Längsachse des Kontaktelementes erstreckenden freien Enden 1b', 1b'' des zweiten Abschnitts 1b sind in gegenläufiger Form in Richtung auf die Längsachse x des Kontaktelementes derart umgebogen, daß ein dem einen freien Ende 1b' zugehöriger erster Endbereich 1b* sich an einem dem anderen freien Ende 1b'' zugehörigen zweiten Endbereich 1b** bei in der Bohrung 2c befindlichem Kontaktelement zumindest punktuell abstützt.
Dadurch ist gewährleistet, daß die vom zweiten Abschnitt auf die Innenwandung des Zwischengliedes 4 ausgeübte Kontaktkraft über die durch andere Kriterien bestimmte Lebensdauer des Kontaktelementes praktisch nicht nachläßt.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin günstig, wenn der durch den Kontaktzonenabschnitt 3b bzw. durch die Innenwandung 4' des Verbindungsmittels 4 bestimmte Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung so gewählt ist, daß die freien Enden 1b', 1b'' des zweiten Abschnitts 1b sich im eingepreßten Zustand des Kontaktelementes an der inneren Oberfläche derselben abstützen. Dadurch wird nämlich der Kontaktwiderstand des Kontaktelementes infolge Parallelschaltung der möglichen Widerstands- bzw. Stromwege weiter verbessert.

Claims

Elektrisches Kontaktelement für die Verbindung einer auf einem plattenförmigen Substrat (2) vorhandenen elektrisch leitfähigen Konktaktzone (3) mit einem dem Kontaktelement zugeordneten bzw. zuzuordnenden elektrischen Bauteil, wobei das Kontaktelement in eine der Kontaktzone (3) zugehörige, im Substrat (2) vorhandene Bohrung (2c) einsetzbar ist und aus einem partiell annähernd hülsenartig geformtem, elektrisch leitfähigen Blechteil (1) besteht sowie bzgl. seiner Längserstreckung zwei über einen Anschlußbereich (1c) mit dem elektrischen Bauteil in Verbindung stehende Abschnitte (1a,1b) aufweist, wobei der als Vorführung für den der Bohrung (2) kraftschlüssig zuzuordnenden zweiten Abschnitt (1b) dienende erste Abschnitt (1a) eine im wesentlichen konusförmige Kontur aufweist und wobei der zweite Abschnitt (1b) über einen Umfangswinkel von mehr als 180° eine etwa zylindersegmentartige Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich nahezu parallel zur Längsachse des Kontaktelementes erstreckenden freien Enden (1b',1b'') des zweiten Abschnitts (1b) des Blechteils (1) in gegenläufiger Form in Richtung auf die Kontaktelement-Längsachse (x) zu derart umgebogen sind, daß ein dem einen freien Ende (1b') zugehöriger erster Endbereich (1b*) sich an einem dem anderen freien Ende (1b'') zugehörigen zweiten Endbereich (1b**) bei in die Bohrung (2c) eingesetztem Kontaktelement zumindest punktuell abstützt.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzone (3) aus einer auf zumindest einer der beiden Oberflächen (2a,2b) des plattenförmigen Substrates (2) befindlichen Metallschicht besteht, die sich bis in die zur Aufnahme des zweiten Abschnitts (1b) des partiell annähernd hülsenartigen Blechteils (1) vorgesehene Bohrung (2c) fortsetzt.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) aus einer Leiterplatte besteht und daß die der Kontaktzone (3) zugehörige Bohrung (2c) an ihrer den zweiten Abschnitt (1b) des Blechteils (1) umgebenden Bohrungswandung (2c') vollkommen mit der Metallschicht versehen ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (2c) ein für die Verbindung des das Kontaktelement bildenden Blechteils (1) mit der Kontaktzone (3) vorgesehenes, im wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführtes Verbindungsmittel (4) angeordnet ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (4) als ein in der Bohrung (2c) kraft- und/oder formschlüssig gehaltenes rohrförmiges Zwischenglied ausgebildet ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (4) als stoffschlüssig mit der Kontaktzone verbundene Materialschicht ausgeführt ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschicht aus Zinn besteht.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlzylindrische Verbindungsmittel (4) an seinen beiden im Bereich der beiden Substratoberflächen (2a,2b) liegenden Enden trichterförmig ausgeführt ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Kontaktelement bildende Blechteil (1) aus einem eine gute Federeigenschaft aufweisenden Werkstoff besteht.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das das Kontaktelement bildende Blechteil (1) auf zumindest einer seiner beiden Oberflächen eine Edelmetallbeschichtung aufweist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelmetallbeschichtung auf der mit der Kontaktzone (3) kooperierenden Oberfläche des das Kontaktelement bildenden Blechteiles (1) vorhanden ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelmetallbeschichtung in dem sich an die Kontaktzone (3) kraftschlüssig anlegenden Bereich der Oberfläche des Blechteils (1) vorhanden ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dem elektrischen Bauteil zugeordnete bzw zuzuordnende Anschlußbereich des das Kontaktelement bildenden Blechteils (1) form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit demselben verbunden ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dem elektrischen Bauteil zugeordnete Anschlußbereich des das Kontaktelement bildenden Blechteils (1) einstückig mit demselben verbunden ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dem elektrischen Bauteil zuzuordnende Anschlußbereich des das Kontaktelement bildenden Blechteils (1) als mit einem am elektrischen Bauteil vorhandenen Steckverbindungsteil kooperierendes Gegen-Steckverbindungsteil ausgebildet ist.