DE202008001997U1

DE202008001997U1 - Kontaktfeder

Info

Publication number: DE202008001997U1
Application number: DE202008001997U
Authority: DE
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2018-02-15
Also published as: EP2243146A1; TWM360449U; HK1153568A1; WO2009100807A1; KR20100125319A; KR101520347B1; CN101952919B; US8021168B2; US20110028053A1; CA2714938A1; EP2243146B1; CN101952919A; CA2714938C

Abstract

Kontaktfeder mit einem freien Kontaktende (10) zum Herstellens eines elektrischen Kontaktes zwischen dem freien Kontaktende (10) und einer Kontaktfläche, wobei die Kontaktfeder aus N Kontaktfederblechen (12) und N-1 Abstandselementen (14) mit N ≥ 2 ausgebildet ist, wobei die Kontaktfederbleche (12) in einem Klemmbereich (16) mit je einem Abstandselement (14) zwischen zwei benachbarten Kontaktfederblechen (12) fixiert gehalten sind, in einem Federbereich (20) um die Dicke der Abstandselemente (14) voneinander beabstandet sind, frei federnd parallel zueinander bis zum freien Kontaktende (10) verlaufen und am freien Kontaktende (10) in einer gemeinsamen Ebene enden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfederbleche (12) in dem Federbereich (20) wenigstens einen Knick (24) mit jeweils einem vorbestimmten Winkel (26, 28) zwischen der Längsachse (22, 23) der Kontaktfederbleche (12) vor dem Knick (24) und der Längsachse (23) der Kontaktfederbleche (12) nach dem Knick (24) aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktfeder mit einem freien Kontaktende zum Herstellens eines elektrischen Kontaktes an dem freien Kontaktende mit einer Kontaktfläche, wobei die Kontaktfeder aus N Kontaktfederblechen und N-1 Abstandselementen mit N ≥ 2 ausgebildet ist, wobei die Kontaktfederbleche in einem Klemmbereich mit je einem Abstandselement zwischen zwei benachbarten Kontaktfederblechen fixiert gehalten sind, in einem Federbereich um die Dicke der Abstandselemente voneinander beabstandet sind, frei federnd parallel zueinander bis zum freien Kontaktende verlaufen und am freien Kontaktende in einer gemeinsamen Ebene enden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 886 616 B ist eine elektrischer Kontakt bekannt, bei dem ein Kontaktteil mit mehreren blattförmigen Kontaktfedern in Berührung gebracht wird. Hierbei sind Federpakte mit mehreren parallel zueinander angeordneten Einzelfedern vorgesehen die in einer Halterung befestigt sind. Diese Anordnung benötigt einen Messerkontakt, welcher senkrecht zu den Federpakten eingeführt wird und die Einzelfedern der Federpakete senkrecht zu einer Längsachse der Einzelfedern auslenkt. Daher ist die Kontaktanordnung nicht zum Kontaktieren einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfeder der o.g. Art hinsichtlich Kontaktwiderstand und Stromübertragungskapazität zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktfeder der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bei einer Kontaktfeder der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontaktfederbleche in dem Federbereich wenigstens einen Knick mit jeweils einem vorbestimmten Winkel zwischen der Längsachse der Kontaktfederbleche vor dem Knick und der Längsachse der Kontaktfederbleche nach dem Knick aufweisen.
Dies hat den Vorteil, dass eine Kontaktfeder zur Verfügung steht, welche in Richtung parallel zu einer Längsachse der Kontaktfederbleche und Abstandselemente im Klemmbereich einfedern kann, wobei durch den Abstand der Kontaktfederbleche im Federbereich alle Kontaktfederbleche gleichzeitig und unabhängig voneinander einfedern können. Auf diese Weise ist auch bei einer unebenen Kontaktfläche eine wenigstens der Anzahl der Kontaktfederbleche entsprechende Anzahl von Kontaktpunkten bzw. -stellen zwischen dem freien Kontaktende der Kontaktfeder und der Kontaktfläche. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass auf unebenen und/oder nachgiebigen Kontaktflächen, beispielsweise auf Leiterplatten, wiederholt (große Zyklen von 10.000 bis 20.000 oder mehr) ein oder parallel mehrere elektrische Kontakte mit hoher Güte hergestellt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die gemeinsame Ebene des freien Kontaktendes senkrecht zu einer Längsachse der Kontaktfederbleche und Abstandselemente im Klemmbereich angeordnet.
Zweckmäßigerweise weisen die Kontaktfederbleche in dem Federbereich zwei, drei oder vier Knicke auf.
Dadurch, dass ausgehend vom dem freien Kontaktende wenigstens eines der Kontaktfederbleche, insbesondere alle Kontaktfederbleche im Federbereich wenigstens einen Schlitz aufweisen, ergeben sich benachbart zu dem Schlitz unabhängig voneinander federnde Kontaktzungen und es vervielfachen sich die am freien Kontaktende frei federnden Kontaktelemente, so dass sich die Kontaktstellen dementsprechend vervielfachen. Hierbei erstreckt sich der wenigstens eine Schlitz über wenigstens einen Knick der Kontaktfederbleche hinweg und verläuft bevorzugt parallel zu einer Längsachse der Kontaktfederbleche.
Die Kontaktfederbleche und Abstandselemente sind im Klemmbereich beispielsweise miteinander vernietet und/oder verschraubt.
Zweckmäßigerweise erstrecken sich die Abstandselemente über einen Teil des Klemmbereichs oder über die gesamte Länge des Klemmbereichs.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der vorbestimmte Winkel zwischen der Längsachse der Kontaktfederbleche vor dem Knick und der Längsachse der Kontaktfederbleche nach dem Knick für alle Knicke identisch.
Eine im Wesentlichen zick-zack-förmige Ausbildung des Federbereiches erzielt man dadurch, dass im Federbereich der vorbestimmte Winkel zwischen der Längsachse der Kontaktfederbleche vor dem Knick und der Längsachse der Kontaktfederbleche nach dem Knick ausgehend von dem Klemmbereich in Richtung Kontaktende gesehen für einen ersten Knick größer 90° und für jeden weiteren Knick kleiner oder gleich 90° ist.
Zweckmäßigerweise ist die Summe der Winkel 28 von zwei aufeinander folgenden Knicken 24 gleich oder größer 180°.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder Schnittansicht,
2 die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder gemäß 1 in Aufsicht,
3 eine vergrößerte Ansicht von Detail B von 1,
4 eine vergrößerte Ansicht von Detail A von 1,
5 ein Kontaktierungselement mit mehreren erfindungsgemäßen Kontaktfedern in einer Ansicht von unten und
6 das Kontaktierungselement gemäß 5 in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht.
Die in den 1 bis 4 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder umfasst ein freies Kontaktende 10 zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit einer mehr oder weniger ebenen Kontaktfläche (nicht dargestellt). Die Kontaktfeder ist aus N = 11 Kontaktfederblechen 12 und N-1 = 10 Abstandselementen 14 ausgebildet. Die Kontaktfederbleche 12 sind in einem Klemmbereich 16 mit je einem Abstandselement 14 zwischen zwei benachbarten Kontaktfederblechen 12 fixiert gehalten. Hierzu ist ein Stapel bzw. ein Paket aus abwechselnd aufeinander angeordneten Kontaktfederbleche 12 und Abstandselementen 14 mittels Nieten 18 miteinander vernietet. Die Abstandselemente 14 erstrecken sich nur über den Klemmbereich 16. Die Kontaktfederbleche 12 erstrecken sich über den Klemmbereich 16 hinaus und bilden zwischen dem Klemmbereich 16 und dem Kontaktende 10 einen Federbereich 20 aus. In diesem Federbereich 20 sind die Kontaktfederbleche 12 um die Dicke der Abstandselemente 14 voneinander beabstandet und federn dadurch frei und unabhängig voneinander, solange diese nicht aufgrund des Federweges aneinander anstoßen. Weiterhin sind die Kontaktfederbleche 12 derart ausgebildet, dass diese sich über die gesamte Länge des Federbereiches 20 zwischen dem Kontaktende 10 und dem Klemmbereich 16 parallel zueinander erstrecken. An dem freien Kontaktende 10 enden die Kontaktfederbleche 12 in einer gemeinsamen Ebene, welche senkrecht zu einer Längsachse 22 der Kontaktfederbleche 12 im Klemmbereich 16 ausgerichtet ist.
In dem Federbereich 20 ist der Raum zwischen den Kontaktfederblechen 12 leer, d.h. es ist auch kein Abstandselement 14 vorgesehen, wie insbesondere aus 3 und 4 ersichtlich. Dieser freie Raum dient zum Einfedern der Kontaktfeder in Richtung der Längsachse 22.
Erfindungsgemäß weisen die Kontaktfederbleche 12 in dem Federbereich 20 wenigstens einen Knick 24 mit jeweils einem vorbestimmten Winkel 26, 28 zwischen der Längsachse 22 bzw. 23 der Kontaktfederbleche 12 vor dem Knick 24 und der Längsachse 23 der Kontaktfederbleche 12 nach dem Knick 24 auf. Hierbei sind mit dem Bezugszeichen 23 alle Längsachsen nach einem Knick 24 bezeichnet. Mit dem Ausdruck "Winkel" ist zwischen zwei Längsachsen 23 der jeweils kleinere der beiden Komplementärwinkel bei einem Knick 24 gemeint, wie in den 3 und 4 dargestellt.
Ausgehend von dem Kontaktende 10 sind die Kontaktfederbleche 12 jeweils mit einem Schlitz 30 versehen. Der Federweg der erfindungsgemäßen Kontaktfeder wird mit der Dicke der Abstandselemente 14 eingestellt. Die Härte der Feder wird durch die Dicke und Breite der Kontaktfederbleche 12 sowie durch die Anzahl der Kontaktfederbleche 12 eingestellt. Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Anzahl von N = 11 Kontaktfederblechen 12 ist lediglich beispielhaft. Es ist auch eine Anzahl N von kleiner oder größer 11 möglich, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
Die erfindungsgemäße Hochstrom-Kontaktfeder zeichnet sich durch einen sehr geringen Kontaktwiderstand bei ausreichend großem Materialquerschnitt und geringer Federsteifigkeit aus. Die Kontaktfeder ist bevorzugt zum Antasten (kontaktieren) auf ebenen Flächen, wie beispielsweise Pads bzw. Kontaktflächen von Leiterplatten, geeignet.
Die beispielhaft in den Figuren dargestellte Kontaktfeder weist elf Kontaktfederbleche 12 und zehn Abstandselemente bzw. Zwischenbleche 14 auf. Durch den mittleren Schlitz 30 kann die sich durch den Schlitz 30 ergebende linke und rechte Kontaktfederhälfte unabhängig voneinander federn. Dadurch kontaktieren beide Federhälften sicher auf der Kontaktfläche. Die Kontaktfeder bleibt aber weiterhin seitlich stabil. Es können je nach Anwendung auch zwei, drei oder mehr Schlitze 30 vorgesehene sein, wodurch sich eine entsprechende Verdreifachung, Vervierfachung bzw. Vervielfachung der unabhängig voneinander federnden Kontaktfederhälften ergibt.
Durch das Aneinanderreihen von mehreren dünnen Kontaktfedern kann man auch bei einem großen Materialquerschnitt geringe Federkräfte und einen großen Federweg erzielen. Die Abstandselemente bzw. Zwischenbleche 14 sorgen für die nötige Beweglichkeit beim Einfedern, indem Sie einen ausreichend großen Spalt 32 zwischen den Kontaktfederblechen 12 sicherstellen.
Die vielen unabhängig federnden Kontaktstellen bilden die Grundlage für einen niedrigen Kontaktwiderstand, da der Kontaktdruck an jeder Kontaktstelle gleichmäßig hoch ist.
Die erfindungsgemäße Kontaktfeder umfasst einen Block aus S-förmig gebogenen Kontaktfederblechen bzw. Einzelfedern 12, wobei die federnde Geometrie bei allen Kontaktfederblechen bzw. Einzelfedern 12 des Blocks identische ist. Es können aber einzelne Kontaktfederblechen 12 noch zusätzliche Querschnitte haben (Anbauten). Es ergibt sich in vorteilhafter Weise ein niedriger Kontaktwiderstand, ein biegesteifer Kontakt senkrecht zur Arbeits- und Kontaktierungsebene sowie eine weiche Feder mit großem Materialquerschnitt und kompakter Gesamtabmessung. Die Federsteifigkeit wird im Wesentlichen durch Materialstärke und die Anzahl der Kontaktfederbleche bzw. Einzelfedern 12 bestimmt.
5 und 6 zeigen ein Kontaktierungselement 34, welches mehrere erfindungsgemäße Kontaktfedern aufweist, um parallel mehrere voneinander getrennte elektrische Kontakte herzustellen.

Claims

Kontaktfeder mit einem freien Kontaktende (10) zum Herstellens eines elektrischen Kontaktes zwischen dem freien Kontaktende (10) und einer Kontaktfläche, wobei die Kontaktfeder aus N Kontaktfederblechen (12) und N-1 Abstandselementen (14) mit N ≥ 2 ausgebildet ist, wobei die Kontaktfederbleche (12) in einem Klemmbereich (16) mit je einem Abstandselement (14) zwischen zwei benachbarten Kontaktfederblechen (12) fixiert gehalten sind, in einem Federbereich (20) um die Dicke der Abstandselemente (14) voneinander beabstandet sind, frei federnd parallel zueinander bis zum freien Kontaktende (10) verlaufen und am freien Kontaktende (10) in einer gemeinsamen Ebene enden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfederbleche (12) in dem Federbereich (20) wenigstens einen Knick (24) mit jeweils einem vorbestimmten Winkel (26, 28) zwischen der Längsachse (22, 23) der Kontaktfederbleche (12) vor dem Knick (24) und der Längsachse (23) der Kontaktfederbleche (12) nach dem Knick (24) aufweisen.
Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Ebene des freien Kontaktendes (10) senkrecht zu einer Längsachse (22) der Kontaktfederbleche und Abstandselemente im Klemmbereich (16) angeordnet ist.
Kontaktfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfederbleche (12) in dem Federbereich (20) zwei, drei oder vier Knicke (24) aufweisen.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend vom dem freien Kontaktende (10) wenigstens eines der Kontaktfederbleche (12), insbesondere alle Kontaktfederbleche (12), jeweils wenigstens einen Schlitz (30) aufweisen.
Kontaktfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Schlitz (30) über wenigstens einen Knick (24) der Kontaktfederbleche (12) hinweg erstreckt.
Kontaktfeder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Schlitz (30) parallel zu einer Längsachse (23) der Kontaktfederbleche (12) im Federbereich (20) erstreckt.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfederbleche (12) und Abstandselemente (14) im Klemmbereich (16) miteinander vernietet und/oder verschraubt sind.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abstandselemente (14) über einen Teil des Klemmbereichs (16) oder über die gesamte Länge des Klemmbereichs (16) erstrecken.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel (26, 28) zwischen der Längsachse (22, 23) der Kontaktfederbleche (12) vor dem Knick (24) und der Längsachse (23) der Kontaktfederbleche (12) nach dem Knick (24) für alle Knicke (24) identisch ist.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Federbereich (20) der vorbestimmte Winkel (26, 28) zwischen der Längsachse (22, 23) der Kontaktfederbleche (12) vor dem Knick (24) und der Längsachse (23) der Kontaktfederbleche (12) nach dem Knick (24) ausgehend von dem Klemmbereich (16) in Richtung Kontaktende (30) gesehen für einen ersten Knick (24) größer 90° und für jeden weiteren Knick (24) kleiner oder gleich 90° ist.
Kontaktfeder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Winkel (26, 28) von zwei aufeinander folgenden Knicken (24) gleich oder größer 180° ist.