DE2140453C3

DE2140453C3 - Kontaktfeder für Steckverbinder

Info

Publication number: DE2140453C3
Application number: DE19712140453
Authority: DE
Inventors: Hermann 7101 Flein Sturm
Original assignee: Bach & Co 7100 Heilbronn
Current assignee: Bach & Co 7100 Heilbronn
Priority date: 1971-08-12
Filing date: 1971-08-12
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB1398164A; DE2140453A1; DE2140453B2; FR2150143A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktfeder nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

Aus tier DfI-AS 10 82 645 ist eine Kontaktfeder dieser

Art bekannt geworden, bei welcher die mit Edelmetall belegten Kontaktflächen an den Endabschnitten von U-förmigen Federschenkeln 17, welche nach dem Stanzen um ihre Längsachse verschränkt werden. Hierdurch kann zwar die durch die Stanzform festgelegte Größe der breiten Edelmetall-Kontakte, zur Kontaktierung mit einer eingeführten Steck^rzunge ausgenützt werden. Wegen der notwendigen Verschränkung müssen jedoch die Federschenkel in der

ίο Stanzform wesentlich größeren Abstand voneinander haben, als dies für eine beidseitige Anlage der Kontaktflächen an einer eingeführten Steckerzunge erforderlich isL Demgemäß müssen die verschränkten Federschenkel in einem zweiten Arbeitsgang so

η gegeneinander gebogen werden, daß der erforderliche Kontaktabstand erreicht wird.

Bei den relativ geringen Abmessungen, welche bei Steckverbindern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angestrebt werden, muß bei allen auftretenden Dicken-Toleranzen der in Betracht gezogenen Steckerzungen sichergestellt sein, daß diese Steckerzungen beim Einführen in die zweischenkligen Kontaktfedern keine bleibende Verformung dieser Kontaktfedern verursachen, sondern daß die Federschenkel nur in ihrem elastischen Bereich ve.rformt werden und in stationärem Zustand einen ausreichend hohen Kontaktdruck gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ge-

jo nannten Maßnahmen vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Umformung aus dem Hochkant-Zustand in den Flachkant-Zustand wird nicht nur die Federelastizität, die beim Einstecken einer Steckerzunge notwendig ist, erheblich verbessert, sondern zusätzlich auch eine Verbreiterung der Kontaktfläche und demgemäß eine Erniedrigung des Übergangswiderstandes an den Kontakten erzielt

Die Verformung in eineri flacii rechteckförmigen Querschnitt eines im Ausgangszustand einen quadratisehen Querschnitt aufweisenden Drahtes ist aus der US-PS 35 i6 048 bekannt Dort gehören die an der Vorderseite bzw. an der Rückseite eines einzuführenden Kontaktsteckers bestimmten Schenkel zu zwei voneinander getrennten und lediglich durch das umschließende Gehäuse miteinander mechanisch verbundenen Kontaktfedern. In der US-PS 35 96 234 und der US-PS 31 72 718 sind Kontaktfedern gezeigt, deren Schenkel und Kontaktzonen durch Preßdruck verformt sind, jedoch nicht geeignet sind, auf beiden Seiten eines

so eingesteckten Kontaktmessers oder einer Steckerzungan einen elektrischen Kontakt herzustellen. Diese Kontaktfedern eignen sich nur für eine einseitige Kontaktgabe und können nicht zu einer einzigen Feder zusammengefaßt werden.

Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

So ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 besonders vorteilhaft, wenn die parallel zur Symmetrieebene gemessene Breite bzw,

w) Stärke der Kontaktfederschenkel von ihrer Verbindungszone mit dem Schaft bis /um freien Schenkelende fortschreitend zunimmt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Haftfestigkeit der Kontaktfeder in einer als Träger dienenden Isolierstoffplatte dadurch

h^r, verbessert werden, daß in unmittelbarer Nähe der Verbindungszone des Schaftes der Kontaktfeder und ihrer beiden Kontaktfedcrschcnkcl sägc/ahnförmige Ansätze vorgesehen sind. Um den Sit/ der Kontaktfe-

der und ihre Haftfestigkeit in einer Isolierstoffplatte zu verbessern, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Verbindungszone der beiden Kontaktfederschenkel gegen den Schaft hin durch mindestens eine Schulterfläche begrenzt ist, welche beim Einstecken der Kontaktfeder auf der Isolierstoffplatte zur Anlage kommt und dabei die Einstecktiefe der Kontaktfeder begrenzt. Durch die erfindungsgemäße, spanlose Verformung der Kontaktfederschenkel ist es ohne weiteres möglich, die Preßoder Prägstempel derart auszubilden, daß die Kontaktfederschenkel in der Nähe ihrer Endabschnitte gegeneinander vorgewölbte Kontaktzonen erhallen. Diese Kontaktzonen stehen einander so dicht gegenüber, daß beim Einführen von Gegenständen der Steckverbindung bildenden Steckerstiften oder Steckerzungen die Schenkel unter federelastischer Verspannung auseinandergedrückt werden. Die Sicherheit der Kontaktgabe zu erhöhen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an jeder dieser vorgewölbten Kontaktzonen eine Auflage aus Edelmetall, insbesondere aus Silber oder Gold, an den einander gegenüberstehenden Flächen vorgesehen sein. Derartige Auflagen lassen sich durch gezielte Galvanikbehandlung aufbringen und erfordern. einen nur geringen Aufwand an Edelmetall. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die sich an die eben erwähnten Kontaktzonen anschließenden Schenkelendabschnitte mit Schrägneigung gegen die Symmetrieebene aufgespreizt sind. Hierdurch wird vor allem bei mehrpoligen Steckverbindern das Einführen der Steckerstifte oder Steckerzungen wesentlich vereinfacht und darüberhinaus vermieden, daß bei ungenauem Ansetzen dieser Gegenkontaktstücke die Kontaktfederschenkel über ihre Elastizitätsgrenze hinaus verformt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Kontaktfeder gemäß der Erfindung nach dem ersten, durch Stanzen erfolgenden Bearbeitungsvorgang,

Fig.2 nach dem sich anschiießenden Kaltverformungsvorgang, ebenfalls in der Ansicht auf die Breitseite des Kontaktfederschaftes und

F i g. 3 in verformten! Zustand, jedoch in der Ansicht auf eine der Schnittkanten des Kontaktfederschaftes,

F i g. 4 in einem nach der Linie IV in F i g. 1 geführten Schnitt und

F i g. 5 in einem nach der Linie V-V in F i g. 2 nach der Kaltverformung der Kontaktfeder geführten Schnitt.

Die Kontaktfeder wird zunächst als Stanzteil aus einem gleichmäßige Stärke aufweisenden Blechstreifen, der aus verhältnismäßig weichem Federmessing oder aus Bronze bestehen kann, in der aus Fig.! ersichtlichen Form hergestellt. In diesem Zustand schließt sich an den schlanken, rechteckigen oder quadratischen Schaft 1 ein U-förmig'js, gegabeltes Kopfstück an, dessen Schenkel 2 und 3 an ihren inneren Längskanten 4 parallel zueinander verlaufen und gleich große Abstände gegenüber einer gemeinsamen Symmetrieebene AA haben. An der bei 5 angedeuteten Verbindiingszone gehen die beiden inneren Längskanten 4 mit einer Ausrunderung 6 ineinander über. Die in Fig. I dargestellten Breitseiten der Schenkel 2 und 3 verjüngen sich von der Verbindungszone 5 gegen ihre Endkante 7 hin geringfügig und weisen in dem in F i g. 1 dargestellten Bearbeitungszustand die gleiche Stärke wie der Schaft 1 auf.

In unmittelbarer Nähe der Verbindungszone 5 sind an beiden Längskanten des Schaftes 1 je zwei sägezahnförmige Vorsprünge 8 vorgesehen, die einen sicheren Sitz des Schaftes 1 und demzufolge der ganzen Kontaktfeder sicherstellen, wenn der Schaft 1 in eine passende Ausnehmung in einer nicht dargestellten IsoIiersSoff-

H) platte eingedrückt wird. Der Schaft 1 weist den für die Wire-Wrap-Anschlußtechnik notwendigen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt mit ausreichender Stärke auf. Zur Begrenzung der Einstecktiefe des Schaftes 1 und zur Erhöhung der Stabilität des so erreichten Sitzes der Kontaktfeder in der Leiterplatte sind an der Verbindungszone 5 zwei senkrecht zum Schaft verlaufende Schulterflächen 11 und 12 vorgesehen, mit weichen die Verbindungszone gegen den Schaft 1 abgesetzt ist

.Ό Die gemäß F i g. 1 ausgestanzte Kontaktfeder wird dann einem in Fig.2 angedeuteten Kaltverformungsvcrgang unterworfen. Hierzu wird zunächst ein Kernstück 14 zwischen die Schenkel 2 und 3 eingeschoben. Dieses Kernstück füllt den zwischen den Schenkeln 2 und 3 vorhandenen Zwischenraum nahezu vollständig aus. Dann wird mit zwei von den Schnittkanten der Schenkel her angesetzten Werkzeugbacken 15 und 16 jeder der beiden Schenkel durch quer zu der Symmetrieebene AA ausgeübten Druck so

so verformt, daß jeder der beiden Schenkel in der aus F i g. 3 näher ersichtlichen Weise von der Verbindungszone 5 beginnend und gegen die Endkante 7 fortschreitend auf ein Mehrfaches der in F i g. 3 bei D angedeuteten Blechstärke verbreitert Die beiden

)5 Werkzeugbacken 15 und 16 haben vorstehende Kuppen 17 und 18, mit denen sie die Kontaktfederschenkel 2 und 3 in passende Ausnehmungen 19 des Kernes 14 pressen. Hierbei erhalten die beiden Schenkel in der Nähe ihrer Endabschnitte gegeneinander vorgewölbte Kontaktzo-

.io nen 21 und 22, deren gegenseitiger Abstand wesentlich kleiner als derjenige, an den bis zur Ausrundung 6 reichenden Abschnitt der Schenkel ist Nach dem Preß- und Prägevorgang werden diese vorgewölbten Kontaktzonen an ihren einander gegenüberstehenden Flächen durch gezielte Galvanikbehandlung mit einer Auflage z. B. aus Gold versehen. Die sich an die Kontaktzonen anschließenden Schenkelendabschnitte werden beim Prägen so verformt, daß sie mit Schrägneigung gegen die Symmetrieebene AA aufgespreizt sind und das Einführen von Steckerstiften oder Steckerzungen wesentlich erleichtern.

Dc besondere Vorteil der beschriebenen Kontaktfeder besteht darin, daß durch den Kaltverformungsvorgang das Material im Bereich der Steckerzungen verfestigt und dadurch die Federeigenschaft wesentlich verbessert wird. Gleichzeitig werden die Steckerzungen in ihrer Materiahitärke in Richtung zu den kontaktgebenden Kuppen hin verjüngt, so daß sich eine gleichmäßige Biegebeanspruchung des Werkstoffes

mi über die gesamte federnde Länge ergibt. Damit läßt sich bei hoher mechanischer Stabilität ein hoher Kontaktdruck und dadurch eine zuverlässige Kontaktgabe erreichen. Komplizierte und die Genauigkeit beeinträchtigende Biegevorgänge entfallen bei Kontaktfe-

t,~> dem entsprechend der Erfindung vollständig.

Hierzu 1 UIaIt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktfeder Für Steckverbinder, vorzugsweise, für gedruckte Schaltungen, die aus einem nicht rostendem Metallblech gestanzt ist und einen zwischen seinen Stanzkanten wenigstens annähernd rechteckförmigen Schaft und ein sich an den Schaft einstückig anschließendes, U-förmiges Kopfstück mit zwei einander im Abstand gegenüberstehenden, federelastischen Schenkeln hat, die zu einer in Stanzrichtung verlaufenden Symmetrieebene des Schaftes symmetrische Abstände aufweisen und beim Aufschieben auf eine Steckerzunge eines Verbinder-Gegenstückes auf der Vorderseite und auf der Rückseite der Steckerzunge unter Verspannung zur Anlge kommen, wobei die Schenkel gegenüber ihrer ursprünglichen, beim Stanzen erzeugten Gestalt bleibend und spanlos verformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (2, 3) durch einen auf ihre Stanzkanten ausgeübten Preßdruck aus ihrem ursprünglich zur Symmetrieebene (AA) hochkant stehenden Querschnitt in einen rechteckförmigen Querschnitt verbreitert sind, dessen lange Querschnittsseiten ein Mehrfaches der Blechstärke (D) betragen und parallel zur Symmetrieebene (AA) und der ursprünglichen Stanzrichtung verlaufen.

2. Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Symmetrieebene (AA) gemesi^ie Breite der Kontaktfederschenkel (2,3) von ihrer Verbindungsz&r.e (5) mit dem Schaft (1) bis zum freien Scherkelende (7) fortschreitend zunimmt

3. Kontaktfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der unmittelbaren Nähe der Verbindungszone (5) über die Längskante des Schaftes (1) vorstehende, insbesondere sägezahnförmige Ansätze vorgesehen sind.

4. Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone (5) mindestens eine Schulterfläche (11, 12) aufweist, durch welche die Einstecktiefe der Kontaktfeder bzw. des Kontaktfederschaftes (1) begrenzt wird.

5. Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfederschenkel (2, 3) in der Nähe ihrer Endabschnitte gegeneinander vorgewölbte Kontaktzonen (21, 22) haben.

6. Kontaktfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da!} die Kontaktzonen (21, 22) an ihren einander gegenüberstehenden Flächen mit einer Auflage aus Edelmetall, insbesondere aus Gold, versehen sind.

7. Kontaktfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage durch gezielte Galvanikbehandlung aufgebracht ist.

8. Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die Kontaktzonen (21, 22) anschließenden Schenkelabschnitte mit Schrägneigung gegen die Symmetrieebene {^/Uaufgespreizt sind.