-
Kontaktelement für elektrische Steckverbinder Die Erfindung betrifft
ein Kontaktelement aus Blechmaterial für elektrische Steckverbinder mit einem ersten
stift- oder buchsenförmigen Kontaktbereich zur steckbaren Werbindung mit entsprechend
ausgebildeten Gegensteckern, mit einem zweiten, mittleren Bereich zur lötfreien
Kontaktierung mit metallisierten Bohrungen einer Leiterplatte und einem dritten,
endseitigen, stiftförmigen Bereich zur Aufnahme eines Drahtwickels.
-
Bei derartigen Kontaktelementen ist es erforderlich den zur Kontaktierung
in metallisierten Bohrungen einer Leiterplatte bestimmten mittleren Bereich federnd
auszubilden und den zur Aufnahme eines Drahtwickels vorgesehenen endseitigen Bereich
stiftförmig, starr und scharfkantig auszubilden.
-
Es ist bekannt zur Erfüllung dieser Erfordernisse den mittleren Bereich
zur Erzielung einer ausreichenden Federung und Anpassung an die Leiterplattenbohrungen
allgemein C-förmig auszubilden. Weiterhin ist es bekannt, diese Kontaktelemente
aus bandförmigem Blechmaterial zu erstellen, das durch entsprechende Stanz-, ßiege-,
und Prägevorgänge in die benötigte C-Form gebracht wird. Zur Erstellung des stiftförmigen
Wickelbereiches ist es bekannt, quadratische oder rechteckige Pfosten aus einem
Material entsprechender Dicke zu erstellen und diese Wickelpfosten an dem mittleren
Bereich der Kontaktelemente durch einen Schweißvorgang zu befestigen.
-
Es ist weiterhin bekannt, die Kontaktelemente aus einem Bandmaterial
herzustellen, dessen Ausgangsdicke der Stärke des stiftförmigen Wickelbereiches
entspricht. Dabei wird dieses Material durch Präge- bzw. Walzvorgänge im Bereich
des mittleren Einpreßbereiches und des ersten Steckbereiches auf eine geringere
Dicke gebracht, damit'nach dem Formen des C-förmigen Einpreßbereiches die erforderlichen
Federeigenschaften erzielt werden.
-
Dabei ist die Herstellung derartiger Kontaktelemente jedoch relativ
aufwendig und kostenintensiv. Es müssen entweder Ausgangsmaterialien verschiedener
Dicke verwendet werden und die erstellten Einzelteile in einem zusätzlichen Schweißvorgang
miteinander verbunden werden oder es wird ein Ausgangsmaterial einheitlicher Dicke
verwendet, das durch zusätzliche Walzschritte auf unterschiedliche Dickenabmessungen
gebracht wird. Dabei ist es ein weiterer Nachteil, daß beim Walzen des Ausgangsmaterials
unerwünschte innere Spannungen im Kontaktmaterial auftreten können, die die Federeigenschaften
ungünstig beeinflussen, bzw. es sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich um diese
Spannungen rückgängig zu machen.
-
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Kontaktelement
zu schaffen, das aus einem Bandmaterial einheitlicher Dicke erstellt werden kann
und ohne aufwendige Walz- bzw. Prägeschritte wirtschaftlich gefertigt werden kann.
Dabei soll der mittlere Einpreßbereich des Kontaktelementes federnd und der stiftförmige
Wickelbereich in sich steif, starr und scharfkantig ausgebildet sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kontaktmaterial
des mittleren und endseitigen Bereiches in bezug auf die Längsachse V-, U-, Y-/oder
Z-förmig geformt ist und der von den eeitenwänden des V's, U's, Y s, oder Z's gebildete
Innenraum des stiftförmigen Wickelbereiches zumindest teilweise mit Lot ausgefüllt
ist.
-
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der mittlere
BerEich C-förmig aussebildet ist und der stiftförmige Wickelbereich V-, U-, v-oder
Z-förmig gestaltet ist und zumindest teilweise mit Lot ausgefüllt ist.
-
Für ein auswechselbares Kontaktelement, dessen Einpreßbereich so geformt
ist, daß eine Eeschädigun; dEr Metallisierung der Leiterplattenbohrung beim Einpressen
weitgehend verhindert wird und welches dennoch ausreichende Kontaktkräfte zu den
ßohrungswänden aufweist, sieht eine weitere Ausgestaltung der'Erfindung vor, daß
der mittlere V-, U-, V- oder Z-förmige Einpreßbereich mit einwärts gebogenen, der
Kreisform der Leiterplattenbohrung angepaßten Endbereichen versehen ist.
-
Zur Verbesserung der Kontaktgabe eines auf den stiftförmigen Wickelbereich
gewickelten Anschlußdrahtes sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, daß
der stiftförmige Wickelbereich vor dem Einbringen des Lotes in den Innenraum durch
einen Prägevorgang scharfkantig ausgebildet wird.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß ein Kontaktelement geschaffen wurde, das aus einem Blechmaterial einheitlicher
Dicke ohne aufwendige Walz- und Prägeschritte hergestellt wird Dabei weist dieses
Kontaktelement die gleichen positiven Eigenschaften bisher bekannter, in aufwendigeren
Herstellungsschritten erstellter Kontaktelemente auf.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die Ansicht und Seitenansicht
eines Federkontaktelementes, Fig. 2 die Ansicht und Seitenansicht eines Messerkontaktelementes,
Fig. 3 die Ansicht eines in eine Leiterplatte eingepreßten Federkontaktelementes
im Schnitt, Fig. 4 die Ansicht der Einpreßzone des Kontaktelementes der Fig. 3 im
Schnitt entlang der Linie 4-4 in vergrößerter Darstellung, Fig. 5a- 59 verschiedene
Ausbildungen der Einpreßzone eines Kontaktelementes der Fig. 1 im Schnitt entlang
der Linie 5-5 in vergrößerter Darstellung, und Fig. 6a - 6d verschiedene Ausbildungen
der Wickelzone eines Kontaktelementes der Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 6-6
6 in vergrößerter Darstellung.
-
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kontaktelement 1, 1' ist mit
drei verschiedenen Kontaktierungebereichen versehen. Der erste Bereich a, a' ist
dabei für die lösbare Verbindung mit entsprechend ausgebildeten Messer-bzw. Federkontakten
ausgebildet. Der zweite Bereich b ist zum Einpressen in metallisierte Leiterplattenbohrungen
vorgesehen und der dritte, endseitige Bereich c ist als Wickelpfosten für sogenannte
"wire-wrap "- Uerbindungen bestimmt. Die Kontaktelemente werden vor oder gegebenenfalls
auch nach dem Einpressen in eine Leiterplatte mit einem hier nicht näher dargestellten
Isolierkörper mit Führungs- und Halterungseinrichtungen für die Kontaktelemente
selbst und auch für entsprechende Gegenstecker versehen, in denen sie in parallelen
Reihen angeordnet sind.
-
Das Kontaktelement 1, 1' ist aus einem Blechmaterial einheitlicher
Dicke hergestellt. Dabei sind die verschiedenen Kontaktierungsbereiche a, b, c nach
dem Ausstanzen des Rohteiles aus dem Blechmaterial durch Biegung des Bleches um
die Längsachse 2 in die entsprechende, für die jeweiligen Kontaktbereiche vorgesehene
Form gebracht worden. Weiterhin ist das Kontaktelement mit ßegrenzungsschultern
3, 3' zur Begrenzung der Einpreßt,iefe in eine Leiterplattenbohrung versehen. Die
oberen Schultern 4, 4' bilden die Auflageschultern für ein entsprechend geformtes
Einpreßwerkzeug zum Einpressen der Kontakte in die Leiterplatte, wenn die Kontaktelemente
einzeln in die Leiterplatte eingepreßt werden. Es ist jedoch ebenfalls vorgesehen,
mehrere Kontaktelemente gemeinsam mit einem Isolierkörper in die Leiterplatte einzupressen.
In diesem Falle sind die Kontaktelemente zunächst in einen mit entsprechenden Aufnahmeöffnungen
versehenen Isolierkörper eingesetzt und die Schultern 4, 4' liegen an entsprechenden
Stützschultern im Isolierkörper an, wobei beim gemeinsamen Einpressen die EinpreMkraft
vom Isolierkörper über diese Schultern auf das Kontaktelement übertragen wird.
-
Der Einpreßbereich b des Kontaktelementes ist, wie in Fig. 4 dargestellt,
U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 5 des 's aufeinanderzu federn können.
Durch entsprechende Wahl des Blechmaterials des Kontaktelementes (Federeigenschaften)
wird nach dem Einpressen des Kontaktelementes in eine metallisierte Leiterplattenbohrung
6 eine gasdichte Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Metallisierung 7
der Bohrung erzielt. Dabei versteht es sich von selbst, daß die Öffnungsweite des
V's und damit dessen Umkreis, geringfügig größer als die lichte Weite der Leiterplattenbohrung
bemessen ist. Durch die Federung der Einpreßzone wird eine Beschädigung der Bohrungsmetallisierung
weitgehend verhindert, so daß gegebenenfalls ein defektes Kontaktelement nach dem
Entfernen aus der Bohrung durch ein neues Kontaktelement ersetzt werden kann. Zur
Erleichterung des Einpressens des Kontaktelementes ist dieses mit der Einführschräge
8 versehen.
-
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist der Bereich c des Kontaktelementes
1, 1' zur Aufnahme eines Drahtwickels vorgesehen. Ein entsprechender Drahtwickel
9 ist in der Fig. 3 dargestellt. Im allgemeinen wird für den Wickelpfosten 10 ein
quadratischer oder rechteckiger Massiv-Pfosten verwendet. Ein V-förmiger, federnder
Wickelpfosten ist auch zur Aufnahme
eines Drahtwickels wenig geeignet,
da durch das Federn der Schenkel des V's keine dauerhafte gasdichte Verbindung mit
den Drahtwindungen erzielt werden kann. Im vorliegenden Kontaktelement ist jedoch
der von den Schenkeln 11 des V's gebildete Innenraum 12 mit Lot ausgefüllt. Dabei
ist vorgesehen, daß nur im Bereich c des Kontaktelementes der Innenraum 12 des V's
mit Lot ausgefüllt ist. Vorteilhafterweise wird die Lotmasse nach der Fertigstellung
des Kontaktelementes durch einen Durchlauf des Kontaktelementes durch ein Lötbad
eingebracht, wobei das Kontaktelemnt nur bis zur Tiefe des Wickelbereiches in das
Lot eintaucht, so daß kein Lot in den V-förmigen Einpreßbereich b gelangt. Durch
das Ausfüllen des Innenraumes 11 des Wickelbereiches c erhöht sich die Stabilität
des Wickelpfostens wesentlich und die in diesem Bereich unerwünschte Federung der
Schulter des V's wird sicher verhindert. Der solchermaßen ausgebildete Sickelpfosten
ist nunmehr zur Aufnahme eines Drahtwickels geeignet und es werden gasdichte "irap
"- Verbindungen erzielt, die ausreichende Langzeitstabilität aufweisen.
-
Bei der Herstellung des Kontaktelementes ist dafür Sorge zu tragen,
daß das Blechnaterial so um die Längsachse 2 gefaltet wird, daß die scharfen Stanzkanten
nach außen hinweisen. Dadurch wird das Einkerben des Kontaktmaterials in die einzelnen
Drahtwindungen begünstigt. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, den V-förmigen
Wickelpfosten in einem zusätzlichen Prägeschritt bei der Herstellung an der Wurzel
des V's nach außen hin scharfkantig zu prägen, um eine weitere Kerbstelle für den
aufgebrachten Drahtwickel zu erhalten.
-
In den Fig. 5a bis Sgsind unterschiedliche Querschnittsformen für
den Einpreßbereich b dargestellt. Wie aus den Figuren Sebis 59 erkennbar, sind hier
die scharfkantigen Endbereiche 13 der Kontaktelement-Federschenkel einwärts gebogen,
so daß bei Einsatz eines derart geformten Einpreßbereiches eine Beschädigung der
Bohrungsmetallisierung sicher verhindert wird.
-
Die Figuren 6a bis 6d zeigen unterschiedliche Querschnittsformen für
den Wickelbereich c (Wickelpfosten 10), wobei die von den jeweiligen Schenkeln 11
eingeschlossenen Innenräume 12 mit Lotmasse ausgefüllt sind.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, die jeweiligen Einpreßabschnitte gemäß
den Querschnittsformen 5a bis 5d mit den jeweils korrespondierenden Querschnittsformen
6a bis 6d des Wickelpfostens zu verwenden.
-
Es ist jedoch ebensogut möglich und im Bereich der Erfindung liegend,
eine beliebige Querschnittsform 5a bis 59 des Einpreßbereiches mit einer beliebigen
Querschnittsform 6a bis 6d des Wickelpfostens zu kombinieren.
-
Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder
in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik
dies zuläßt, für sich allein oder in beliebigen Kombinationen oder Teilkombinationen
als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht
enthalten sind.
-
Leerseite