DE3324737A1

DE3324737A1 - Kontaktfeder und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3324737A1
Application number: DE19833324737
Authority: DE
Inventors: Carl Hermann Muehlhoff
Original assignee: Allied Corp
Current assignee: Amphenol Corp
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-17
Also published as: JPS6037224A; FR2548837A1; DE3324737C2; CA1232342A

Description

AT 5702

KONTAKTFEDER UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kontaktfeder sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine einteilige Kontaktfeder, die am Band herstellbar ist, zwei gegenüber liegende Federschenkel aufweist und in der Einpreßtechnik Verwendung finden kann. Insbesondere bei der Einpreßtechnik werden eine Vielzahl von Kontaktfedern an einem Band mit einem bestimmten Rasterabstand, z. B. 2,54 mm benötigt, die dann gemeinsam beispielsweise in eine Schaltungsplatte eingepreßt werden.

Die DE-OS 26 31 107 zeigt eine einteilige, für die Einpreßtechnik geeignete Kontaktfeder mit zwei gegenüberliegenden

Federschenkeln, die von einem Schenkelverbindungsteil in einer Richtung wegragen, während in der entgegengesetzten Richtung vom Schenkelverbindungsteil ein Einpreßstift wegragt. Bei dieser bekannten, in etwa kastenförmigen Kontaktfeder ist nachteilig, daß man zum Erhalt von zwei sich gegenüber liegenden Federschenkeln eine größere Abwicklung als das Rastermaß benötigt, um so die beiden gegenüber liegenden Kontaktschenkel zu erhalten.

US-PS 27 79 011 zeigt eine Kontaktfeder, insbesondere für thermionische Ventile, Entladungsröhren und dgl. Diese nicht für die Einpreßtechnik vorgesehene und auch nicht dafür geeignete Kontaktfeder hat einen einteiligen Aufbau und weist in der fertigen Form zwei gegenüber liegende Federschenkel auf, die dadurch hergestellt werden, daß man das Metallblech schneidet, stanzt und jeden der Federschenkel in der gleichen Winkelrichtung jeweils um die individuellen Längsachsen in Parallelebenen verdreht, die schräg zur Druckaufbringrichtung und der Ebene eines Anschlußteils liegen. Bei einer solchen Kontaktfeder ist darüber hinaus nachteilig, daß sie bei gleicher Federschenkelbreite mehr Platz beansprucht. Nachteilig ist das Fehlen eines Freischnitts zwischen den Schenkeln, der nur zu Lasten der Federschenkelbreite erreichbar wäre.

Die Erfindung bezweckt eine insbesondere einteilige Kontaktfeder mit gegenüberliegenden Federschenkeln vorzusehen. Insbesondere soll diese Kontaktfeder für die Einpreßtechnik geeignet sein. Ferner soll die erfindungsgemäße Kontaktfeder am Band mit einem bestimmten Raster, beispielsweise 2,54 mm herstellbar sein. Die erfindungsgemäße Kontaktfeder soll ferner leicht in großer Stückzahl mit einem Minimum an Herstellungszeit, Herstellungskosten und Materialverbrauch bereitzustellen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine einteilige Kontaktfeder anzugeben, die am Band hergestellt werden kann sowie zwei gegenüberliegende Federschenkel aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer einteiligen Kontaktfeder der genannten Art vorgesehen, daß der eine Federschenkel in einer Ebene liegt, während der andere Federschenkel mit seiner Vorderseite auf die Rückseite des einen Federschenkels hinweisend angeordnet ist, wobei der eine Federschenkel nicht aus seiner ursprünglichen Lage herausbewegt, insbesondere nicht heraus gedreht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der eine Federschenkel nach dem Ausstanzen aus einem Band in seiner Position im wesentlichen verbleibt, während der andere Federschenkel vorzugsweise schräg derart abgebogen wird, daß er vor oder hinter dem einen Federschenkel zu liegen kommt, so daß zwei ausrei chend breite Federschenkel entstehen. Vorzugsweise erfolgt die Verbringung des anderen Federschenkels vor oder hinter den einen Federschenkel durch zweimaliges schräges Abbiegen des anderen Federschenkels.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktfeder der o. g. Art. Gemäß der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß nach dem Ausstanzen der Kontaktfeder in ihrer Grundform sowie ggf. Ausbildung abgerundeter Flächen (Kuppen) an den Kontaktfederenden der eine Federschenkel gegenüber dem anderen Federschenkel bewegt wird, daß die Federschenkel hintereinander zu liegen kommen und so die gewünschte Kontaktfeder bilden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

-S-

Figur 1: Eine Draufsicht auf mehrere einteilige Kontaktfederelemente nach dem Herausstanzen aus einem Metallband;

Figur 2: Eine Seitenansicht eines Kontaktfederelements der Fig. 1.

Figur 3: Eine Draufsicht auf mehrere Kontaktfederelemente nachdem gemäß der Erfindung die Federschenkel in ihre gegenüberliegende Position gebracht sind;

Figur 4: Eine Ansicht eines Kontaktfederelements gemäß Figur 3;

Figur 5: Eine Ansicht aus Richtung A in Figur 3; Figur 6: Ein Schnitt längs Linie B-B in Figur 4;

Figur 7: Eine noch stärker vergrößerte Darstellung der eigentlichen Kontaktfedern der Kontaktfederelemente gemäß Figur 1.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Kontaktelement bezeichnet, von denen mehrere an einem Stanzstreifen 2 angeordnet dargestellt sind. Die in Figur 1 dargestellten Kontaktelemente 1 sind vorzugsweise aus einem Metallband herausgestanzt. Jedes Kontaktelement besitzt an einem Ende im mit 3 bezeichneten Kontaktfederbereich eine Kontaktfeder, die ihrerseits zwei Federschenkel, nämlich einen ersten und einen zweiten Federschenkel 9 bzw. 8, aufweist. An den Kontaktfederbereich 3 schließt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Einpreßbereich 4 an, der zur Halterung der Kontaktelemente 1 beispielsweise in einer Leiterplatte dient. Anschließend an den Einpreßbereich 4 ist der Anschlußbereich 5 dargestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Anschlußbereich jeweils durch einen Wickelstift 6 repräsentiert, der nach Abbrechend des Stanzstreifens 2 die Kontaktierung durch die

4k ■ *

^£og. Wickeltechnik ermöglicht.

kie beiden Federschenkel 8 und 9 gehen von einem Schenkelv^rbindungsteil IO aus. In Figur 2 erkennt man, daß die £lcke D des Kontaktelements 1 im Einpreß- und Anschlußbe-4,5 etwa doppelt so groß ist wie die Dicke d im

der Kontaktfeder. Der Schenkelverbindungsteil 10 te.t zum Teil die Dicke D und zum Teil die Dicke d.

Inendem ein Kontaktelementenband der in Figur 1 gezeigten Art hergestellt ist, wo bereits die Enden der Kontaktschenkti kuppenfö'rmig (vgl. Figur 2) gestaltet sind, werden erf';ndungsgemäß die einen Schenkel 9 in ihrer Position belassen, während die anderen Schenkel 8 in die in Figur 3 gezeigte Position durch schräges Abbiegen des Federschenkels 8 vorzugsweise um einen Winkel von 27 gebracht werden. Auf dies^ Weise entstehen zwei ausreichend breite Federschenkel und Cjrch die zweimalige schräge Abbiegung werden die beiden S',r»enkel in ihre erwünschte gegenüber liegende Position gekracht.

h*-.i der weiteren Beschreibung des Ausführungsbeispiels sei z-'f die Figuren 1-7 insgesamt Bezug genommen.

"ϊ',τη Schenkelverbindungsteil 10 ragt, wie in Figur 2 gezeigt. CKr- eine (oder erste) Federschenkel 9 in einer Ebene mit dem Schenkelver- ^",dungsteil 10 liegend nach oben. Dies gilt auch für den zweiten oder öderen Federschenkel 8 in Figur 1, nicht aber nach der eri:ndungsgemäßen Verformung, nach der der andere Schenkel 8 ■iJ-e insbesondere in Figur 4 gezeigte Position einnimmt, d. fc^ die Vorderseite 88 des eine Rückseite 89 aufweisenden Schenkels 8 weist auf die Rückseite 99 des eine Vorderseite "53 aufweisenden Schenkels 9 hin, d. h. die Vorderseite 88 i-st gegenüber der Rückseite 99 angeordnet.

Der Schenkelverbindungsteil 10 kann - vgl. Figuren 3, 7 - in zwei Bereiche durch die Linien 13 und 19 unterteilt angesehen werden. Linie 13 bildet eine obere Begrenzungslinie des Schenkelverbindungsteils 10, während die Linie 19 die Begrenzung für den Teil des Schenkelverbindungsteils 10 bildet, der die Dicke D besitzt.

Der Schenkelverbindungsteil 10 weist somit einen biegbaren Teil 101, benachbart zu den Schenkeln 8 und 9 auf, und einen nicht biegbaren Teil 102, der benachbart zum Einpreßbereich liegt. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß Verbindungsteile 7 (Figur 1) zwischen den einzelnen Kontaktelementen 1 bei der Weiterverarbeitung zur Anordnung gemäß Figur 3 entfernt werden, wobei nur die in Figur 3 gezeigten, nicht näher bezeichneten, zum Einpressen verwenbaren Schultern an jedem Kontaktelement 1 übrigbleiben. Vorzugsweise ist, wie in Figur 4 gezeigt, ein schräg verlaufender Übergang zwischen dem Einpreßbereich 4 und dem Kontaktfederbereich 3 vorgesehen.

Der Federschenkel 8 ist unmittelbar nach dem Stanzvorgang (vgl. Figur 1) etwas langer als der andere Schenkel 9. Zudem ist der Schenkel 9 (vgl. Figur 7) von zwei im wesentlichen senkrecht nach oben laufenden Seitenkanten 91, 92 begrenzt. Der Schenkel 8 ist einerseits von einer schräg nach oben verlaufenden Seitenkante 83 begrenzt, die im Bereich des oberen Endes des Schenkels 9 in eine geradlinige Kante 84 übergeht; dieser Schenkel 9 ist ferner andererseits durch eine zunächst schräg nach oben verlaufende Kante 81 und sodann durch eine geradlinig nach oben verlaufende Kante 82 begrenzt.

Wie in Figur 7 dargestellt ist, wird im Bereich des Schenkels 8 und des Schenkelverbindungsteils 10 ein Verschiebungsbereich (Biegebereich) 15 vorgesehen, der es ermöglicht, den Schenkel 8 in

die in Figur 3 gezeigte Position zu bringen. Biegelinien 16 und 17 begrenzen den Verschiebungsbereich. Vorzugsweise wird der Federschenkel 8 zweimal schräg längs der Biegelinien 16 und 17 abgeknickt, um die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Position zu erreichen.

Vorzugsweise ist es aber auch möglich, einen kontinuierlichen Biegebereich zwischen den Linien 16 und 17 beim Übergang von der Anordnung gemäß Figur 1 in die Anordnung gemäß Figur 3 vorzusehen.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß der Verschiebungsbereich 15 auch allein im Schenkel 8 vorgesehen sein kann.

Vorzugsweise besitzen die Schenkel 8 und 9 an ihren oberen Enden Kontaktlappen 11 bzw. 12, die kuppenförrnig ausgestaltet sind, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Ferner greifen vor dem erfindungsgemäßen Biegevorgang die Kontaktlappen 11 und 12 ineinander ein oder überlappen sich, d. h. der Kontaktlappen 11 erstreckt sich (in Figur 7 nach links) über den Kontaktlappen 12 und der Kontaktlappen 12 seinerseits erstreckt sich unter den Kontaktlappen 11 zum dort verjüngten Federschenkel 8 hin. Vorzugsweise ist zwischen den beiden Federschenkeln 8 und 9 ein V-förmiger Zwischenraum (Freischnitt) 14 vorgesehen.

Wie bereits erwähnt, wird durch die vor dem Biegevorgang etwas größere Länge oder Höhe der Kontaktfeder 8 erreicht, daß beim erfindungsgemäßen schrägen Abbiegen beide Schenkel in der in Figur 4 gezeigten Endposition in etwa die gleiche Höhe besitzen. Obwohl in den Figuren 1-7 das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, so sei doch darauf hingewiesen, daß nicht nur die schräge Abbiegung (Abknickung) des zweiten Federschenkels 8 gemäß der Erfindung möglich ist, sondern daß auch andere Varianten denkbar sind.

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* B

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Beispielsweise kann bei einer ausreichenden Überlappung der Kontaktlappen 11 und 12 die Schräge der Abbiegung immer weiter vermindert werden, um schließlich im Grenzfall zu einer in Figur 7 waagrechten Anordnung der Biegelinien 16 und 17 zu führen. Die schräge Abbiegung ist aber von Vorteil insoferne, als man trotz großer Federschenkelbreite einen geringeren Platzbedarf für die Kontaktfeder im fertigen Zustand erhält (vgl. die Breiten der Feder oberhalb des Verbindungsteils 10 in den Fig. 1 und 3).

Wie bereits einleitend erwähnt, hat die erfindungsgemäße Kcntaktfederkonstruktion den Vorteil, daß eine zwei Schenkel aufweisende Kontaktfeder im Raster von beispielsweise 2,54 mm hergestellt werden kann. Selbst dann, wenn kein begrenztes Raster gefordert ist, entsteht dennoch weniger Materialabfall bei der erfindungsgemäßen Konstruktion.

Es sei darauf hingewiesen, daß die in Fig. 3 deutlich zu erkennende seitliche Versetzung der Kontaktschenkel im Bereich der Kontaktlappen 11 und 12 den Vorteil hat, daß ein geringfügiges Auseinanderspreizen der Kontaktfedern dann bewirkt wird, wenn diese sich in den Kammern, beispielsweise eines Isolierkörpers befinden. Durch das Auseinanderspreizen ist eine definierte Federstellung in der Kammer und damit ein leichteres Einführen der mit den Kontaktfedern zusammenarbeitenden Kontaktstifte möglich.

Die erfindungsgemäße Kontaktfeder kann vorzugsweise einteilig zusammen mit einem Anschlußbereich, z.B. einem Wickelstift 6 ausgebildet sein, und zwar zusammen mit dem dazwischen vorgesehenen Einpreßbereich. An die Kontaktfeder kann aber auch - was nicht dargestellt ist und einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert - ein Anschlußelement, z.B. ein Wickelstift angeschweißt sein, und zwar z.B. im Bereich des Verbindungsteils 10.

Die erfindungsgemäßen Kontaktfedern bzw. Kontaktelemente

1 werden aus einem Materialband herausgestanzt> so daß sich die in Figur 1 dargestellte Anordnung ergibt, wobei dort allerdings bereits auch eine kuppenförmige Gestaltung der Kontaktplatten 11 und 12 dargestellt ist. Ggf. erfolgt nach dem Stanzvorgang ein Galvanisationsvorgang, um die Kontaktlappen im Kontaktbereich, beispielsweise mit Gold zu überziehen. Sodann werden die sich noch am Stanzstreifen

2 befindenden Kontaktelemente 1 im Kontaktfederbereich 3 in der bereits beschriebenen Weise durch Biegen derart verformt, daß sich in Figuren 3 und 4 gezeigte Position für den Kontaktfederschenkel 8 ergibt.

Claims

P 33 2% B?.

Patentansprüche

Einteilige, insbesondere für die Einpreßtechnik geeignete und an einem Metallband in großer Stückzahl ausgebildete Kontaktfeder mit zwei gegenüberliegenden ersten und zweiten Federschenkeln, die von einem Schenkelverbindungsteil aus in einer Richtung wegragen, während in der entgegengesetzten Richtung vom Schenkelverbindungsteil ein Einpreßbereich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Federschenkel (9) in einer Ebene mit dem Schenkelverbindungsteil (10) liegt, und daß der andere Federschenkel (8) mit seiner Vorderseite (88) auf die Rückseite (99) des einen Federschenkels (9) hinweist.
2. Kontakfeder mit zwei gegenüberliegenden ersten und zweiten Federschenkeln, die von einem Schenkelverbindungsteil in einer Richtung wegragen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Federschenkel (9) in einer Ebene mit dem Schenkelverbindungsteil (10) liegt und daß der andere Federschenkel (8) derart gegenüber dem einen Federschenkel (9) versetzt ist, daß er mit seiner Vorderseite (88) auf die Rückseite (99) des einen Federschenkels (9) hinweist.
3. Einteilige, am Band herstellbare Kontaktfeder mit zwei gegenüberliegenden ersten und zweiten Federschenkeln, die von einem mit einem Anschlußbereich versehenen Schenkelverbindungsteil in einer Richtung wegragen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Federschenkel (9) im wesentlichen in seiner nach dem Stanzvorgang vorhandenen Position verbleibt, während der andere Fe-

derschenkel (8) in seine dem einen Federschenkel (8) gegenüberliegende Position verbogen ist, und zwar vorzugsweise durch eine in einem Arbeitsgang erfolgende schräge Abbiegung.
4. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Biegebereich (15) vorgesehen ist, der die Anordnung des anderen Schenkels (8) mit seiner Vorderseite (88) auf die Rückseite (99) des einen Federschenkels (9) hin weisend gestattet.
5. Kontaktfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebereich im anderen Schenkel (8) vorgesehen ist.
6. Kontaktfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebereich im Schenkelverbindungsteil (10) vorgesehen ist.
7. Kontaktfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebereich (15) im anderen Schenkel (8) und im Schenkelverbindungsteil (10) vorgesehen ist (Fig. 7).
8. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke im Bereich der Kontaktfeder bzw. Kontaktfederschenkel kleiner ist als die Dicke D im Einpreßbereich (4) und Anschlußbereich (5).
9. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel (9) von zwei im wesentlichen parallelen Seitenkanten (91,92) begrenzt ist, während der andere Schenkel (8) eine im wesentlichen gradlinig verlaufende Seitenkante (83) aufweist, entgegengesetzt zu welcher entgegengesetztliegende Kanten (81,82) derart verlaufen, daß eine Verbreiterung des anderen Schenkels (8) im oder benachbart zum Biegebereich (15) entsteht.
10. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden der Kontaktschenkel (8,9) Kontaktlappen (11 bzw. 12) ausgebildet sind.
11. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federschenkel (8) zweimal schräg längs Biegelinien (16,17) abgeknickt ist.
12. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Biegebereich ein kontinuierlicher Übergang vom Krümmungsradius an der Biegelinie (16) zum Krümmungsradius oder Biegelinie (17) vorgesehen ist.
13. Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ausreichenden Überlappung der Kontaktlappen (11,12) die Schräge der Abbiegung vermindert ist und schließlich im

Grenzfall zu einer waagrechten Anordnung der Biegelinien (16,17) führt.
14. Kontaktelement (1) mit einem Anschlußbereich (5) sowie einer damit in Verbindung stehenden Kontaktfeder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
15. Kontaktelement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußbereich ein Wickelstift (6) ist.
16. Kontaktelement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wickelstift (6) und Kontaktfeder ein Einpreßbereich (4) vorgesehen ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktfeder bzw. eines Kontaktelementes nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Materialband

durch ein Verbindungsteil (10) verbundene Kontaktschenkel herausgestanzt werden und in einem darauffolgenden Arbeitsgang hinter den einen dieser Kontaktschenkel (9) der andere Kontaktschenkel (8) derart gebogen wird, daß die Rückseite (99) des einen Kontaktschenkels (9) auf die Vorderseite (88) des anderen Kontaktschenkels (8) hinweist.