DE68924032T2

DE68924032T2 - Federnd gestützter, selbsttragender, kontaktstiftaufnehmender elektrischer Doppelbalkenkontakt.

Info

Publication number: DE68924032T2
Application number: DE68924032T
Authority: DE
Inventors: Dominique Bertho; Helen Marie Paul Dechelette; Eugene J Mysiak
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: EP0363170B1; US4907990A; JPH02144866A; JPH0415594B2; DE68924032D1; EP0363170A2; EP0363170A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Metallanschlüsse zum elektrischen Verbinden von Stiftanschlüssen mit einem weiteren Schaltungsteil
Elektrisch koppelbare Verbinder mit koppelbaren Stift- und Steckdosenkontaktanschlüssen sind in einer Vielfalt van Formen auf dem gesamten Gebiet der Elektronik zum elektrischen Verbinden zweier oder mehrerer Schaltungsglieder miteinander weithin im Gebrauch. Beispielhafte Verbindungsanwendungen, die koppelbare Stift- und Steckdosenkontakte verwenden, umfassen Verbindungen von Leiterplatte mit Leiterplatte, Draht mit Leiterplatte, Kabel oder FFC mit Leiterplatte, Kabel mit Kabel, Einzeldraht mit Einzeldraht, Einzeldraht mit FFC oder Kabel, Bauteil mit Bauteil und Bauteil mit Leiterplatte.
Die jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Elektronik und elektrischen Geräte und Vorrichtungen allgemein verlangen nun von den Herstellern elektrischer Verbindungen, daß kompakte, mehr miniaturisierte Verbinder mit höheren Schaltungsdichten geschaffen werden. Die gegenwärtigen Konstruktionsanforderungen für miniaturisierte Verbinder testen die Grenzen der Möglichkeiten des Herstellers bei der Kunststofformung und Metallstanzformung. Zusätzlich zu dem Konstruktionsdruck zur Miniaturisierung verlangt der Markt heute, hochqualitative Verbindungsprodukte mit langen Benutzungszeiten mit null Mängeln in einem zeitgemäßen Lieferprogramm vorhanden zu haben. Daher müssen die Verbindungshersteller Herstellbarkeitsprobleme bei der Konstruktion von Produkten berücksichtigen.
Neue Produkte müssen heute so konstruiert werden, daß sie zuverlässig bei den untersten Grenzen der Herstellungstoleranzen hergestellt werden können, und, falls bestimmte Aspekte einer Konstruktion nicht auf einer gewünschten Toleranz gehalten werden können, müssen andere Aspekte der Konstruktion diese Produktionsrealitäten auffangen. Der Preiswettbewerb auf diesem Markt ist intensiv.
Diese derzeitigen Konstruktionsdrücke gelten besonders für koppelbare Stift- und Steckdosenanschlüsse und Verbinder. So, wie hier benutzt, ist das, was unter einem miniaturisierten stiftaufnehmenden Kontakt verstanden wird, ein Steckdosenkontakt, der so ausgebildet ist, daß er mit einem rechteckigen oder runden Stiftanschluß gekoppelt werden kann, der eine Breite oder einen Durchmesser von weniger als 1,0 mm (z.B. weniger als 0,030 Zoll) aufweist. Der stiftaufnehmende Kontaktabschnitt kann Kontaktarme mit einer Armlänge von weniger als etwa 4 mm (z.B. weniger als etwa 0,120 Zoll) und einer Armbreite von weniger als etwa 1 mm (z.B. weniger als etwa 0,050 Zoll) aufweisen.
Zusätzlich zu diesen drückenden Größenbegrenzungen sollen heute Miniaturverbinder mit Mehrkreisstiftanordnungen hoher Dichte koppelbar sein, wobei der Mittellinienabstand zwischen benachbarten Stiften außerordentlich klein, nämlich weniger als etwa 2,54 mm (0,100 Zoll) ist und häufig den niedrigen Wert von 1,27 mm (0,050 Zoll) hat. Außerdem soll jeder stiftaufnehmende Kontakt, selbst im Hinblick auf seine Miniaturgröße und Abstandsanforderungen heute Normalkontaktverbindungskräfte von mehr als 50 g pro Kontakt und vorzugsweise zumindest 75 bis 100 g pro Kontakt ausüben. Jeder Kontakt soll ggf. auch wiederholten Verbindungs- und Lösungsvorgängen ohne Verformungsbeginn oder Verlust der normalen Kontaktdrücke über die Zeit standhalten. Schließlich soll jeder Kontakt zusätzlich zur Bereitstellung hoher Kontaktkräfte ggf. auch anpassungsfähig für Herstellungstoleranzen und Fehlausrichtungen des Kopplungsstiftes sein.
Miniatur-Stiftaufnahmekontakte nach dem Stand der Technik sind bekannt, und im Handel bedeutende Beispiele sind in den Figuren 1 bis 3 (Stand der Technik) der beigefügten Zeichnungen gezeigt. Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Miniatur-Stiftaufnahmekontakt, der allgemein als Stimmgabelkontakt bezeichnet wird. Dieser Kontakt nach dem Stand der Technik besteht im allgemeinen aus einem ebenen gestanzten Metallkontakt mit einem Basisteil und einem Paar paralleler beabstandeter vorkragender Federarme, die von der Basis ausgehen. Die stiftaufnehmenden Kontaktflächen sind an den gegenüberliegenden nach innen weisenden Oberfläche jedes Arms angrenzend an deren freie Enden gebildet, um einen frühen stiftaufnehmenden Eintrittskontakt zu bilden. Kontakte mit frühem Eintritt sind wünschenswert, um ein längeres Wischen der Aufnahmekontakte an den Stiftoberflächen beim Einsetzen des Stiftes im Interesse einer verbesserten Zuverlässigkeit des Kontakts zu erreichen.
Die Stimmgabelkontakte der in Fig. 1 gezeigten Art sind nur zur Aufnahme quadratischer oder rechteckiger Stifte in der Lage und können daher nicht mit runden Stiften verwendet werden. Obgleich die Stimmgabelkontakte eine erwünscht hohe Federkonstante pro Arm bereitsstellen können, ist der elastische Biegebereich des Kontakts unerwünscht niedrig. Aus diesem Grunde ist der Stimmgabelkontakt sehr empfindlich gegenüber Verbindungsfehlausrichtungen. Selbst ein kleinerer Versatz bei der Stiftplazierung während des Verbindens kann eine Verlagerung eines Kontaktarms hervorrufen, der seinen elastischen Biegebereich übersteigt, wodurch eine Streckung in den Armen hervorgerufen wird, die eine neue bleibende Verformung in den Anschluß einführt, was in geringen Normalkontaktkräften resultiert.
In dem Bemühen, die Nachgiebigkeit des Kontaktes gegenüber Überbeanspruchung und Fehlausrichtungen zu verbessern, ist dünneres Metallmaterial zur Verbesserung des elastischen Biegebereichs des Kontaktarme verwendet worden. Diese Änderung reduziert jedoch die effektive Federkonstante jedes Arms, was den Verbindungsnormalkontaktdruck der Stimmgabel gegen den Stift beeinträchtigt. Zur Verbesserung der Federkonstante und des elastischen Biegebereichs der Stimmgabeln haben die Hersteller die Anschlüsse aus Material höherer Güte, wie Berylliumkupfer und speziell wärmebehandeltem bzw. getempertem Berylliumkupfermaterial, gestanzt. Diese Metallblechmaterialien höherer Güte sind im allgemeinen sieben mal teurer als Phosphorbronzematerialien geringerer Güte und, wenn zusätzliche Wärmebehandlungsschritte erforderlich werden, können die Kosten noch weiter ansteigen. Oft bieten, selbst nach dem Übergang zu Materialien höherer Güte, die resultierenden Kontakte gegebenenfalls immer noch nicht die gewünschte Federkonstante und den gewünschten elastischen Biegebereich zur Erfüllung der heutigen Konstruktionskriterien, und größere Kontaktgrößen und Abstände müssen verwendet werden.
Eine zweite herkömmliche Art eines Miniatur-Stiftaufnahmekontakts, der als vorkragender Doppelfedertyp bekannt ist, ist in Fig. 2 gezeigt. Dieser Kontakt nach dem Stand der Technik ist geeignet für eine elektrische Verbindung mit rechteckigen oder runden Stiften und ist auch vom Typ des frühen Eintritts. Der Kontakt ist im allgemeinen gekennzeichnet durch geringe bzw. mäßige Normalkontaktdrucklasten und durch einen mittleren elastischen Biegebereich. Obschon diese Stiftaufnahmekontaktausbildung anpassungsfähig und vorteilhaft ist und einen größeren elastischen Biegebereich als der Stimmgabelkontakt darbietet, ist der elastische Biegebereich noch zu klein für zahlreiche aktuelle Konstruktionsanforderungen. Wie es der Fall bei der Stimmgabel war, umfaßten die Versuche zur Verbesserung des elastischen Biegebereichs der Kontakte vom vorkragenden Doppelarmtyp das Ausstanzen aus einem dünner bemessenen Material, was die für jeden Arm erreichbaren Federkonstanten beeinträchtigt, oder den Übergang zu Materialien höherer Qualität, was die Kosten jedes Kontaktes drastisch erhöht.
Noch ein weiterer Miniatur-Stiftaufnahmekontakt nach dem Stand der Technik ist in Fig. 3 gezeigt. Dieser Kontakt kann als ein Kontakt mit abgestütztem Doppelarm bezeichnet werden. Der gezeigte Kontakt mit abgestütztem Doppelarm ist ein Stiftaufnahmekontakt mit verhältnismäßig spätem Eintritt, verglichen mit den beiden oben erwähnten Kontaktausbildungen mit frühem Eintritt. Der Kontakt nach Fig. 3 ist im allgemeinen gekennzeichnet durch hohe Kontaktkräfte und einen sehr geringen elastischen Biegebereich. Der abgestützte Doppelarm ist verhältnismäßig leicht überbeansprucht und sehr empfindlich gegenüber Fehlausrichtungen des Verbindungsstiftes. Die Bemühungen zur Verbesserung des elastischen Biegebereichs des Kontakts zur Herbeiführung eines nachgiebigeren Stiftaufnahmeanschlusses umfaßten den Übergang auf Berylliumkupferblechmaterial mit einer sehr starken Erhöhung der Kosten und einer nur geringen Erweiterung des elastischen Biegebereichs.
Um die Mängel der Stiftaufnahmekontakte nach dem Stand der Technik zu beseitigen, sieht die vorliegende Erfindung einen neuen und verbesserten elektrischen Stiftaufnahmekontakt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, der durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.
In Übereinstimmung hiermit und mit anderen Zielen ist nun unerwartet gefunden worden, daß ein Stiftaufnahmekontakt mit sehr hoher Kontaktkraft und einem sehr hohen elastischen Biegebereich in einem Stiftaufnahmekontakt geschaffen ist, der eine Basis und ein Paar beabstandeter vorkragender Arme umfaßt, die sich jeweils von der Basis nach vorn zu einem Stiftaufnahmeende erstrecken. Jeder Arm weist eine auf diesem gebildete, dem gegenüberliegenden Arm zugewandte Kontaktfläche für einen gleitbaren elektrischen Eingriff mit einem eingesteckten Stiftanschluß auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der Stiftaufnahmekontaktanschluß ein federndes Armstützglied, das von den Stiftaufnahmeenden der Arme ausgeht und sie verbindet.
Das federnde Armstützglied bewirkt, daß der elastische Reaktionsbereich jedes Arms auf eine größere nach außen gerichtete Verlagerung erhöht und zugleich eine größere Normalkraft am Stift bereitgestellt wird. Im Vergleich mit einem im wesentlichen identischen Kontakt, der das Armstützgleid nicht aufweist, bieten die Kontakte nach der vorliegenden Erfindung eine effektive Federkonstante pro Arm, die die gleiche oder größer ist und bei der der elastische Biegebereich jedes Arms erheblich vergrößert ist. Demgemäß sind die neuen und verbesserten elastisch abgestützten Stiftaufnahmekontakte nach der vorliegenden Erfindung in der Lage, hohe Normalkontaktdrücke an einem verbundenen Stiftanschluß im Gebrauch ohne die Einführung einer Streckung in den Kontakt zu entwickeln. Darüber hinaus bietet der erhöhte elastische Biegebereich des Kontaktes nunmehr eine sehr hohe Normalkraft und einen im wesentlichen nachgiebigen Stiftaufnahmeanschluß, der einen großen Bereich von Herstellungstoleranzen und/oder Fehlausrichtungen des Verbindungsstiftanschlusses bietet.
Nach einer Ausführungsform weist ein elektrischer Stiftaufnahmekontakt nach der vorliegenden Erfindung mit hoher Kontaktkraft und einem hohen elastischen Biegebereich eine Basis auf, die im allgemeinen U-förmig ist und ein Paar von einem Einbuchtungsbereich hochstehender Schenkel umfaßt. Jeder der vorkragenden Kontaktarme erstreckt sich nach vorn von den hochstehenden Schenkein des Basisteils des Anschlusses. Ferner umfaßt bei dieser Ausführungsform das Armverbindungsglied ein U-förmiges Federglied mit einem Einbuchtungsbereich und einem Paar von Federelementen, die sich vom Einbuchtungsbereich zu einem gegenüberliegenden Ende erstrecken. Die gegenüberliegenden Enden der Federarme des Armstützgliedes sind in Tandemanordnung mit den Stiftaufnahmeenden der vorkragenden Kontaktarme mittels eines Paares L-förmiger Verbindungselemente verbunden. Bei dieser Ausführungsform kann sich das federnde Armverbindungsglied nach hinten von den L-förmigen Übergangsabschnitten zur Basis des Stiftaufnahmekontakts in einer Ebene erstrecken, die sich im allgemeinen parallel zu den vorkragenden Kontaktarmen und senkrecht zu den Schenkeln der Basis erstreckt.
Bei dieser Ausführungsform kann sich das federnde Armverbindungsglied auf einer oberen oder unteren Seite des von den vorkragenden Armen gebildeten Stiftaufnahmekontakts erstrecken, ohne die Gesamtgröße des Stiftaufnahmekontakts nennenswert zu erhöhen. Die effektive Federkonstante jedes Arms und der elastische Biegebereich des Stiftaufnahmekontakts sind beide allgemein erhöht und des weiteren kann von ihnen allgemein gesagt werden, daß sie kombinierte Verbindungsmerkmale sowohl der vorkragenden Doppelarme als auch des federnden Verbindungsglieds darbieten.
Ein neuer und verbesserter elektrischer Stiftaufnahmekontaktaufbau nach der Erfindung ist besonders gut geeignet für elektrische Miniatur-Stiftaufnahmekontakte. Die Kontaktfunktionsvorteile in Form der verbesserten Federkonstante gekoppelt mit einem erheblich erhöhten elastischen Biegebereich ermöglichen es nunmehr, ultrahohe Kontaktkräfte bei einem stanzgeformten Stiftaufnahmekontakt zu entwickeln, wie es bislang nicht für erreichbar gehalten wurde. Die verbesserte Kontaktfunktion, gekoppelt mit ihrer bemerkenswerten Unempfindlichkeit gegenüber Verbindungsfehlausrichtungen, bietet dem Konstrukteur größere Flexibilität bzw. Freiheit in bezug auf die Fertigungstoleranzen, die bei anderen Aspekten der Verbindungskonstruktion auftreten, wie Toleranzen im Hinblick auf die Anschlußposition in einem Gehäuse und mit Bezug auf die Verbindungsgehäuse als solche.
Ein weiterer bedeutender Vorteil, den ein neuer und verbesserter Kontaktaufbau nach der vorliegenden Erfindung mit vorkragendem elastisch abgestütztem Doppelarm bietet, besteht darin, daß der Kontakt dazu benutzt werden kann, Miniatur-Stiftaufnahmekontakte bereitzustellen, die von Metallblechmaterialien aus Phosphorbronze niederer Güte stanzgeformt sind und die hervorragende Eigenschaften und deutlich reduzierte Kosten pro Kontakt darbieten.
Nach einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines neuen und verbesserten elektrischen Stiftaufnahme-Kontaktanschlusses mit hoher Kontaktkraft und einem hohen elastischen Biegebereich gemäß Anspruch 13 vor.
Einige Wege der Ausführung der vorliegenden Erfindung werden nun im einzelnen als Beispiel mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in jedem ihrer verschiedenen Aspekte veranschaulichen. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen stiftaufnehmenden elektrischen Kontakt vom Stimmgabeltyp nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines stiftaufnehmenden elektrischen Kontakts mit vorkragendem Doppelfederarm nach dem Stand der Technik,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen stiftaufnehmenden elektrischen Buchsenkontakt mit einem abgestützten Doppelarm nach dem Stand der Technik,
Fig. 4 eine perspektivische rückwärtige Ansicht eines stiftaufnehmenden elektrischen Kontakts nach der vorliegenden Erfindung mit einem elastisch abgestützten vorkragenden Doppelarm,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Kontakts nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht des Kontakts nach Fig. 4,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Anschluß werkstücks, das Kontakte nach Fig. 4 enthält, die an einem Doppelträgersystem abgestützt sind, wobei verschiedene Stufen eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Bildung der Kontakte veranschaulicht sind.
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines neuen und verbesserten elektrischen Steckdosenverbinders nach der vorliegenden Erfindung mit Kontakten nach Fig. 4, dargestellt im Verbindungsverhältnis mit einem plattenmontierten rechteckigen Stiftträgerverbinder zur Veranschaulichung einer Verwendung der stiftaufnehmenden Kontakte nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung des Verbinders nach Fig. 8 nach der Sichtlinie 9-9 der Fig. 8,
Fig. 10 eine Seitenschnittdarstellung des Verbinders nach Fig. 8. nach der Sichtlinie 10-10 der Fig. 8,
Fig. 11 eine Schnittdarstellung des Verbinders nach Fig. 8 ähnlich Fig. 9, dargestellt in Verbindung mit einem ausgerichteten Stiftanschluß, und
Fig. 12 eine Schnittdarstellung des Verbinders nach Fig. 8 ähnlich Fig. 11, dargestellt in Verbindung mit einem fehlausgerichteten Stiftanschluß.
Es sei nun auf die Zeichnungen und zunächst auf die Figuren 4 bis 6 Bezug genommen, wonach ein einstückiger, einheitlicher Metallanschluß, der allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist, gezeigt ist. Der Anschluß 10 ist aus einem Metallblechmaterial in der Weise stanzgeformt, daß er einen langgestreckten elektrischen Anschluß mit einem vorderen Ende 12 und einem gegenüberliegenden hinteren Ende 14 (nicht gezeigt) bildet. Der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontakt nach der vorliegenden Erfindung mit elastisch abgestütztem vorkragendem Doppelarm, der allgemein mit der Bezugszahl 16 bezeichnet ist, ist angrenzend an das vordere Ende 12 des Anschlusses 10 vorgesehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontakt 16 so dargestellt, daß er einen Basisbereich 18 umfaßt. Der Basisbereich 18 hat eine U-förmige Grundgestalt mit einem flachen bzw. horizontalen Bodenbereich 20 und einem Paar voneinander beabstandeter aufrechter Schenkel 22 und 24. Jeder der Schenkel 22 und 24 erstreckt sich von gegenüberliegenden Seiten des Bodenbereichs 20 zu einem oberen freien Ende, das als Ende 23 bzw. 25 gezeigt ist.
Der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontakt 16 umfaßt ferner ein Paar vorkragender Kontaktarme 26 und 28, die sich nach vorn vom Basisbereich 18 zum vorderen Ende 12 erstrecken. Im einzelnen erstreckt sich in der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform der vorkragende Kontakt arm 26 nach vorn vom Schenkel 22 angrenzend an das obere Ende 23 zu einem vorderen stiftaufnehmenden Ende 30. Der vorkragende Kontaktarm 28 erstreckt sich nach vorn vom Schenkel 24 angrenzend an dessen oberes Ende 25 zu einem vorderen stiftaufnehmenden Ende 32. Eine nach innen gerichtete bzw. weisende konvexe Kontaktfläche 34, 36 ist an jedem der Arme 26, 28 angrenzend an deren jeweiliges Stiftaufnahmeende 30 bzw. 32 gebildet. Jeder Arm 26 und 28 ist ferner mit einer sich nach außen erweiternden ein Anstoßen vermeidenden Stiftführungsfläche 38, 40, einem Stifteinmündungsflächenbereich 41, 43 mit im allgemeinen geraden Seiten und einer abgerundeten bzw. verjüngten Oberfläche 42, 44 an jedem Ende 30 bzw. 32 versehen.
Wie in der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform gezeigt, verläuft ein Paar spiegelbidlicher L- förmiger Übergangsabschnitte 46 und 48 im allgemeinen senkrecht nach unten von den vorkragenden Armen 26 und 28 angrenzend an deren stiftaufnehmendes Ende 30 bzw. 32. Jeder L-förmige Übergangsabschnitt weist jeweils entsprechend der Darstellung ein vertikales Segment 66, 68, ein horizontales Segment 70, 72 und eine abgerundete Biegung 74, 76 zwischen diesen mit in etwa rechtem Winkel auf. Ein Paar von Trägerbefestigungsvorsprüngen 52 erstreckt sich gemäß der Darstellung nach vorn von den horizontalen Segmenten 70, 72, die bei den Formungsvorgängen bei der Herstellung des neuen und verbesserten Kontakts 16 vorteilhaft sind.
Der mechanische und elektrische Nutzeffekt des Stiftaufnahmekontakts 16 ist verbessert, weil ein federndes Armverbindungsglied 54 vorgesehen ist, das von den stiftaufnehmenden Enden 30, 32 der Arme 26, 28 ausgeht und sie verbindet. Bei der in den Figuren 4 bis 6 veranschaulichten Ausführungsform hat das federnde Armverbindungsglied 54 eine im allgemeinen ebene U-förmgie Gestalt und verläuft im allgemeinen parallel zu und unter den vorkragenden Kontaktarmen 26 und 28. Im einzelnen umfaßt das federnde Armverbindungsglied 54 ein Paar von Armen 56 und 58, die jeweils an einem ersten Ende durch einen abgerundeten Einbuchtungsbereich 60 miteinander verbunden sind und sich zu einem gegenüberliegenden Ende 62, 64 erstrecken, das mit dem horizontalen Segment 70 bzw. 72 verbunden ist. Das federnde Armverbindungsglied 54 kann als ein Federsystem angesehen werden, das als Tandem mit den stiftaufnehmenden Enden 30 und 32 der vorkragenden Kontaktarme 26 und 28 verbunden ist.
Wie in den Figuren 4 bis 6 gezeigt, kann der Metallanschluß 10 auch ein hinteres Ende 14 (nicht gezeigt) aufweisen, das sich nach hinten von einem Anschlußübergangsbereich 50 erstreckt, der vom Bodenbereich 20 der Basis 18 nach hinten verläuft. Wie für den Fachmann ersichtlich, kann der Anschluß 10 einen weiteren elektrischen Kontaktbereich zum Verbinden eines Stiftanschlusses in Verbindungseingriff mit dem stiftaufnehmenden Kontaktbereich 16 mit einem anderen Schaltungsglied aufweisen. Veranschaulichungsbeispiele für zweite Kontaktbereiche, die vom Übergangsbereich 50 ausgehen, können, ohne Beschränkung, Crimp- Isolierungsverdrängungs-, Lötfahnen- und Oberflächenmontagekontaktbereiche umfassen.
Mehr im einzelnen und mit Blick nun auf Fig. 5 umfaßt der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontaktaufbau 16 im allgemeinen einen oberen stiftaufnehmenden Bereich mit der Basis 18 und den vorkragenden Kontaktarmen 26 und 28 und einen unteren elastischen Stützbereich mit dem federnden Armverbindungsglied 54 und den Verbindungselementen 46 und 48. Der stiftaufnehmende Bereich des Kontaktbereichs 16 hat eine längsverlaufende stiftaufnehmende Achse p, die, wie gezeigt, in der oberen Hälfte des stiftaufnehmenden Kontakts 16 angeordnet ist. Der elastische Stützbereich des Kontakts 16 ist im Abstand von und unter dem stiftaufnehmenden Bereich gezeigt. Vorteilhaft ist, wie in Fig. 5 gezeigt, die Höhe a des Basisbereichs 18 größer als die Höhe b des vorderen Endes 12, um ein leichteres Einstecken des stiftaufnehmenden Kontakts 16 des Anschlusses 10 in einen anschlußaufnehmenden Hohlraum eines Verbindergehäuses herbeizuführen, wie es ausführlicher nachstehend erörtert wird. Demgemäß ist das Breitenmaß c jedes vorkragenden Arms 26, 28 entlang der Länge der Basis zwischen der Basis 18 und den stiftaufnehmenden Enden 30, 32 allmählich verjüngt bzw. reduziert. Wie sich aus der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ergibt, kann das federnde Armverbindungsglied 54 in den Stiftkontaktabschnitt 16 einbezogen sein, ohne die Gesamthöhe des Kontaktabschnitts 16 zu erhöhen.
Mit Blick nun auf Fig. 6 ist der Stiftaufnahmekontakt 16 entsprechend der Darstellung im allgemeinen balanciert und symmetrisch um seine stiftaufnehmende Achse p. Die einander gegenüberliegenden konvexen Kontaktflächen 34 und 36 bilden einen frühen stiftaufnehmenden Eintrittskontaktbereich, der in der Lage ist, einen eingesteckten rechteckigen oder runden Stiftanschluß gleitbar aufzunehmen und mit diesem elektrisch in Eingriff zu kommen. Ein anfänglicher Kontaktspalt d ist zwischen ihnen vorgesehen, der kleiner ist als der Querschnittsdurchmesser bzw. die Breite eines eingesteckten runden oder rechteckigen Stiftanschlusses. Die einander gegenüberliegenden geradseitigen Stifteinmündungsflächen 41 und 43 sind durch einen Spalt e getrennt, der größer ist als die Querschnittsbreite bzw. der Durchmesser des Stiftes, um zu gewährleisten, daß die gegenüberliegenden Seitenflächen entlang dem vorderen Ende eines eingesteckten Stiftanschlusses mit den vorderen Enden der vorkragenden Arme 26 und 28 entlang den ein Anstoßen vermeidenden verjüngten Einführungsflächen 38 und 40 in Eingriff kommen. Die Form der ein Anstoßen verhindernden Flächen 38 und 40 führt auch das vordere Ende eines eingesetzten Stiftes zwischen die Kontaktflächen 34 und 36 und trägt dazu bei, nockenartig die vorkragenden Arme 26 und 28 während des Stifteinsetzens nach außen zu biegen.
Außerdem ist, wie in Fig. 6 gezeigt, die entlang der Basis 18 definierte, durch das Maß f bezeichnete Gesamtbreite des stiftaufnehmenden Kontakts 16 vorzugsweise größer als die Breite g des vorderen Endes, die zwischen den Außenf lächen der vertikalen Segmente 66 und 68 der L-förmigen Übergangsabschnitte 46 und 48 definiert ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, erfordert das Vorsehen des den Nutzeffekt verbessernden federnden Armverbindungsgliedes 54 im stiftaufnehmenden Kontakt 16 nicht in nachteiliger Weise eine Vergrößerung der Breite des Gesamtkontakts 16. Die reduzierte Breite g des vorderen Endes 12 in bezug auf die Breite f der Basis 18 des Kontakts 16 trägt ferner dazu bei, daß das verjüngte vordere Ende 12 des Anschlusses 10 das Einsetzen des Anschlusses 10 in einen Gehäusehohlraum eines elektrischen Verbinders erleichtert. Die reduzierte Maße b und g des vorderen Endes 12 sind ferner vorgesehen, um einen Freiraum für eine Kontaktverbiegung auf eine nachstehend noch zu beschreibende Weise zu belassen.
Wie oben erwähnt wurde, bildet der neue und verbesserte elastisch abgestützte Stiftaufnahmekontakt 16 mit vorkragendem Doppelarm nach der vorliegenden Erfindung einen Kontaktaufbau, der allgemein durch eine nachhaltige bzw. verbesserte Federkonstante pro Arm und einen deutlich verbesserten elastischen Biegungsbereich im Vergleich zu einem im wesentlichen identischen Kontakt gekennzeichnet ist, der ein federndes Armstützglied, wie das in den Figuren 4 bis 6 gezeigte Armverbindungsglied 54, nicht enthält.
Die durch den neuen und verbesserten stiftaufnehmenden Kontakt 16 erreichten Gebrauchsvorteile sind deutlicher aus einem Arbeitsbeispiel erkennbar. Durch Analysieren der Kontaktform der vorliegenden Erfindung gegenüber den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontakten nach dem Stand der Technik in einem aktuellen zeitgemäßen Zusammenhang hinsichtlich der Konstruktion eines stiftaufnehmenden Miniaturverbinders stellen sich die Vorteile der neuen und verbesserten stiftaufnehmenden Kontakte, wie des Kontakts 16, sehr deutlich dar.
In diesem Arbeitsbeispiel hat ein potentieller Kunde um eine Produktkonstruktion für einen stiftaufnehmenden Miniaturverbinder für Robotermontage an einer gedruckten Leiterplatte nachgesucht. Der Kunde hat spezifiziert, daß der Stiftaufnahmekontakt in der Lage sein muß, einem Lebensdauerzyklustest mit 500 Verbindungs-/Lösungszyklen bei 10 bis 20 Zyklen pro Minute ohne Verschlechterung in den mechanischen Eigenschaften standhalten muß. Der Kunde hat ferner verlangt, daß jeder Kontakt zumindest etwa 80 g Normalkontaktkraft gegen den Stift im voll verbundenen Zustand und vorzugsweise bis zu 100 g oder mehr pro Kontakt (3,5 oz.) entwickeln bzw. aufbringen muß.
Unter den vom Kunden vorgegebenen Bedingungen muß der Stiftaufnahmekontakt Kontaktarme mit einer maximalen Länge von 0,2896 cm (0,114 Zoll) und eine Armbreite von etwa 0,102 cm (0,040 Zoll) aufweisen. Aus den vom Kunden dargelegten Parametern ist eindeutig, daß die gewählte Stiftaufnahmekontaktform die geforderte minimale Normalkraftbeanspruchung, d.h. 80 bis 100 g pro Kontakt unter Nenn- bzw. Minimalbedingungen entwickeln muß und in ausreichendem Maße bereitwillig elastisch und federnd auf wiederholtes Verbinden unter maximalen bzw. schlechtesten Verbindungsbedingungen mit Blick auf die Anforderungen des Lebensdauerarbeitsspieltests reagiert.
Bei diesem Beispiel ist der Minimalzustand für eine Verbindung für den Zustand gegeben, in dem die Stiftaufnahmekontaktachse p mit der Längsachse des Stiftanschlusses ausgerichtet ist. Außerdem wird der kleinstbemessene Stift, der aufgrund von Herstellungstoleranzen vorkommen kann, mit einem stiftaufnehmenden Kontakt mit einem Kontaktspalt d verbunden, der das weiteste Trennmaß hat, das aufgrund von Herstellungstoleranzen auftreten könnte. Unter den definierten Verbindungsminimumbedingungen werden daher die Kontaktarme des Stiftaufnahmekontakts um den kleinsten Betrag beim Verbinden mit dem Stift nach außen verlagert.
Aus der Kundenspezifikation, einem gegebenen Stiftanschluß von 0,0559 cm (0,022 Zoll) Durchmesser und einem Kontakt spalt von 0,0406 cm (0,016 Zoll) und unter Berücksichtigung der Herstellungstoleranzen wird bestimmt, daß die Minimumverlagerung nach außen jedes Kontaktarms unter den Verbindungsminimumbedingungen 0,0102 cm (0,004 Zoll) beträgt. Unter der gegebenen Anforderung des Kunden, daß der Kontakt eine Normalkontaktkraft von zumindest 80 g pro Arm erreichen soll, wird errechnet, daß jeder Arm eine effektive Federkonstante von zumindest 20 g pro 0,0025 cm (0,001 Zoll) haben muß, weil bei der Verbindungsminimalbedingung von 0,0102 cm (0,004 Zoll) Verlagerung der verbundene Kontakt die erforderliche Minimallast von 80 g erzeugen muß. (20 g/ 0,001" x 0,004" = 80 g)
Nach einer weiteren Untersuchung der Kriterien der Kundenkonstruktion wird bestimmt, daß eine Maximalbedingung bei der Verbindung auftreten würde, wenn eine Stiftfehlausrichtung und sämtliche Toleranzvariationen gegen einen Arm des Kontakts wirken würden. Der schlechteste Fall würde eintreten, wenn die Fehlausrichtungen aufgrund von Toleranzen sämtlich in derselben Richtung von einer Seite der stiftaufnehmenden Achse des Kontakts wegversetzt sind. Speziell tritt der Maximalzustand ein, wenn der Kontakt den engsten Spalt d hat und die Stiftabmessungen die größtmöglichen sind und sämtliche Positionstoleranzen gegen den Kontaktarm arbeiten, d.h. die Stiftachse von der stiftaufnehmenden Achse um den größten Betrag versetzt ist. Unter diesen Maximalbedingungen wird bestimmt, daß der Kontakt auf eine Verbindungsverlagerung nach außen an einem Arm von 0,0254 cm (0,010") treffen kann.
Von der Stiftaufnahmekontaktform wird daher verlangt, daß sie einen elastischen Reaktionsbereich auf die Verbindung mit einem Stiftanschluß von bis zu 0,0254 cm (0,010") pro Arm hat. Anders ausgedrückt, muß jeder Kontaktarm in der Lage sein, einer Verbiegung nach außen von zumindest 0,254 cm (0,010") ohne Streckung standzuhalten. Seine Verbiegung bis zur Mindeststreckgrenze muß größer oder gleich sein als 0,0254 cm (0,010"). Wie immer, erwartet der Kunde den niedrigstmöglichen Preis.
Der elastische Biegebereich für jeden der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontakte nach dem Stand der Technik und den neuen und verbesserten, in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Stiftaufnahmekontakt 16 wurde errechnet und verglichen unter Verwendung einer Armlänge von 0,2896 cm (0,114") und einer Armbreite von 0,102 cm (0,040") für jeden. Das ausgewählte Material war ein Phosphorbronzematerial mit einer Mindeststreckgrenze von 0,634 x 10&sup9;Pa (92.000 psi). Für jede Kontaktform wurde eine akzeptable Durchschnittsdicke des Materials, wie sie handelsüblich verwendet werden kann, spezifiziert. Die Federkonstante jedes Arms und die Biegung bis zur Mindeststreckgrenze für jeden Arm jeder Kontaktform wurde nach bekannten Formeln errechnet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Tabelle 1: Errechnete Federkonstante und Biegung und Streckungrenze nach Kontaktform Kontaktart Dicke (Zoll) Federkonstante (g/ Zoll) Biegung, Mindeststreckgrenze Stimmgabel (Fig. ) Doppelarm (Fig. ) abgestützter Doppelarm (Fig. ) Vorliegende Erfindung (Fig. ) (1 Zoll = 2,54 cm; 1 g / 0,001 Zoll = 0,386 x 10³ N/m)
Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen, daß für die Kriterien der vorliegenden Kundenkonstruktion bei diesem Arbeitsbeispiel der Stimmgabelkontakt nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 die Vorhersage hat, daß er sich selbst unter Verbindungsminimumbedingungen bleibend verformt und daher ungeeignet ist. Der abgestützte Doppelarmkontakt nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 2 hat die Vorhersage, daß er die Fähigkeit hat, eine gute Kontaktlast zu erzeugen, er jedoch einen elastischen Biegebereich hat, der zu eng ist, um die Maximalbedingungen zu erfüllen. Diese Kontaktform erfüllt ebefalls nicht die Anforderungen der Kundenkonstruktion.
Der abgestützte Doppelarmkontakt nach dem Stand der Technik, der in Fig. 3 gezeigt ist, hat selbst in einer sehr dünnen spezifizierten Blechdicke die Vorhersage, daß er sich bei oder im Bereich der Minimumbedingung bleibend verformt, und hatte daher nicht den geforderten spezifizierten elastischen Reaktionsbereich.
Nur der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung, wie er in den Figuren 4 bis 6 gezeigt ist, hatte die Vorhersage, daß er den geforderten elastischen Reaktionsbereich von 0,012 cm bis 0,0254 cm (0,004 bis 0,010") ohne Verformungsbeginn bot und eine Normalkontaktdrucklast von zumindest etwa 80 g pro Arm für das spezifizierte Phosphorbronzematerial liefert.
Eine vorläufige Produktprüfung für den Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung hat diese errechneten Werte bestätigt. Das geprüfte Produkt mit der in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Form und Abmessungen wie im vorliegenden Beispiel bei 0,0203 cm (0,008") Materialdicke erzeugte die geforderte Minimumnormalkraft von 80 g bei einer Verlagerung von 0,002 cm (0,004"), und nachdem dieser Kontakt einer stufenweisen Erhöhung der Verlagerungen nach außen ausgesetzt wurde, fing er erst dann an, sich bleibend zu verformen, als die Verlagerung größer als 0,0254 cm (0,010") wurde.
Zusätzlich wurde der Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung durch eine Analyse nach der Methode der finiten Elemente (FEM) analysiert und die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten an, daß der elastisch abgestützte vorkragende Doppelarmkontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung einen elastischen Reaktionsbereich besaß, der groß genug war, um alle Fehlausrichtungen aufgrund von Herstellungstoleranzen aufzunehmen und dennoch die vom Kunden verlangten gewünschten Kontaktnormalkräfte zu liefern.
Der Vorteil der Steckdosenkontaktkonstruktion mit Tandemfeder nach der vorliegenden Erfindung, wie in den Figuren 4 bis 6 gezeigt, ist der, daß eine Feder eine weitere Feder unterstützt, um die verlangten Verbindungsgesamteigenschaften zu erreichen. Die Konstruktion der Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Figuren 4 bis 6 gezeigt ist, kann als eine Kombination des vorkragenden Doppelarmkontakts nach Fig. 2 in Tandemverbindung mit einem Stimmgabelkontakt, wie in Fig. 1 gezeigt, angesehen werden. Die Tabelle 1 zeigt, daß jede dieser Federkontaktarten für sich selbst unbefriedigend bzw. zu schwach ist, um die geforderten Eigenschaften zu erbringen. Wenn jedoch die beiden Kontaktarten in einer Konstruktion gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung zu einem einzigen Kontaktsystem kombiniert werden, ist ein Stiftaufnahmekontakt mit einem erheblich verbesserten elastischen Reaktionsbereich mit dem Kennzeichen hoher Kontaktnormalkräfte geschaffen.
Speziell erbrachte, wie in Fig. 1 gezeigt, der Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung mit einer Dicke von 0,10178 cm (0,007") eine Verbesserung von 25% im elastischen Reaktionsbereich gegenüber dem Kontakt nach Fig. 2 bei einer Dicke von 0,0188 cm (0,0074"). Der Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung erbrachte bei einer Dicke von 0,0203 cm (0,08") eine Verbesserung von 49% im elastischen Reaktionsbereich verglichen mit dem gleichen nächsten Anschluß nach dem Stand der Technik.
Außerdem wurde angenommen, daß nur die Form des Kontakts 16 nach der vorliegenden Erfindung die geforderten Verbindungseigenschaften unter Verwendung des spezifizierten Phosphorbronzematerials niederpreisiger Güte erbringen würde. Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontakte nach dem Stand der Technik müßten aus einem Berylliumkupfermaterial gestanzt werden, das etwa 7 mal teurer im Gebrauch ist als Phosphorbronze, um Leistungsmerkmale zu erreichen, die an die durch den Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung erreichten angenähert sind.
Als Alternative können ähnliche Eigenschaften unter Verwendung der Kontakte nach dem Stand der Technik auch erreicht werden, wenn die Abmessungen der Kontaktarme vergrößert werden. Durch die soweit beschriebene Erfindung des Anmelders werden hervorragende Eigenschaften unter Verwendung von weniger Material und kostengünstigerer Materialien erreicht als es von den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Formen nach dem Stand der Technik zu erreichen angenommen wurde. Wiederum hat eine baldige Produktprüfung des Kontakts des Anmelders gemäß den Figuren 4 bis 6 bestätigt, daß die tatsächliche Leistung mit den in Tabelle 1 angegeben errechneten Eigenschaften übereinstimmt.
Es sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen, in der zur Veranschaulichung ein Verfahren zur Herstellung der neuen und verbesserten Anschlüsse 10 mit dem stiftaufnehmenden Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Speziell sind die Schritte zur Herstellung eines stiftaufnehmenden Anschlusses 10 gezeigt. Der im rechten Teil der Fig. 7 gezeigte stiftaufnehmende Anschluß 10 ist geeignet, einen Stiftanschluß mit einer auf einer gedruckten Leiterplatte definierten leitenden Zone elektrisch zu verbinden. Der Anschluß 10 weist den neuen und verbesserten stiftaufnehmenden Kontakt 16 am vorderen Ende 82 und einen Lötfahnenkontaktbereich 84 auf, der am anderen Ende 86 gebildet ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird der Anschluß 10 aus Metallblechmaterial gestanzt, um eine Trägereinheit 88 mit einem definierten und senkrecht zwischen einem Paar paralleler beabstandeter Trägerstreifen 92 und 94 verlaufenden Anschlußwerkstück 90 zu bilden. Die Trägerstreifen 92 und 94 sind mit beabstandeten Transportlöchern 94 versehen, die in ihnen gebildet sind, um die Trägereinheit 88 durch die Stanz- und Formeinrichtung zu fördern bzw. vorzubewegen.
Gemäß dem nun beschriebenen Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist das federnde Stützteil 54 vorteilhaft aus dem Material zur gleichen Zeit ausgestanzt, wie die Basis 18 und die vorkragenden Arme 62 und 28 im Werkstück gestanzt und gebildet werden. Speziell wird das Werkstück 90 so gestanzt, daß es einen im allgemeinen rechteckigen äußeren Ausschnitt 98 und einen langgestreckten inneren ovalen Ausschnitt 100 umfaßt. Diese Stanzungen bilden allgemein die Basis 18 und die parallelen vorkragenden Arme 26 und 28. Das zwischen den Ausschnitten 98 und 99 verbleibende Material bildet ein inneres Paar von Federarmen 56 und 58. Die beiden Paare paralleler Arme 26, 28 und 56, 58 sind als Tandem am vorderen Ende 92 durch Verbindungselemente 46 und 48 miteinander verbunden. Die Trägerbefestigungsvorsprünge 52 im Werkstück 90 sind an einem vorderen Ende 102 verbunden. Das vordere 104 des ovalen Ausschnitts 100 erstreckt sich über die Übergangsabschnitte 46 und 48 in den vorderen Trägeranbringungsbereichen des Werkstücks 90 hinaus. Der vergrößerte rechteckige Vorsprung 106, der durch die verbundenen Trägerbefestigungsrippen 52 gebildet ist, ist am vorderen Ende 82 des Werkstücks 90 vorgesehen, damit Klemmglieder in der Formvorrichtung die Möglichkeit haben, das vordere Ende 82 während des Formvorgänge zu halten.
Im mittleren Teil der Fig. 7 ist eine teilweise geformte Anschlußwerkstückzwischeneinheit 108 gezeigt. Die Zwischeneinheit 108 ist durch Stempelwerkzeuge geprägt worden, um ein hinteres Paar paralleler Nuten 110 und ein vorderes Paar paralleler Nuten 112 zu bilden, um Faltlinien in der Werkstückzwischeneinheit 108 vor dem Aufformen des Kontakts 16 zu bilden.
Die Zwischeneinheit 108 ist ferner mit Formstempeln in Berührung gebracht worden, um die konvexen Kontaktflächen 34 und 36 und die ein Anstoßen verhindernden Flächen 38 und 40 in den äußeren vorkragenden Armen 26 und 28 zu bilden. Die Kontaktflächen 34 und 36 sind relativ nach oben von der Ebene des Werkstücks 90 in diesem Zwischenstadium 108 angehoben, was ein selektives Plattieren der Kontaktflächen 34 und 36 ermöglicht, das durch Bürstenplattierung oder andere herkömmliche Plattierungsmethoden durchzuführen ist. Als Alternative kann ein vorplattiertes Material bei der Formgebung entweder des Anschlußwerkstücks 90 oder der Werkstückzwischeneinheit 108 verwendet werden.
Im rechten Teil der Fig. 7 ist ein stiftaufnehmender Anschluß 10 dadurch gebildet worden, daß die äußeren Bereiche der Zwischeneinheit 108 entlang den Nuten 110 und 112 aufgefaltet worden sind, um die U-förmige Grundgestalt des stiftaufnehmenden Kontakts 16 zu bilden. Danach wird das vordere Ende 12 des Kontakts 16 durch Abtrennen des rechteckigen Vorsprungs 106 hinter dem vorderen Ende 104 des ovalen Ausschnitts 100 gebildet, um die gesonderten stiftaufnehmenden Enden 30 und 32 in den Armen 26 und 28 zu bilden. Es versteht sich, daß der sekundäre Trägerstreifen 94, anstatt am hinteren Ende des Werkstücks 90 gebildet zu sein, auch in einem Zwischenbereich des Werkstücks 90, wie etwa an einem Punkt, der nach hinten an den Basisbereich 18 angrenzt, gebildet sein könnte.
Die neuen und verbesserten stiftaufnehmenden Kontakte 16 nach der vorliegenden Erfindung sind vorteilhaft bei der Herstellung verbesserter Steckdosenverbinder zum elektrischen Verbinden von Steckerverbindern mit einem anderen Schaltungsglied. Speziell und nun mit Blick auf Fig. 8 ist eine neue und verbesserte Verbinderanordnung 120 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Verbinderanordnung 120 ist zum Verbinden einer Mehrzahl einzelner isolierter Leitungen 122 mit leitenden Zonen bzw. gedruckten Schaltungen 124 vorgesehen, die auf einer gedruckten Leiterplatte 126 gebildet sind.
Die Verbinderanordnung 120 umfaßt einen Stiftträgerwinkelverbinder 128, der auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte 126 angrenzend an einen Rand derselben montiert ist. Der Stiftträgerwinkelverbinder 128 umfaßt ersichtlich ein dielektrisches Trägergehäuse 130 mit einem Verbindungsende 132 und einem gegenüberliegenden hinteren Ende 134. Das Trägergehäuse 130 ist mit einer Platteneingriffsfläche 138 und einer gegenüberliegenden oberen Fläche 136 versehen. Das Trägergehäuse 130 ist ferner mit einem Paar gegenüberliegender Seitenflächen 140 versehen, die jeweils, wie gezeigt, einen Verriegelungsvorsprung 142 aufweisen.
Der Stiftträgerverbinder 128 weist ferner, wie gezeigt, eine Mehrzahl rechteckiger Stiftanschlüsse 144 auf. Jeder Stiftanschluß 144 umfaßt einen zugespitzten vorderen rechteckigen Kontaktbereich 146 und einen rückwärtigen Lötfahnenkontaktbereich 148. Der Lötfahnenkontaktbereich 148 kann mit einzelnen Schaltungen 124 auf der gedruckten Leiterplatte 126 mittels einer herkömmlichen Durchgangsloch-Verlötungsausbildung verbunden sein. Es kann auch eine oberflächige Befestigungsanordnung anstelle von Lötfahnen 148 verwendet werden, wie es sich für den Fachmann anbietet.
Die Verbinderanordnung 120 weist zusätzlich einen Steckdosenverbinder 150 gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung auf. Speziell umfaßt der Steckdosenverbinder 150 ersichtlich ein dielektrisches Verbindergehäuse 152 mit einem vorderen Verbindungsende 154 und einem gegenüberliegenden hinteren leiteraufnehmenden Ende 156. Ein Paar federnder Verriegelungsarme 158 erstreckt sich nach vorn von gegenüberliegenden Seiten des Verbindergehäuses 152, die in der Lage sind, mit den Verriegelungsvorsprüngen 142 in einen lösbaren Verriegelungseingriff zu kommen, um das Verbindergehäuse 150 im Verbindungsverhältnis mit dem Stiftträgerverbinder 128 zu halten. Das Verbindergehäuse 152 umfaßt ferner eine Mehrzahl von anschlußaufnehmenden Hohlräumen 160, die in diesem gebildet sind und sich zwischen dem hinteren leiteraufnehmenden Ende 156 des Gehäuses 152 und einer stiftaufnehmenden Öffnung 162 erstrecken, die im vorderen Verbindungsende 154 des Steckdosengehäuses 152 gebildet ist. Vorteilhaft ist ein vierseitiger nach innen abgeschrägter Stifteingangsbereich 164 um das vordere Ende der stiftaufnehmenden Öffnung 162 gebildet, um eine effektive Einführung zum Hineinleiten der vorderen Stiftkontaktbereiche 146 in die stiftaufnehmenden Öffnungen 162 hinein zu bilden.
Mit Blick nun auf die Figuren 9 und 10 sind, wie dort veranschaulicht, die neuen und verbesserten Anschlüsse 10 mit dem stiftaufnehmenden Kontaktabschnitt 16 nach der vorliegenden Erfindung geeignet für einen Preßsitzeingriff mit den anschlußaufnehmenden Hohlräumen 160 des Steckdosenverbinders 150. Im einzelnen ist, wie in Fig. 9 gezeigt, die Breite h des anschlußaufnehmenden Hohlraums 160 so gewählt, daß sie die Breite f der Basis 18 eng und gleitbar aufnimmt. Außerdem hat die im vorderen Ende 154 gebildete stiftaufnehmende Öffnung 162 ein Querschnittsmaß i, das so gewählt ist, daß es kleiner ist als das Breitenmaß g am vorderen Ende des Anschlusses, und ist vorzugsweise geringfügig kleiner als der Trennungsspalt e, der am vorderen Ende des Anschlusses vorgesehen ist. Dieses gewährleistet, daß das vordere Ende 146 der eingesteckten Stiftanschlüsse 144 zuerst in Wischeingriff mit den ein Anstoßen hindernden Oberflächen 38 und 40 kommt, die am vorderen Ende 12 des Stiftkontaktabschnitts 16 gebildet sind. Die relativen Abmessungen der Einführung 164 und des Durchmessers i der Öffnung 162 hilft, mögliche Verbindungsfehlausrichtungen eines Stiftanschlusses zwangsläufig zu regulieren. Wie in Fig. 9 gezeigt, sind der Anschlußaufnahmeraum 160 und die vordere Stiftaufnahme 162 so angeordnet, daß, wenn der Stiftaufnahmekontakt 16 in den Hohlraum 160 eingedrückt wird, die Stiftaufnahmeöffnung 162 koaxial mit der Stiftaufnahmeachse p des Stiftaufnahmekontakts 16 ausgerichtet ist.
Mit Blick nun auf Fig. 10 ist das Höhenmaß j des Anschluß aufnahmeraums 160 so gewählt, daß der Preßsitzeingriff des Stiftaufnahmekontakts 16 ermöglicht wird. Im einzelnen ist die Höhe j für den Preßgriffeingriff durch die oberen Flächen 23 und 25 der aufrechten Schenkel 22 und 24 bemessen, um den Stiftaufnahmekontakt 16 an der passenden Stelle im Anschlußaufnahmeraum 160 zwangsläufig zu halten. Das Höhenmaß j des Anschlußaufnahmeraums 160 ist in etwa das gleiche wie das Höhenmaß a der Basis 18 des Stiftaufnahmekontakts 16. Wie deutlich in Fig. 10 gezeigt ist, ist das federnde Armstützglied 54 unterhalb der Stiftaufnahmeachse p und unterhalb der Gehäuseöffnung 162 angeordnet.
In der in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Verbinderanordnung 120 sind die hinteren Leiterkontaktbereiche für die elektrische Kontaktierung der Leiter einzelner Zuleitungen 122 nicht gezeigt, können jedoch, wie es dem Fachmann geläufig ist, einen Cimpkontaktabschnitt oder einen Isolierungsverdrängungskontaktabschnitt oder eine andere geeignete Leiterverbindungseinrichtung umfassen. Außerdem können, anstatt Leiterkontaktbereiche für einzelne Leitungen 122 gegenüber den Stiftaufnahmekontaktabschnitten 16 vorzusehen, die Anschlüsse 10 auch mit Kabelkontaktbereichen wie einer Isolierungsdurchdringung, einer Isolierungsverlagerung oder einer Crimpverbindung, versehen sein. Außerdem kann der Steckdosenverbinder 150 auch ein plattenmontierter Steckdosenverbinder mit Anschlüssen 10 sein, die zweite Kontaktbereiche nach Wahl in Lötfahnen-, Oberflächenmontage- oder Leiterplattenkontaktausführung aufweisen.
Es sei nun auf die Figuren 11 bis 12 Bezug genommen, in denen der neue und verbesserte Steckdosenverbinder 150 mit den Stiftaufnahmekontakten 16 im Verbindungsverhältnis mit einem eingesteckten Stiftanschluß, wie etwa einem Stiftanschluß 144 des in Fig. 8 gezeigten Stiftträgerwinkelverbinders 128 gezeigt ist. In dem in Fig. 11 gezeigten Verbindungszustand ist der verjüngte vordere Kontaktbereich 146 des Stiftes 144 durch die Stiftaufnahmeöffnung 162 eingesteckt worden, die im Verbindungsende 154 des Gehäuses 152 vorgesehen ist. Wie dort veranschaulicht ist, ist der Stiftanschluß 144 in ausgerichteter Form eingesteckt worden, so daß die Längsachse k des vorderen Kontaktbereichs 146 mit der Stiftaufnahmeachse p des Stiftaufnahmekontakts 16 fluchtet. Während des Einsteckens des Stiftkontaktes 146 kommen die gegenüberliegenden Seitenflächen auf der verjüngten vorderen Spitze des Stiftkontakts 146 mit den ein Anstoßen verhindernden Oberflächen 38 und 40 des vorkragenden Arms 26 bzw. 28 in Eingriff. Das weitere Einsetzen des Stiftes bewirkt, daß jeder der Arme 26 und 28 nach außen um einen gleichen Betrag mit Bezug auf die Stiftaufnahmeachse p gebogen wird, bis ihre jeweilige konvexe Kontaktfläche 34 und 36 in Wisch- und Gleiteingriff mit gegenüberliegenden Seiten des Stiftkontaktbereichs 146 an einer Stelle entlang diesem im Abstand von der verjüngten Spitze gelangt. Die frühe Eingangsform gewährleistet ein langes Kontaktwischen auf gegenüberliegenden Seiten des Stiftkontaktes 146 im Interesse einer verbesserten elektrischen Zuverlässigkeit. Außerdem kann, wie oben gezeigt wurde, in einem ausgerichteten Verbindungszustand, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, jeder der vorkragenden Arme 26 und 28 nach außen von der Stiftaufnahmeachse p weg durch zum Beispiel einen breiteren vierseitigen Stift oder einen Stift mit größerem Durchmesser verlagert werden, bevor er überbeansprucht wird, d.h. ohne Verformungsbeginn, im Vergleich zu den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontaktausbildungen nach dem Stand der Technik, die nicht das federnde Armstützglied, etwa wie 54, umfassen.
In dem in Fig. 11 gezeigten Verbindungszustand bewirkt das Stifteinstecken, daß jeder vorkragende Arm 26, 28 sich geringfügig längt, und die Normalkräfte auf den Stift umfassen eine Kombination von Kräften, zu denen jeder der Arme 26 und 28 sowie die Federarme 56 und 58, an denen sie angebracht sind, beitragen. Im allgemeinen verformt sich der Stiftaufnahmekontakt 16 symmetrisch in dem ausgerichteten Einsteckzustand, der in Fig. 11 gezeigt ist, und die Normalkräfte jeder konvexen Kontaktfläche 34, 36 auf die gegenüberliegenden Seiten des Stiftkontaktabschnitts 146 sind im allgemeinen die gleichen.
Es sei nun auf Fig. 12 Bezug genommen, in der der Stiftaufnahmekontat 16 des Steckdosenverbinders 150 verbunden mit einem fehlausgerichteten Stiftanschluß 144 gezeigt ist. Speziell ist, wie in Fig. 12 gezeigt, die Längsachse k des Stiftkontaktbereichs 146 seitlich verlagert bzw. versetzt von der Stiftaufnahmeachse p des Stiftaufnahmekontakts 16, welcher Zustand häufig bei Mehrkreisverbindern auftritt.
Wie oben erwähnt, ist das vordere Ende 12 des Kontakts 16 mit reduzierten Abmessungen b und g versehen, die kleiner sind als die entsprechenden Abmessungen a und f des Basisbereichs 18. Auf diese Weise ist das vordere Ende 12 des Kontakts 16 mit einem ausreichenden Betrag an Spiel zwischen dem vorderen Ende 12 und dem vorderen Ende des Anschlußaufnahmeraums 16 versehen, um zu ermöglichen, daß das vordere Ende des Stiftaufnahmekontakts 16 als Reaktion auf eine seitliche Verbindungsfehlausrichtung eines eingesteckten Stiftkontakts 146 schwimmt. Die Breitenabmessung c jedes der vorkragenden Arme 26 und 28 an ihrer jeweiligen Kontaktfläche 34 und 36 ist im allgemeinen groß genug, um sicherzustellen, daß eine vertikale Fehlausrichtung der Stiftachse k in bezug auf die Stiftaufnahmeachse p eines durch die Öffnung 162 eingesteckten Stiftes noch Kontakt macht und bewirkt, daß die Kontaktflächen 34 und 38 auf den gegenüberliegenden Seiten des eingesteckten Stiftkontakts 146 in Eingriff kommen.
In dem in Fig. 12 gezeigten fehlausgerichteten Einsteckzustand ist die Stiftkontaktachse k von der Stiftaufnahmeachse p seitlich versetzt. Der vorkragende Arm 28 ist von seiner Ausgangsposition nach außen zur gezeigten Verbindungsendposition um einen größeren Betrag verlagert als der vorkragende Arm 26. In den frühen Stufen des Einsteckens des fehlausgerichteten Stiftkontakts 146 verlagert der Spitzenbereich des Stiftkontaktes 146 den vorkragenden Arm 28 weg von der Stiftaufnahmeachse p zur angrenzenden Seitenwand des Gehäuses 160 hin durch einen Nockeneingriff mit der ein Anstoßen verhindernden Oberfläche 40. Während des Vorgangs wandern bzw. schwimmen das elastische Stützglied 54 und der vorkragende Arm 26 in der gleichen Richtung mit dem verlagerten Arm 28. Das weitere Stifteinsetzen bewirkt allgemein eine gleichzeitige Verlagerung der konvexen Kontaktflächen 34 und 36 nach außen, bis sie in Gleiteingriff an den gegenüberliegenden parallelen Seitenflächen des Stiftkontaktbereichs 146 stehen. Es werden Kontaktnormalkräfte von beiden Kontaktflächen 34 und 36 aufgebracht. Anders ausgedrückt, hat der in Fig 12 gezeigte Stiftkontaktbereich 16 geschwommen und die Stiftaufnahmeachse p des Kontakts hat sich von einer Anf angsposition zu einer seitlich verlagerten Position bewegt, die in Fig. 12 mit p' bezeichnet ist. Der Kontaktabschnitt 16 hat, wie in Fig. 12 gezeigt, geschwommen, um den eingesteckten Stift zu erfassen, so daß die verlagerte Stiftaufnahmeachse p' näher mit der versetzten Stiftkontaktachse k ausgerichtet ist. Auf diese Weise hat der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontakt 16 aufgrund des Vorsehens des federnden Glieds 54, das die vorkragenden Arme 26 und 28 miteinander verbindet, und durch eine Ausbildung des vorderen Endes 12 in der Weise, daß es verkleinerte Abmessungen in bezug auf die Basis 18 hat, die Möglichkeit zu schwimmen, was es dem Kontakt ermöglicht, selbstausrichtend in bezug auf den fehlausgerichteten Stiftanschluß zu werden, der zur Verbindung eingesetzt wird.
Die selbstausrichtende Schwimmbewegung bildet zwei wichtige Merkmale für eine erhöhte Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts. Erstens kann jeder Arm 26 oder 28 weiter ohne Armüberbeanspruchung wegen des federnden Armverbindungsglieds 54 verlagert werden. Daher hat die in Fig. 12 gezeigte Verlagerung und Schwimmbewegung nicht zur Folge, daß eine Überbeanspruchung im Arm 28 auftritt.
Zweitens bewirkt, da der Stiftaufnahmekontakt 16 zu einer neuen Mitte bzw. neuen Achse p' als Reaktion auf eine Stiftfehlausrichtung schwimmt, das weitere Einstecken des Stiftes eine Auslenkung beider Arme 26 und 28, so daß Kontaktnormallasten auf beiden Seiten des Kontakts aufgebaut werden. Der Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung bildet ein vorkragendes Doppelarmsystem, das zwei Punkte eines redundanten hohen Normalkraftkontaktes selbst bei dem fehlausgerichteten Verbindungszustand, der in Fig. 12 gezeigt ist, herbeiführt.
Diese vorteilhaften Eigenschaften des Kontakts 16 nach der vorliegenden Erfindung stehen in einem scharfen Kontrast zu den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontakten nach dem Stand der Technik. Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Doppelarmsysteme nach dem Stand der Technik sind allgemein nicht in der Weise ausgebildet, daß sie ein Schwimmen zulassen, und, falls ein Basisbereich vorgesehen ist, der eine gewisse Schwimmbewegung zuläßt, sind ihre Kontaktformen so, daß es keine selbstausrichtende Schwimmbewegung ist, wie sie bei dem vorliegenden Kontakt 16 erreicht wird. Noch wichtiger verursacht das Einstecken eines fehlausgerichteten Stiftes in jedes dieser Kontaktsysteme nach dem Stand der Technik eine Verlagerung von nur einem vorkragenden Arm, wobei der gegenüberliegende Arm wenig oder keinen Kontakt mit dem Stift machen kann. Wie oben aufgezeigt wurde, bewirken selbst geringfügige Fehlausrichtungen des Stiftes, daß der bei diesen vorbekannten Systemen kontaktierte eine Arm über seine Mindeststreckgrenze hinaus verlagert wird. Der verlagerte Arm ist daher überbeansprucht und reagiert unelastisch auf das fehlausgerichtete Einstecken. Als Resultat werden geringe Kontakt normalkräfte von zumindest einem der beiden Arme und oft beiden bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Kontakten nach dem Stand der Technik bei dem in Fig. 12 gezeigten fehlausgerichteten Verbindungszustand aufgebaut.
Die Fähigkeit des neuen und verbesserten elastisch abgestützten Doppelarmkontakts 16, zu schwimmen und zwei Punkte eines Kontakts mit hoher Kraft gegen einen verbundenen Stiftanschluß zu entwickeln, macht den vorliegenden Kontakt 16 und die sie enthaltenden Steckdosenverbinder 150 besonders vorteilhaft in Endbenutzungsumgebungen mit hohen Schwingungen, wie bei Flugzeug- und Automobilanwendungen. In diesem Zusammenhang wird erwartet, daß die beiden durch den Kontakt 16 nach der vorliegenden Erfindung geschaffenen Kontaktpunkte hohen Drucks eine ausreichende Verringerung der Abriebkorrosion aufgrund von Umgebungsschwingungen herbeiführen.
Wie sich für den Fachmann auf diesem Gebiet versteht, sind sowohl der Betrag der Schwimmbewegung als auch die Normaldrucklast, die an jeder konvexen Kontaktfläche 34 oder 36 nach der Schwimmbewegung aufgebracht wird, auf die relativen Federsteifen der vorkragenden Arme 26 und 28 einerseits und die Federkonstanten der Federarme 56 und 58 auf der anderen Seite bezogen. Zum Beispiel steht zu erwarten, daß, falls das federnde Verbindungsglied 54 so ausgebildet ist, daß es ein steifes Federsystem ist, derart, daß die Federarme 56 und 58 eine hohe Federkonstante haben, und jeder der vorkragenden Arme 26 und 28 so ausgebildet ist, daß er eine niedrigere relative Federkonstante besitzt, der Kontaktabschnitt ohne weiteres schwimmt und die Normaldrucklasten auf jeder Seite des Stiftes nach dem Schwimmen sich auf einen gleichen Wert untereinander annähern. Jedoch muß der Maximumbereich der Schwimmbewegung in einer Richtung sorgfältig kontrolliert werden, so daß der vorkragende Arm, der auf der Seite des Kontakts liegt, die in Richtung der Schwimmbewegung verläuft, nicht über ihre Streckgrenze hinaus überbogen wird. Statt dessen hat, wenn der Kontakt so ausgebildet ist, daß die vorkragenden Arme 26 und 28 eine höhere Federkonstante als die Federarme 56 und 58 besitzen, der Kontakt einen größeren Schwimmbereich, wobei jedoch die von dem folgenden vorkragenden Arm aufgebrachte Normallast nicht gleich dem verlagerten Arm wäre. In den Ausführungsformen mit den in den Figuren 4 bis 12 hier gezeigten Gestaltungen wurde der Stiftaufnahmekontakt 16 primär so ausgebildet, daß ein Kontakt mit dem größtmöglichen elastischen Biegebereich geschaffen wird, der noch die minimalen Kontaktlastanforderungen erfüllt. Demgemäß wurden das Federkonstantenverhältnis der Arme 26 und 28 im Vergleich mit der Federkonstante der Federarme 56 und 58 für diese Ausführungsformen so gewählt, daß es zumindest etwa 2 : 1 beträgt. Für andere Anwendungsfälle jedoch können die Normaldrucklasten verhältnismäßig wichtiger sein als der elastische Reaktionsbereich auf Verbindungsverlagerungen. Unter diesen Umständen kann das Federkonstantenverhältnis umgekehrt sein, z.B. 1 : 2.
Bei einem als Einheit stanzgeformten Kontakt wie dem Kontakt 16, der von einem Blechmetallmaterial gleichförmiger Dicke gestanzt wird, besteht eine Methode zum Verändern der relativen Federkonstanten der Arme 26 und 28 mit Bezug auf die Federarme 56 und 58 darin, die relativen Längen der Arme zueinander zu verändern. Zum Beispiel kann durch Verkürzen der Länge der Federarme 56 und 58 zwischen dem vorderen Ende 12 und dem Einbuchtungsbereich 60 des federnden Verbindungsglieds 54 eine höhere Federkonstante für die Federarme 56 und 58 in bezug auf die vorkragenden Arme 26 und 28 erreicht werden. Diese Konstruktionsveränderungen verstehen sich für den Fachmann ohne weiteres.
Obgleich die vorliegende Erfindung im einzelnen nur mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, können Abwandlungen oder Veränderungen hieran vom Fachmann vorgenommen werden. Zum Beispiel kann, obwohl die vorliegende Erfindung so beschrieben worden ist, daß sie eine besondere Nützlichkeit auf dem Gebiet der Miniaturstift- und -steckdosenkontakte besitzt, der neue und verbesserte Stiftaufnahmekontaktabschnitt 16 auch in größeren Stiftaufnahmekontaktfällen benutzt werden. Obgleich die Miniaturkontakte der dargestellten Ausführungsformen so beschrieben wurden, daß sie aus einem Phosphorbronzeblechmaterial stanzgeformt werden, wird erwartet, daß, wenn die Kontakte von anderen Güteklassen eines Metallblechmaterials einschl. Berylliumkupfer stanzgeformt wären, die durch den neuen und verbesserten Kontaktaufbau geschaffenen Gesamtvorteile in der Leistung nur weiter verbessert werden.
Obgleich in den dargestellten Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, das federnde Armstützglied 54 in einer U- förmigen Gestaltung vorgesehen wurde, ergeben sich andere Gestaltungen für das federnde Armstützglied für den Fachmann von selbst. Zum Beispiel könnte das Armstützglied 54, anstatt U-förmig zu sein, auch W-förmig oder C-förmig sein. Außerdem kann das Armglied 54 in Tandemanordnung mit den vorderen Enden der vorkragenden Arme 26 und 28 auf nicht parallele Weise in Abhängigkeit von der besonderen Verbinderanwendung im Gebrauchsfall verbunden sein. Zum Beispiel kann sich das Armstützglied ggf. senkrecht zur Stiftaufnahmeachse erstrecken, oder in noch anderen Anwendungsfällen kann es möglich sein, das federnde Armstützglied parallel zur Stiftaufnahmeachse, jedoch sich nach vorn von den vorderen Enden der vorkragenden Kontaktarme 26 kund 28 erstreckend vorzusehen. Der gezeigte besondere Vorteil durch Anbringen des federnden Stützgliedes parallel zu der Stiftaufnahmeachse besteht darin, daß es keinen zusätzlichen Raum in einem Verbinder erfordert, um die Stiftaufnahmekontaktanschlüsse 10 aufzunehmen.
Außerdem bilden bei der dargestellten Ausführungsform, die beschrieben wurde, die Basis 18 und die vorkragenden Kontaktarme 26 und 28 einen U-förmigen Grundaufbau, der geeignet ist, rechteckige oder runde Stifte aufzunehmen. Falls ein Stiftaufnahmekontakt für eine Verbindung nur mit rechteckigen oder quadratischen Stiften verlangt wird, kann die Stiftaufnahmeausbildung mit der Basis 18 und den Kontaktarmen 26 und 28, anstatt eine aufrechte U-Form aufzuweisen, zu einer ebenen U-förmigen Gestaltung abgewandelt werden, die mehr an eine Stimmgabelform erinnert.
Des weiteren können, obgleich in der in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Verbinderausführung die Anschlüsse und Gehäusehohlräume so ausgebildet wurden, daß sie einen Eingriff bzw. eine Anbringung der Anschlüsse in den Gehäusehohlräumen mit Preßsitz herbeiführen, andere bekannte Anschlußhaltemethoden statt dessen verwendet werden. Zum Beispiel können Widerhaken an den aufrechten Schenkelflächen 23 und 25 vorgesehen sein, so daß der Anschluß gegen die Hohlraumseitenwand schleift, um das Halten herbeizuführen. Statt dessen können aus einem Anschlußwandbereich herausgedrückte Verriegelungslaschen, die in der Lage sind, mit einer Verriegelungsausnehmung oder -schulter im Gehäusehohlraum in Verriegelungseingriff zu gelangen, verwendet werden. Außerdem können einheitliche oder gesonderte Gehäuseteile im oder am Steckdosengehäuse in Eingriff gehalten sein, die ein vorstehendes Verriegelungsglied umfassen können, das hinter einem Anschlußrand in Position bringbar ist, um den Anschluß im Gehäusehohlraum zu halten. Des weiteren können die Anschlüsse in eine Untereinheit einsatzgegossen werden, die ihrerseits in das Verbindergehäuse eingebracht werden kann. Jede Anschlußhalteeinrichtung oder Einrichtung zur Sicherung der Anschlußposition, die dem Fachmann bekannt ist, kann hier gleichermaßen Anwendung finden.
Schließlich ist in der obigen Beschreibung das federnde Armverbindungsglied 54 allgemein in Verbindung mit vorkragenden Doppelarmsystemen erörtert worden, die allgemein symmetrisch und balanciert sind, wobei beide Arme so ausgebildet sind, daß sie im allgemeinen gleichzeitig beim Verbindungseinsetzen eines Stiftanschlusses zwischen sie nach außen gebogen werden. In einigen Konstruktionsfällen kann es jedoch vorteilhaft sein, ein relativ einseitiges System mit einem ersten verhältnismäßig steifen bzw. nicht biegbaren Arm oder Plattenglied und einem zweiten gegenüberliegenden flexiblen Arm vorzusehen, der den größten oder gesamten Teil der Biegung bei der Stifteinsetzung erfährt. Es steht zu erwarten, daß die durch ein federndes Armstützglied herbeigeführten Vorteile im gleichen Maße bei diesen einseitigen Systeme gelten. Demgemäß erweitert angenommenermaßen das Vorsehen eines federnden Armverbindungsglieds, das sich von dem Stiftaufnahmeende des zweiten flexiblen Arms erstreckt und dieses mit dem ersten steifen Arm bzw. Plattenglied in einem solchen einseitigen Kontaktsystem verbindet, den elastischen Reaktionsbereich des Kontakts erheblich auf größere nach außen gerichtete Verlagerungen, während gleichzeitig erhöhte Kontaktnormalkräfte gegen einen eingesteckten Stift bereitgestellt werden, und ist vom Rahmen der vorliegenden Erfindung erfaßt.

Claims

1. Elektrischer Stiftaufnahmekontakt (12) mit hoher Kontaktkraft und hohem elastischem Reaktionsbereich, wobei der Stiftaufnahmekontakt umfaßt: eine Basis (18) und ein Paar im allgemeinen ebener, voneinander beabstandeter vorkragender Arme (26,28), die jeweils in einer Ebene parallel zu und mit Abstand von der Ebene des anderen Arms liegen und sich von der Basis (18) nach vorn zu einem Stiftaufnahmeende (30,32) erstrecken, wobei jeder Arm (26,28) eine auf diesem gebildete, dem gegenüberliegenden Arm zugewandete Kontaktfläche (34,36) für einen gleitbaren elektrischen Eingriff mit einem eingesteckten Stiftanschluß aufweist, gekennzeichnet durch einen von jedem Arm (26,28) angrenzend an das Stiftaufnahmeende ausgehenden Übergangsabschnitt (66,68) und ein von den Übergangsabschnitten (66,68) ausgehendes und sie verbindendes federndes Armverbindungsglied (54), wobei das Armverbindungsglied von den vorkragenden Armen (26,28) beabstandet ist und die Wirkung hat, daß der elastische Reaktionsbereich (26,28) auf eine größere Verlagerung nach außen erhöht und zugleich eine größere Normalkraft auf den Stift aufgebracht wird.

2. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktflächen (34,36) der Arme (26,28) einander gegenüberliegen und zur Bildung eines Stiftaufnahmekontakts mit frühem Eintritt angrenzend an die Stiftaufnahmeenden (30,32) der Arme angeordnet sind.

3. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Basis (18) U-förmig mit einem Paar von einem Einbuchtungsbereich (20) hochstehender Schenkel (22,24) ausgebildet ist und die vorkragenden Arme (26,28) sich jeweils von dem Schenkel (22,24) nach vorn erstrecken.

4. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Armverbindungsglied (54) eine U-förmige Feder (54) mit einem Einbuchtungsbereich (60) und einem Paar von Federarmen (56,58) umfaßt und jeder Federarm (56,58) sich vom Einbuchtungsbereich (20) zu einem gegenüberliegenden Ende (62,64) erstreckt.

5. Stiftaufnahmekontakt nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bei dem das Armverbindungsglied (54) in einer Ebene senkrecht zu den Ebenen der vorkragendenden Arme (26,28) verläuft.

6. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 5, bei dem die Stiftaufnahmeenden der vorkragenden Arme (26,28) in Tandemanordnung mit den gegenüberliegenden Enden der Federarme (56,58) durch ein Paar L-förmiger Übergangsabschnitte (46,48) verbunden sind.

7. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 6, bei dem das Armverbindungsglied (54) angrenzend an die vorkragenden Arme (26,28) auf den gleichen Seiten der L-förmigen Übergangsabschnitte (46,48) verläuft.

8. Stiftaufnahmekontakt nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bestehend aus einer metallenen Kontakteinheit.

9. Stiftaufnahmekontakt nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bei dem der Kontakt eine effektive Federkonstante pro Arm von mehr als oder gleich 7,72 x 10³N/m (20 g / 1,0 x 10&supmin;³") und eine elastische Biegung auf eine Minimumfließgrenze pro Arm von gleich oder größer als etwa 0,025 cm (10,0 x 10&supmin;³") darbietet.

10. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 9, bei dem der metallene Anschluß eine Einheit bildet und aus einem Metallblechmaterial mit einer Dicke von weniger als etwa 0,025 cm (10,0 x 10&supmin;³") geformt ist.

11. Stiftaufnahmekontakt nach Anspruch 9, bei dem der Metallanschluß eine Einheit bildet und aus einem Phosphorbronzematerial mit einer Minimumfließgrenze von etwa 0,634 x 10&sup9; Pa (92.000 psi) besteht.

12. Steckdosenverbinder, bestehend aus

einem dielektrischen Gehäuse (150) mit einer vorderen Verbindungsfläche (159) mit zumindest einer Stiftaufnahmeöffnung (162) und einer entsprechenden Anzahl von im Gehäuse (150) gebildeten Stiftaufnahmeräumen (160), die sich von jeder Stiftaufnahmeöffnung (162) nach hinten erstrecken, und

einer Mehrzahl von in jedem der Gehäuseräume (160) montierten Metallanschlüssen (12), wobei jeder Anschluß (12) einen vorderen Stiftaufnahmekontaktbereich (16) aufweist, der von einer Basis (20,22,24) und einem Paar im allgemeinen ebener, voneinander beabstandeter vorkragender Arme (26,28) gebildet ist, die jeweils in einer Ebene parallel zu und im Abstand von der Ebene des anderen Arms liegen und sich von der Basis (20,22,24) nach vorn zu einem Stiftaufnahmeende (30,32) erstrecken, das angrenzend an eine Stiftaufnahmeöffnung angeordnet ist, wobei jeder Arm (26,28) eine auf diesem gebildete, dem gegenüberliegenden Arm zugewandte Kontaktfläche (34,36) für einen gleitbaren elektrischen Eingriff mit einem eingesteckten Steckstiftanschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschluß ferner ein federndes Verbindungsglied (54) aufweist, das von einem von jedem Arm (26,28) angrenzend an das Stiftaufnahmeende ausgehenden Übergangsabschnitt (66,68) ausgeht und damit verbunden ist.

13. Verfahren zum Herstellen eines metallenen Anschlusses (12) mit einem Stiftaufnahmekontaktbereich (16), wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß

ein allgemein ebenes Metallblechmaterial gestanzt wird zur Bildung zumindest eines Anschlußwerkstücks (90) mit einem Basisbereich (20,22,24), einem ersten äußeren Paar paralleler Arme (26,28), die sich von gegenüberliegenden Seiten des Basisbereichs (20,22,24) zu einem vorderen Ende erstrecken, und einem zweiten inneren Paar von Armen (56,58), die an einem an die Basis (20,22,24) angrenzenden Ende durch einen Einbuchtungsbereich (60) miteinander verbunden sind und wobei das gegenüberliegende Ende jedes dieser inneren Arme (56,58) in Tandemanordnung mit dem vorderen Ende seines angrenzenden äußeren Arms durch einen Übergangsabschnitt (66,68) verbunden ist,

ein Kontaktbereich (34,36) an jedem der äußeren Arme (26,28) gebildet wird und

danach die gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks (90) zur Bildung eines U-förmigen Gliedes aufgeformt werden, während das zweite innere Paar von Armen (56,58) im allgemeinen in der Ebene des Metallblechmaterials gehalten wird, derart, daß die Kontaktbereiche der Arme (26,28) in eine Stellung gebracht werden, um einen eingesteckten Steckerstiftanschluß gleitbar aufzunehmen und mit ihm in einem elektrischen Eingriff zu kommen, wobei die ersten beiden Arme (26,28) im allgemeinen eben und voneinander beabstandet sind und jeder Arm (26,28) in einer Ebene parallel zu und im Abstand von der Ebene des anderen Arms liegt.