EP0859431B1 - Einstückige Kontaktfeder - Google Patents

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EP0859431B1
EP0859431B1 EP97121864A EP97121864A EP0859431B1 EP 0859431 B1 EP0859431 B1 EP 0859431B1 EP 97121864 A EP97121864 A EP 97121864A EP 97121864 A EP97121864 A EP 97121864A EP 0859431 B1 EP0859431 B1 EP 0859431B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
contact
arm
arms
contact spring
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97121864A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0859431A2 (de
EP0859431A3 (de
Inventor
Hans-Jost Heimüller
Joris Dobbelaere
Dimitri Meulemeester
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics Logistics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Logistics AG filed Critical Tyco Electronics Logistics AG
Publication of EP0859431A2 publication Critical patent/EP0859431A2/de
Publication of EP0859431A3 publication Critical patent/EP0859431A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0859431B1 publication Critical patent/EP0859431B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/113—Resilient sockets co-operating with pins or blades having a rectangular transverse section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/183—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section
    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
    • H01R4/185—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion combined with a U-shaped insulation-receiving portion

Definitions

  • the invention relates to a one-piece contact spring a box-shaped contact part, on which one Bottom wall and a top wall is molded from which each have a spring arm in the Contact part inside is bent back, the spring arms run towards each other and at their ends with free resilient contact tips are provided, and with a molded on opposite side of the connector.
  • Contact springs are used, for example, on a large scale Connectors used in automotive technology and have often over two parts to be manufactured separately, namely a base spring and one over the base spring too slipping over spring or also called locking sleeve.
  • the base spring has the plug side of the contact spring facing end of two spring arms, on the plug side the contact spring remote end in one piece a connector is molded for an electrical conductor.
  • the basic spring is preferably a stamped and bent part and exists because of necessary good electrical property preferably from galvanized brass, galvanized copper or so-called Feather bronze.
  • the over-spring to be put over the base spring essentially has the function of the spring force of the Increase contact spring and by training with or several locking tongues a releasable locking of the Contact spring in a contact chamber of a housing To enable insulation material.
  • the releasable locking of the Contact spring through such latches is also called Primary locking designated.
  • the spring is in the Usually made of a material with good spring properties and can also be manufactured as a stamped and bent part. As Material is suitable for example sheet metal.
  • one-piece Contact springs become known.
  • Such a one-piece Contact springs show the two documents US-A-4,152,042 and FR-A-2,157,490. In both documents are described box-shaped contact parts of a contact spring, which have spring arms bent back into the interior of the box.
  • FR-A-2,157,490 describes a box-shaped contact part a contact spring, either of each of the four Sidewalls bent back spring arms or only in each case has two spring arms bent back opposite.
  • the four in the spring arms bent back inside the box lie above them a relatively long area on the associated Side wall on flat, then diagonally over the remaining length to be bent obliquely inwards.
  • Spring arms are approximately V-shaped and lie with their ends again on the associated inner walls of the side walls on. The opposing spring arms are relatively far apart.
  • US-A-4,152,042 there is an improved contact spring for this described.
  • the contact spring is characterized by two of two opposite side walls into the box interior spring arms bent back.
  • the spring arms are outgoing bent back by 180 ° from the attached side walls, and then converge towards each other in an arc.
  • the free ends these spring arms are relatively narrow opposite contact tips provided, which also with Inserting a small plug contact is a safe one Allow plug connection.
  • To relieve the bending of the Both spring arms are the spring arms in the area of the bend provided with a recess on the inside. This will achieved a greater elasticity of the bend.
  • the spring arms run in an arc from the bend towards each other. This inevitably leads to the introduction of one Plug contact in the contact spring and the associated Pushing apart the ends of the spring arms so that the Bending is relatively heavily loaded. This can U. even to damage or break the Guide the contact spring at the bending points.
  • the invention is therefore based on the object to develop such contact spring so that this one has greater strength and thus even with repeated Inserting an appropriate plug contact does no damage takes.
  • each of the two spring arms is supported on a support device to relieve the bending of the respective spring arm, and that this support device from the front end of the bending directed to the plug side by about two to five times the thickness the bottom wall or ceiling wall is set back into the inside of the box.
  • Such a design of the contact spring can be a very inexpensive, reliable and robust miniature socket contact, also suitable for so-called mat seals, e.g. B. for a plug contact size 0.63 mm x 0.63 mm, with crimp or IDC cable connection.
  • Such a contact spring can be secured in position in a simple manner by means of a latching hook suitable for this purpose within a plug housing.
  • the whole certain predetermined location of the contact spring on the ground or Ceiling wall is to be arranged in one piece Relieving molded spring arms can even with multiple insertion of a plug contact an effective Breakage protection can be achieved at the bending points.
  • the support device is according to the invention from the front end the bend by about two to five times the thickness of the Floor or ceiling wall set back inside the box arranged. This arrangement of the support device optimal relief of the bending point of the Reach the spring arm.
  • the support device can be in different ways and Way to be realized.
  • the two spring arms in each of the above Area shortly after the 180 ° bend with a kink provided with which they are on the bottom wall or Support the top wall of the contact part, so that in their Relieve 180 ° bend affecting strength.
  • the spring arms of the contact spring by one from the bottom wall and the top wall bent out support arm, which is preferably at its distal End has a chamfer to enlarge the contact surface, supported.
  • the overall length of the box-shaped Not unnecessarily enlarge contact part and on the other hand the greatest possible elastic deflection of the spring arms reach, the support is provided by the support arms not at the contact point itself, i.e. in the Contact tip area of the spring arms, but at least about almost in the middle of the spring arms.
  • the spring arms are like this designed that this with heavy load on the inner walls bump the bottom wall and ceiling wall and thus protect yourself against bending.
  • Fig. 1 are different views of a first Embodiment of a one-piece contact spring after presented the invention.
  • Fig. 1a shows the one-piece Contact spring with a view from above of the inside of the here exemplary U-shaped connector 3, which has a U-shaped connecting web 9 with a box-shaped Contact part 1 is integrally connected.
  • the whole Contact spring consists of a stamped sheet metal part that 5 bent in a special way according to the explanation of FIG becomes.
  • FIG. 1b and 1c show the top views from behind the contact spring or from the front onto the contact spring.
  • Fig. 1d is a side view and in FIG. 1e a sectional view along the section line A-A of Fig. 1a of the contact spring shown.
  • the connector is as Crimp connection formed. However, it could be another Connection part, e.g. B. a so-called IDC connection, here be provided.
  • IDC connection a so-called IDC connection, here be provided.
  • points the crimp connection a rear insulation claw 5 and one adjoining conductor wire claw 7 in the plugging direction.
  • the conductor wire claw 7 is above that already mentioned Connecting web 9 to the box-shaped contact part 1 molded.
  • the box-shaped contact part has a bottom wall 11 and a top wall 15 which has a first side wall 17 are connected to each other. On the bottom wall 11 a second closes parallel to the side wall 17 Side wall 13, one at its upper end orthogonally in the direction of opposite side wall 17 jumping box rag 19. This box cloth 19 engages over the top wall 15 and thus serves for one secure clamping of the box-shaped contact part 1.
  • this box flap 19 does not quite reach to the front end of the box-shaped contact part.
  • the Box flap 19 is shorter.
  • the side wall 13 has an L-shaped in the front region recess 47, into which a projection 45, which is molded onto the ceiling wall 15, lies flat.
  • the recess 47 thus serves as a stop for the projection 45.
  • the stop is identified by reference numeral 43 in FIG. 2 designated.
  • the box flap 19, which, as mentioned, only about half Middle of the ceiling 15 is enough, not only serves secure clamping of the box-shaped contact part 1, but thanks to its design it can also be used as a Serve polarization. Unless a case in which this Insert the contact spring, a corresponding one Has inner wall is only a right-sided Ensure that the contact spring is inserted.
  • FIG. 2 additionally shows one in the side wall 13 incorporated hole 41, which also can be formed as an embossing.
  • This perforation 41 serves as a stop for a bending process in connection with Fig. 5 will be explained.
  • the one-piece contact spring shows how special the sectional view of Fig. 1e clearly shows two spring arms 25, 27, which are integral with the bottom wall 11 or Ceiling 15 molded and by 180 ° bend in the Are bent back inside the box.
  • the two spring arms 25, 27 run towards each other with their distal ends and are at their ends with freely springy contact tips 31st Mistake.
  • the two contact tips 31 are proportionate close to each other so that even when introducing small Contact pins secure contacting is guaranteed.
  • At least the two spring arms 25, 27 are in the contact tip area preferably with a metallization layer, e.g. B. one Gold or tin plating 39 provided, so that an even better Contacting an inserted contact pin possible is.
  • Support arms 21 and 23 incorporated. These support arms 21, 23 are bent inside the box and support the spring arms 25, 27 approximately in the middle and thus clearly spaced from Contact area. For a good support of the spring arms 25, 27 on the support arms 21, 23 ensure that Support arms 21, 23 chamfered at their front end.
  • the support arms 21, 23 serve to limit the bending stress. Since the support arms 21, 23 are self-resilient, a much longer travel with the same contact force ensured.
  • FIG. 3 is based on a detailed view the front end of the contact part 1, the formation of the mentioned support 29 and the dimensioning of Spring arms 25, 27 and the support arms 21, 23 explained in more detail.
  • the detailed view shown in Fig. 3 is only sections of the bottom wall 11, the support arm 21 and the Spring arm 25 shown.
  • the dimensioning of the support arm 23 and the associated spring arm 27 is similar.
  • the bottom wall 11 has a thickness S.
  • the support device 29 is offset from the front end of the 180 ° bend by the distance A to the rear.
  • the spring arm 25 has a kink and lies flat on the bottom wall 11 until then. From this point, the spring arm 25 extends obliquely upwards over a length B + C to its contact point K. From this contact point K, the spring arm 25 again runs somewhat towards the bottom wall 11.
  • the support arm 21 has a length D and supports the spring arm 25 at the connection point of B + C.
  • a recess 37 can be provided, which by a Tapering of the sheet metal part is formed at this point.
  • the 6 is box-shaped Contact part 1 if not yet completely between the Contact springs inserted contact pin 51 shown.
  • the Bottom wall 11 and ceiling wall 15 have relief the support arms 21, 23 each have a stiffening bead 35 on.
  • the spring arms 25, 27 can be completely inserted contact pin 51 with its distal ends support this stiffening beads 35 and are thus in front protected from overbending.
  • the Sheet metal part has an approximately rectangular area that adjacent sections for the top wall 15, a side wall 17, a bottom wall 11, another Has side wall 13 and a box flap 19.
  • the Section of the ceiling wall 15 are already incisions for a support arm 23 and 11 incisions in the bottom wall a support arm 21 incorporated.
  • From the front section of the Top wall 15 and from the front portion of the bottom wall 11 extend two elongated metal strips, which for Formation of the two spring arms 25, 27 are provided.
  • the Side wall 13 has already an embossing 41 inserted as a stop during the bending process for the upper box section serves.
  • the spring arm 27 is still bent further so that it is bent back by 180 °.
  • the bottom wall 11 remains flat lie on a mat.
  • the Spring arm 25 bent back 180 ° and then that box-shaped contact part completely closed by the Box flap 19 engages over the top wall 15 (see FIG. 5a).

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Indoor Wiring (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine einstückige Kontaktfeder mit einem kastenförmigen Kontaktteil, an welchem eine Bodenwandung und eine Deckenwandung angeformt ist, von welchen jeweils an der Steckseite ein Federarm in das Kontaktteilinnere zurückgebogen ist, wobei die Federarme gegenseitig aufeinander zulaufen und an ihren Enden mit frei federnden Kontaktkuppen versehen sind, und mit einem gegenüberliegend zur Steckseite angeformten Anschlußteil.
Kontaktfedern werden beispielsweise in großem Umfang als Steckverbinder in der Kfz-Technik eingesetzt und verfügen häufig über zwei getrennt voneinander zu fertigende Teile, nämlich eine Grundfeder und eine über die Grundfeder zu stülpende Überfeder bzw. auch Rasthülse genannt. Die Grundfeder weist an ihrem der Steckseite der Kontaktfeder zugewandten Ende zwei Federarme auf, an deren der Steckseite der Kontaktfeder abgewandten Ende einstückig ein Anschlußteil für einen elektrischen Leiter angeformt ist. Die Grundfeder ist vorzugsweise ein Stanz-Biegeteil und besteht wegen der notwendig guten elektrischen Eigenschaft vorzugsweise aus verzinktem Messing, verzinktem Kupfer oder sogenannter Federbronze. Die über die Grundfeder zu stülpende Überfeder hat im wesentlichen die Funktion, die Federkraft der Kontaktfeder zu erhöhen und durch Ausbildung mit einer oder mehreren Rastzungen eine lösbare Verriegelung der Kontaktfeder in einer Kontaktkammer eines Gehäuses aus Isoliermaterial zu ermöglichen. Die lösbare Verriegelung der Kontaktfeder durch solche Rastzungen wird auch als Primärverrastung bezeichnet. Die Überfeder besteht in der Regel aus einem Material mit guten Federeigenschaften und kann ebenfalls als Stanz-Biegeteil hergestellt sein. Als Material eignet sich beispielsweise Blech.
Kontaktfedern mit zwei getrennt voneinander zu fertigenden Elementen Grundfeder und Überfeder haben den Nachteil, daß ein verhältnismäßig hoher Aufwand getrieben werden muß, um die Überfeder verrutschsicher auf der Grundfeder zu befestigen. Darüber hinaus zeichnen sich die bekannten Kontaktfedern mit Grundfedern und übergestülpter Überfeder durch einen verhältnismäßig hohen Material- und Montageaufwand aus.
Es sind jedoch auch kostengünstigere, einteilige Kontaktfedern bekannt geworden. Eine solche einteilige Kontaktfeder zeigen beispielsweise die beiden Dokumente US-A-4,152,042 und FR-A-2,157,490. In beiden Dokumenten sind kastenförmige Kontaktteile einer Kontaktfeder beschrieben, die in das Kasteninnere zurückgebogene Federarme aufweisen.
Die FR-A-2,157,490 beschreibt ein kastenförmiges Kontaktteil einer Kontaktfeder, das entweder von jeder der vier Seitenwandungen zurückgebogene Federarme oder jeweils nur zwei gegenüberliegend zurückgebogene Federarme aufweist. Bei dem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel mit den vier in das Kasteninnere zurückgebogenen Federarmen liegen diese über einen verhältnismäßig langen Bereich auf der zugehörenden Seitenwandung flächig auf, um dann diagonal über die restliche Länge schräg nach innen gebogen zu sein. Bei dem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel mit lediglich zwei in das Kasteninnere zurückgebogenen Federarmen sind die Federarme etwa V-förmig gestaltet und liegen mit ihren Enden wieder an den zugehörenden Innenwänden der Seitenwandungen an. Die sich gegenüberstehenden Federarme sind verhältnismäßig weit voneinander beabstandet. Durch die verhältnismäßig weite Beabstandung der Federarme zueinander ist bei diesen Kontaktfedern nur dann eine einwandfreie Verbindung mit einem eingeführten Steckkontakt möglich, wenn der Steckkontakt eine ausreichende Dicke bzw. Breite aufweist. Wird ein zu kleiner Steckkontakt in diese Kontaktfeder eingeführt, ist entweder kein oder nur ein sehr schlechter Kontakt möglich.
In US-A-4,152,042 ist eine hierzu verbesserte Kontaktfeder beschrieben. Die Kontaktfeder zeichnet sich durch zwei von zwei gegenüberliegenden Seitenwandungen in das Kasteninnere zurückgebogene Federarme aus. Die Federarme sind ausgehend von den anhängenden Seitenwandungen um 180° zurückgebogen, um dann bogenförmig aufeinander zuzulaufen. Die freien Enden dieser Federarme sind mit verhältnismäßig eng gegenüberstehenden Kontaktkuppen versehen, die auch beim Einstecken eines kleines Steckkontaktes eine sichere Steckverbindung ermöglichen. Zur Entlastung der Umbiegung der beiden Federarme sind die Federarme im Bereich der Umbiegung innenliegend mit einer Ausnehmung versehen. Hierdurch wird eine größere Elastizität der Umbiegung erreicht. Ausgehend von der Umbiegung laufen jedoch die Federarme bogenförmig aufeinander zu. Dies führt zwangsläufig beim Einführen eines Steckkontaktes in die Kontaktfeder und dem damit verbundenen Auseinanderdrücken der Enden der Federarme dazu, daß die Umbiegung verhältnismäßig stark belastet wird. Dies kann u. U. sogar zu einer Beschädigung, bzw. zu einem Bruch der Kontaktfeder an den Umbiegestellen führen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kontaktfeder so weiterzubilden, daß diese eine größere Festigkeit aufweist und damit selbst bei mehrmaligem Einstecken eines entsprechenden Steckkontaktes keinen Schaden nimmt.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Kontaktfeder dadurch erreicht, daß sich jeder der beiden Federarme an einer Abstützeinrichtung abstützt zur Entlastung der Umbiegung des jeweiligen Federarmes, und daß diese Abstützeinrichtung vom zur Steckseite gerichteten vorderen Ende der Umbiegung um etwa das zwei- bis fünffache der Dicke der Bodenwandung bzw. Deckenwandung in das Kasteninnere zurückversetzt ist.
Durch eine derartige Ausbildung der Kontaktfeder kann ein sehr kostengünstiger, zuverlässiger und robuster und auch für sogenannte Mattendichtungen geeigneter Miniaturbuchsenkontakt, z. B. für einen Steckkontakt der Größe 0,63 mm x 0,63 mm, mit Crimp- oder IDC-Leitungsanschluß hergestellt werden. Eine derartige Kontaktfeder kann in einfacher Weise mittels eines hierfür geeigneten Rasthakens innerhalb eines Steckgehäuses lagegesichert werden.
Durch die erfindungsgemäße Abstützeinrichtung, die an ganz bestimmter vorgegebener Stelle der Kontaktfeder an der Boden- oder Deckenwandung anzuordnen ist, um die dort einstückig angeformten Federarme zu entlasten, kann selbst bei vielfachen Einstecken eines Steckkontaktes ein wirksamer Bruchschutz an den Umbiegestellen erreicht werden.
Die Abstützeinrichtung ist erfindungsgemäß vom vorderen Ende der Umbiegung um das etwa zwei- bis fünffache der Dicke der Boden- bzw. Deckenwandung in das Kasteninnere zurückversetzt angeordnet. Durch diese Anordnung der Abstützungseinrichtung läßt sich eine optimale Entlastung der Umbiegestelle des Federarmes erreichen.
Die Abstützeinrichtung kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die beiden Federarme jeweils in dem genannten Bereich kurz nach der 180° -Umbiegung mit einem Knick versehen, mit dem sie sich an der Bodenwandung bzw. der Deckenwandung des Kontaktteiles abstützen, um so die in ihrer Festigkeit beeinträchtigende 180° -Biegung zu entlasten.
Anstelle des erwähnten Knickes kann in der Deckenwandung oder in der Bodenwandung auch eine in Richtung Federarm zeigende Ausnehmung oder Warze ausgebildet sein, auf der sich der zurückgebogene Federarm abstützt.
Bei höheren Anforderungen an die Kontaktkraft, wie z. B. für verzinnte Kontakte, werden die Federarme der Kontaktfeder durch einen aus der Bodenwandung und der Deckenwandung herausgebogenen Stützarm, der vorzugsweise an seinem distalen Ende eine Fase zur Vergrößerung der Auflagefläche aufweist, unterstützt. Um einerseits die Baulänge des kastenförmigen Kontaktteiles nicht unnötig zu vergrößern und andererseits eine möglichst große elastische Auslenkung der Federarme zu erreichen, erfolgt die Kraftunterstützung durch die Stützarme nicht an der Kontaktstelle selbst, also im Kontaktkuppenbereich der Federarme, sondern etwa mindestens annähernd in der Mitte der Federarme.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Federarme so gestaltet, daß diese bei starker Belastung an den Innenwänden der Bodenwandung und Deckenwandung anstoßen und sich somit selbst gegen Überbiegen schützen.
Andere Vorteile und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktfeder werden nachfolgend im Zusammenhang mit mehreren Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktfeder in Draufsicht von oben auf das Innere des U-förmig gebildeten Anschlußteiles, eine Draufsicht von hinten und vorn, eine Seitenansicht und auf eine Schnittansicht,
Fig. 2
die in Fig. 1 gezeigte Kontaktfeder in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3
ausschnittsweise die Kontaktfeder der Fig. 1 und 2 im Bereich eines Federarmes im Schnitt mit einem Knick des Federarmes als Abstützeinrichtung,
Fig. 4
eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3, jedoch mit einer in der Bodenwandung ausgebildeten Ausnehmung als Abstützeinrichtung,
Fig. 5
verschiedene Biegeschritte, um aus einem gestanzten Blechteil die Kontaktfeder der Fig. 1 bis 3 zu bilden,
Fig. 6
eine teilweise Schnittansicht durch das Kontaktteil der Kontaktfeder nach den Fig. 1 bis 3 mit eingestecktem Kontaktstift,
Fig. 7
eine ähnliche Darstellung wie Fig. 6, jedoch ohne die Federarme unterstützende Stützarme.
In den nachfolgenden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
In Fig. 1 sind verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispieles einer einstückigen Kontaktfeder nach der Erfindung dargestellt. Fig. 1a zeigt die einstückige Kontaktfeder mit Blick von oben auf das Innere des hier beispielhaft U-geformten Anschlußteiles 3, welches über einen U-förmigen Verbindungssteg 9 mit einem kastenförmigen Kontaktteil 1 einstückig verbunden ist. Die gesamte Kontaktfeder besteht aus einem gestanzten Blechteil, das gemäß der Erläuterung von Fig. 5 in besonderer Weise gebogen wird.
Fig. 1b und Fig. 1c zeigen die Draufsichten von hinten auf die Kontaktfeder bzw. von vorne auf die Kontaktfeder. In Fig. 1d ist eine Seitenansicht und in Fig. 1e eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A von Fig. 1a der Kontaktfeder dargestellt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlußteil als Crimpanschluß ausgebildet. Es könnte jedoch auch ein anderes Anschlußteil, z. B. ein sogenannter IDC-Anschluß, hier vorgesehen sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Crimp-Anschluß eine hintere Isolationskralle 5 und eine sich in Steckrichtung anschließende Leiterdrahtkralle 7 auf. Die Leiterdrahtkralle 7 ist über den bereits erwähnten Verbindungssteg 9 an das kastenförmige Kontaktteil 1 angeformt.
Das kastenförmige Kontaktteil weist eine Bodenwandung 11 und eine Deckenwandung 15, welche über eine erste Seitenwandung 17 miteinander verbunden sind, auf. An die Bodenwandung 11 schließt sich parallel zur Seitenwandung 17 eine zweite Seitenwandung 13 an, die an ihrem oberen Ende einen orthogonal in Richtung gegenüber liegende Seitenwandung 17 springenden Kastenlappen 19 aufweist. Dieser Kastenlappen 19 übergreift die Deckenwandung 15 und dient somit für eine sichere Verklammerung des kastenförmigen Kontaktteiles 1.
Wie die verschiedenen Ansichten von Fig. 1 und insbesondere auch die perspektivische Darstellung der Kontaktfeder von Fig. 2 zeigt, reicht dieser Kastenlappen 19 nicht ganz bis zum vorderen Ende des kastenförmigen Kontaktteiles. Der Kastenlappen 19 ist kürzer ausgebildet. Wie die perspektivische Ansicht von Fig. 2 besonders deutlich zeigt, weist die Seitenwandung 13 im vorderen Bereich eine L-förmige zurückspringende Ausnehmung 47 auf, in die ein Vorsprung 45, der an die Deckenwandung 15 angeformt ist, flächig aufliegt. Die Ausnehmung 47 dient somit als Anschlag für den Vorsprung 45. Der Anschlag ist mit dem Bezugszeichen 43 in Fig. 2 bezeichnet.
Der Kastenlappen 19, der wie erwähnt nur etwa bis zur halben Mitte der Deckenwandung 15 reicht, dient nicht nur der sicheren Verklammerung des kastenförmigen Kontaktteiles 1, sondern kann auch dank seiner Ausgestaltung gleichzeitig als Polarisierung dienen. Sofern ein Gehäuse, in das diese Kontaktfeder einzustecken ist, eine entsprechende Innenwandung aufweist, ist damit nur ein seitenrichtiges Einstecken der Kontaktfeder sichergestellt.
Die perspektivische Ansicht von Fig. 2 zeigt zusätzlich einen in die Seitenwandung 13 eingearbeiteten Durchriß 41, der auch als Prägung ausgebildet sein kann. Dieser Durchriß 41 dient als Anschlag für einen Biegeprozeß, der im Zusammenhang mit Fig. 5 noch erläutert wird.
Die einstückig ausgebildete Kontaktfeder weist, wie besonders die Schnittansicht von Fig. 1e deutlich zeigt, zwei Federarme 25, 27 auf, die einstückig an die Bodenwandung 11 bzw. Deckenwandung 15 angeformt und durch 180° -Biegung in das Kasteninnere zurückgebogen sind. Die beiden Federarme 25, 27 laufen mit ihren distalen Enden gegenseitig aufeinander zu und sind an ihren Enden mit frei federnden Kontaktkuppen 31 versehen. Die beiden Kontaktkuppen 31 liegen verhältnismäßig nahe beieinander, so daß selbst bei Einführung von kleinen Kontaktstiften eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel von Fig. 1e reichen die distalen Enden der beiden Federarme 25, 27 bis etwa zur Hälfte in den Innenraum des Kontaktteiles 1 zurück. Zumindest im Kontaktkuppenbereich sind die beiden Federarme 25, 27 vorzugsweise mit einer Metallisierungsschicht, z. B. einer Gold- oder Zinnauflage 39 versehen, so daß eine noch bessere Kontaktierung eines eingeschobenen Kontaktstiftes möglich ist.
Zur Entlastung der 180° -Biegung stützen sich die beiden Federarme 25, 27 an einer Abstützeinrichtung 29, die im Zusammenhang mit Fig. 3 und 4 noch detailliert erläutert werden wird, ab.
Des weiteren sind in die Bodenwandung 11 und Deckenwandung 15 Stützarme 21 und 23 eingearbeitet. Diese Stützarme 21, 23 sind in das Kasteninnere gebogen und stützen die Federarme 25, 27 etwa in der Mitte und damit deutlich beabstandet vom Kontaktkuppenbereich ab. Um eine gute Auflage der Federarme 25, 27 an den Stützarmen 21, 23 sicherzustellen, sind die Stützarme 21, 23 an ihrem vorderen Ende angefast.
Die Stützarme 21, 23 dienen zur Begrenzung der Biegespannung. Da die Stützarme 21, 23 selbstfedernd sind, wird ein wesentlich größerer Federweg bei gleicher Kontaktkraft sichergestellt.
Im Zusammenhang mit Fig. 3 wird anhand einer Detailansicht des vorderen Endes des Kontaktteiles 1 die Ausbildung der erwähnten Abstützeinrichtung 29 und die Dimensionierung der Federarme 25, 27 und der Stützarme 21, 23 näher erläutert. In der in Fig. 3 gezeigten Detailansicht ist lediglich ausschnittsweise die Bodenwandung 11, der Stützarm 21 und der Federarm 25 gezeigt. Die Dimensionierung des Stützarms 23 und des zugehörenden Federarmes 27 ist ähnlich.
Es wird angenommen, daß die Bodenwandung 11 eine Dicke S aufweist. Die Abstützeinrichtung 29 befindet sich vom vorderen Ende der 180° -Biegung um die Strecke A nach hinten versetzt. An dieser Stelle weist der Federarm 25 einen Knick auf und liegt bis dahin etwa flächig auf der Bodenwandung 11 auf. Von dieser Stelle erstreckt sich schräg nach oben der Federarm 25 über eine Länge B + C bis zu seiner Kontaktstelle K. Von dieser Kontaktstelle K läuft der Federarm 25 wieder etwas in Richtung Bodenwandung 11 zurück. Der Stützarm 21 hat eine Länge D und unterstützt den Federarm 25 am Verbindungspunkt von B + C. Die erwähnten Längen A, B, C und D sind erfindungsgemäß etwa folgendermaßen dimensioniert: A = 2 ... 5 x S; B/C = 2/3 ... 3/2; D = 0,8 ... 1,2 x B.
Zur weiteren Entlastung der 180° -Biegung und zur Erhöhung der Elastizität des Federarmes 25 kann an der 180° -Biegung eine Ausnehmung 37 vorgesehen werden, die durch eine Verjüngung des Blechteiles an dieser Stelle gebildet ist.
Anstelle der durch einen Knick gebildeten Abstützeinrichtung 29, wie dies Fig. 3 zeigt, ist es auch möglich, in die Bodenwandung 11 eine Warze oder eine kalottenförmige Auswölbung einzudrücken, auf welche sich der Federarm 25 abstützt. Dieses Beispiel ist in Fig. 4 schematisch gezeigt. Die angegebenen Dimensionierungen gelten auch hier.
In der Darstellung von Fig. 6 ist das kastenförmige Kontaktteil 1 bei noch nicht vollständig zwischen die Kontaktfedern eingeschobenen Kontaktstift 51 dargestellt. Die Bodenwandung 11 und Deckenwandung 15 weisen zur Entlastung der Stützarme 21, 23 jeweils noch eine Versteifungssicke 35 auf. Die Federarme 25, 27 können sich bei vollständig eingeschobenem Kontaktstift 51 mit ihren distalen Enden an diesen Versteifungssicken 35 abstützen und sind somit vor einem Überbiegen geschützt.
Wie Figur 7 zeigt, liegt es auch im Rahmen der Erfindung die erläuterte einstückige Kontaktfeder ohne die beschriebenen Stützarme auszubilden. Wesentlich ist jedoch die Anordnung der Abstützeinrichtung 29, als der Knick oder die erwähnte Warze, in dem angegebenen Bereich.
Im Zusammenhang mit Fig. 5 werden die erforderlichen Biegevorgänge beschrieben, die notwendig sind, um die im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 erläuterte einstückige Kontaktfeder herzustellen.
In Fig. 5a ist ein bereits vollständig gestanztes Blechteil dargestellt, aus dem die Kontaktfeder gebogen wird. Das Blechteil weist einen etwa rechteckförmigen Bereich auf, der nebeneinander liegende Abschnitte für die Deckenwandung 15, eine Seitenwand 17, eine Bodenwandung 11, eine weitere Seitenwandung 13 und einen Kastenlappen 19 aufweist. In den Abschnitt der Deckenwandung 15 sind bereits Einschnitte für einen Stützarm 23 und in die Bodenwandung 11 Einschnitte für einen Stützarm 21 eingearbeitet. Vom vorderen Abschnitt der Deckenwandung 15 und vom vorderen Abschnitt der Bodenwandung 11 erstrecken sich zwei längliche Blechstreifen, die zur Bildung der beiden Federarme 25, 27 vorgesehen sind. In die Seitenwandung 13 ist bereits eine Prägung 41 eingefügt, die als Anschlag beim Biegevorgang für die obere Kastenpartie dient.
In Fig. 1b sind die beiden Stützarme 21, 23 bereits nach oben gebogen, ebenso die beiden Federarme 25, 27. Gemäß Fig. 1c stehen nach einem weiteren Biegen die beiden Federarme 25, 27 orthogonal zu den Abschnitten der Bodenwandung 11 und Deckenwandung 15.
Im nächsten Schritt (vgl. Fig. 1d) wird der Federarm 27 noch weiter umgebogen, so daß dieser um 180° zurückgebogen ist. Der andere Federarm 25 bleibt dagegen in seiner orthogonalen Stellung stehen. Im nächsten Schritt (vgl. Fig. 5e) wird die Seitenwandung 13 zusammen mit dem Kastenlappen 19 nach oben und die Seitenwandung 17 zusammen mit der Deckenwandung 15 nach oben gebogen. Die Bodenwandung 11 bleibt dagegen flächig auf einer Unterlage liegen. Kurz bevor das kastenförmige Kontaktteil geschlossen wird (vgl. Fig. 5f und 5g), wird der Federarm 25 um 180° zurückgebogen und anschließend das kastenförmige Kontaktteil völlig geschlossen, indem der Kastenlappen 19 über die Deckenwandung 15 greift (vgl. Fig. 5a).

Claims (13)

  1. Einstückige Kontaktfeder mit einem kastenförmigen Kontaktteil (1), an welchem eine Bodenwandung (11) und eine Deckenwandung (15) angeformt ist, von welchen jeweils an der Steckseite ein Federarm (25, 27) in das Kontaktteilinnere zurückgebogen ist, wobei die Federarme (25, 27) gegenseitig aufeinander zulaufen und an ihren Enden mit frei federnden Kontaktkuppen (31) versehen sind, und mit einem gegenüberliegend zur Steckseite angeformten Anschlußteil (3),
    dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder der beiden Federarme (25, 27) an einer Abstützeinrichtung (29) abstützt zur Entlastung der Umbiegung des jeweiligen Federarmes (25, 27), und daß diese Abstützeinrichtung (29) vom zur Steckseite gerichteten vorderen Ende der Umbiegung um etwa das zwei- bis fünffache der Dicke der Bodenwandung (11) bzw. Deckenwandung (15) in das Kasteninnere zurückversetzt ist.
  2. Einstückige Kontaktfeder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (29) jeweils durch einen Knick des Federarmes (25, 27) gebildet ist und sich jeder Federarm (25, 27) im Knickbereich auf der Bodenwandung (11) oder der Deckenwandung (15) abstützt.
  3. Einstückige Kontaktfeder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (29) jeweils durch eine in Richtung Federarm (25, 27) zeigende Ausnehmung oder Warze in der Bodenwandung (11) bzw. Deckenwandung (15) gebildet ist, und daß sich jeder Federarm (25, 27) hierauf abstützt.
  4. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (25, 27) im Bereich der Umbiegung verjüngt ausgebildet sind, wobei im Bereich der Umbiegung jeweils eine lochförmige Ausnehmung (37) gebildet ist.
  5. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bodenwandung (11) und Deckenwandung (15) jeweils ein Stützarm (21, 23) herausgerissen und in die Richtung jeweils eines Federarmes (25, 27) gebogen ist, wobei jeder Stützarm (21, 23) endseitig etwa in der Mitte an einem Federarm (25, 27) und damit deutlich vor den jeweiligen Kontaktkuppen (31) kraftunterstützend anliegt.
  6. Einstückige Kontaktfeder nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Stützarme (21, 23) endseitig angefast ist.
  7. Einstückige Kontaktfeder nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwandung (11) und Deckenwandung (15) im Bereich der Stützarme (21, 23) jeweils eine Versteifungssicke (35) aufweist.
  8. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Federarme (25, 27) ausgehend von der Lage der Abstützeinrichtung (29) bis zur Kontaktkuppe (31) eine Länge B + C aufweist, wobei das Verhältnis von B/C etwa zwischen 2/3 und 3/2 liegt, daß jeder Stützarm (21, 23) eine Länge D aufweist, die etwa 0,8 bis 1,2 der Länge B entspricht, und daß jeder Stützarm (21, 23) etwa am Übergang zwischen B und C kraftunterstützend am Federarm (25, 27) angreift.
  9. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder einen Kastenlappen (19) aufweist, welcher die Außenwand der Deckenwandung (15) bis etwa zur halben Breite übergreift.
  10. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwandung (15) einen Vorsprung (45) aufweist, welcher auf einer Ausnehmung (47) einer der Seitenwandungen (13) flächig aufliegt.
  11. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Seitenwandungen (13) einen in das Kasteninnere zeigenden Durchriß (41) oder eine Prägung aufweist, welche als Anschlag beim Biegevorgang eines die Kontaktfeder bildenden Blechteiles dient.
  12. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (25, 27) zumindest im Kontaktkuppenbereich mit einer Goldauflage versehen sind.
  13. Einstückige Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (25, 27) zumindest im Kontaktkuppenbereich mit einer Zinnoberfläche versehen sind.
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