EP1458064B1 - Elektrische Kontaktiervorrichtung - Google Patents

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EP1458064B1
EP1458064B1 EP04002971A EP04002971A EP1458064B1 EP 1458064 B1 EP1458064 B1 EP 1458064B1 EP 04002971 A EP04002971 A EP 04002971A EP 04002971 A EP04002971 A EP 04002971A EP 1458064 B1 EP1458064 B1 EP 1458064B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contacting device
strips
strip
contact strips
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP04002971A
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English (en)
French (fr)
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EP1458064A2 (de
EP1458064A3 (de
Inventor
Wolfgang Conrad
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Lumberg Connect GmbH
Original Assignee
Lumberg Connect GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lumberg Connect GmbH filed Critical Lumberg Connect GmbH
Publication of EP1458064A2 publication Critical patent/EP1458064A2/de
Publication of EP1458064A3 publication Critical patent/EP1458064A3/de
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Publication of EP1458064B1 publication Critical patent/EP1458064B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01R13/112—Resilient sockets forked sockets having two legs
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    • H01R12/70—Coupling devices
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/716—Coupling device provided on the PCB
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electrical contacting device, in particular for the transmission of medium to high currents, with a number of mutually parallel contact springs for connecting at least one complementary flat blade contact, wherein the contacting device in one-piece cohesive assignment terminal pins for electrical and / or mechanical connection to a circuit board ,
  • Such a contacting device is in connection with a connector, for example US 6 210 240 B1 known.
  • a connector for example US 6 210 240 B1 known.
  • a plurality of mutually identical contacting devices are provided in an insulating housing.
  • Each contacting device consists of a one-piece, produced by punching and bending contact body with individual, each paired resilient contact legs.
  • the contact legs form a Einsteckspalt for a mating contact, for example, a flat blade contact of a mating connector or an electrical device.
  • Determined and suitable are such Kunststoffiervorraumen eg in the automotive industry in connection with housed in vehicles fuse boxes. Then such justifyiervorraumen serve to plug in the blade contacts of fuses, relays or the like.
  • US 3,634,814 discloses a contacting device, which consists of individual, spaced apart contact springs, which are laterally applied to conductor tracks of a printed circuit board, the contact springs can be arranged on a common central contact strip.
  • the object of such contacting devices is the transmission of medium currents (above 16 amperes) and high currents (above 50 amperes). Important in these contacting high contact forces that exert the contact springs on the mating contacts and also the highest possible number of contact points.
  • An essential feature to achieve this is when Subject of the US 6 210 240 B1 It is to give the contact springs a stable grip, which achieved by a cage-like configuration of the base of the contacting and their solid embedding and locking in receiving chambers of the insulating material.
  • a major disadvantage of the known contacting device is that all contacts of the connector are identical to each other; This means that a specific connector must be designed and manufactured for each application.
  • differently shaped contacting devices are required in many applications, since, for example, relays of different size have flat blade contacts and also deviating fuses generally do not have mutually identical connection blades.
  • Object of the present invention is essentially to provide a contacting of the presupposed as known type, which is much easier to manufacture and also universally applicable.
  • the invention achieves this object with the features of claim 1 and is accordingly characterized in that the contacting device is assembled from at least two contact strips, wherein each contact strip has a central strip, are connected to the - aligned transversely to this - fork springs, and that the at least two contact strips in mutual planar contact their central strips are joined together such that the fork springs of the contact strips, taking into account their congruent aligned arrangement substantially comb-like mesh.
  • the invention provides a contacting device according to the respective needs embody. This is done in principle by the fact that the invention proposes a modular fork spring contact system.
  • a contacting device according to the invention consists in the simplest case of two adjoining contact strips of selectable width, wherein each of the two contact strips comprises a number of fork springs, which cooperate with a number of fork springs of the second contact strip. All fork springs are aligned in a row, so that there is a continuous contact gap for a flat blade contact.
  • a contacting device is formed by joining three contact strips, a contacting device with a number of contact zones that is 50% higher than the first variant with two contact strips can result-assuming the same width.
  • the number of contact zones can be doubled if four contact strips are joined together, always based on the principle that the fork springs formed on the contact strip comb-like mesh to maintain a uniform, continuous male and contact channel for the contact portion of the counter-contacting device.
  • At least one of the at least two contact strips can be provided with connecting pins connected to the central strip.
  • connecting pins connected to the central strip.
  • the two outer contact strips or the two inner contact strips are preferably provided with connection pins.
  • a particularly advantageous further feature of the invention consists in that the contact strips are formed by shortening sections of endlessly generated contact strips.
  • it is intended to produce the shortening sections only after the joining of the individual endless contact strips to one another by means of severing the contact strip packet.
  • contact strip sections of freely selected length By simply separating contact strip sections of freely selected length, individually dimensioned contacting devices can be produced in the simplest manner. Regardless of how wide the desired contacting device should be, it is always obtained from the same starting material, namely the contact strip produced endlessly, by punching and bending and subsequent packaging and cutting to length. The number of shortening sections to be joined together can also be selected within wide limits, whereby preferably two to five stripes are likely to be suitable.
  • the cut out of a flat contact sheet metal strip springs are entangled out of the matching with the plane of the contact sheet metal strip plane of the central strip out.
  • the fork fingers are connected via connected to their fork connecting portions to the central strip and the connecting portions asymmetrically or eccentrically to the Fork bridge are tethered.
  • connection pins are in principle freely selectable. There are solder pins as well as, for example, plug-like pins with elastic press-fit or SMD soldering legs. It is advantageous if the connecting pins cut out of a flat contact sheet metal strip are bent out of the plane of the central strip matching the plane of the contact sheet metal strip. They can thus be placed laterally next to the central strip. Thus, the desired contact grid intervals can be set up in the simplest way.
  • connection pins according to the SMT technique connections with SMD soldering pins
  • connection of several contact strips to each other it is proposed to join the central strips in a material-locking manner, e.g. by welding, soldering and the like., And / or non-positively, for example, by mutual engagement of knobs, slugs, tongues od. Like. Join together.
  • central strips may be provided with apertures, the so-called relief breakthroughs for weight reduction as well as for facilitating the separation of the shortening sections from the continuous material.
  • a total of 10 designated contacting device comprises a number of contact springs 11, which are formed in all embodiments as fork springs and are also referred to as such.
  • the fork springs 11 are arranged so that they all lie in alignment and have a continuous contact channel 12 for a mating contact, e.g. form a blade contact of a fuse or a relay.
  • the design of the contact springs 11 as fork springs is of importance insofar as such springs (in contrast to the in US 6 210 240 B1 used) can exert much higher contact forces, since the spring legs are claimed against their high edge.
  • Each fork spring 11 thus has in known per se configuration two fork legs 13 and one of them at the lower ends interconnecting fork web 14.
  • the fork springs 12 are connected via connecting webs 15 with a so-called central strip 16 in material connection.
  • the connecting webs 15 are arranged centrally or asymmetrically or off-center on the fork webs 14, that is always ensured that all Gabelfederkotakte each 'fork spring contact package' congruent in alignment, as the drawings illustrate.
  • Fig. 1 Also referred to as relief breakthroughs, which are provided in the respective central strip 16. They have the purpose of weight reduction and facilitating the severing of the Central strip 16, if - as described below - are cut off EndlostMail cut sections.
  • the contacting device 10 in Fig. 1 is composed of three contact strips 20, 21 and 22 in such a way that the central strips 16 each lie flat against each other, which illustrates the drawing well.
  • the structure of the contacting device 10 is further still with reference to the Fig. 2 to 5 described, which should also explain the manufacturing process.
  • Fig. 2 shows the emergence of the three contact strips 20, 21 and 22 for the structure of the contacting after Fig. 1 , (According to the layered structure of the contacting after Fig. 1 However, one has to imagine the contact strip 21 between the contact strips 20 and 22).
  • a central strip 16 and fork contact springs 11 are first punched out.
  • the connecting pins 17 are also punched out at the longitudinal edges opposite the contact springs 11. This stage shows the pictures in Fig. 2 in their areas, each labeled A.
  • the fork springs 11 are entangled relative to the central strip 16 about their respective longitudinal axis. This manifests itself in a twisting of the connecting webs 15.
  • the connecting pins 17 are bent so that they emerge laterally out of the surface plane of the contact strip, as shown in FIG Fig. 2 is recognizable. This stage is in the respective section area B of the stripes in Fig. 2 shown.
  • Endless belts of the respective configuration shown in section B then serve as starting materials for the packaging of a contacting device 10.
  • These strips are joined together in planar contact with their central strips 16 in such a way that all the fork contact springs 11 -a single, continuous insertion gap-lie side by side in parallel to one another , as Fig. 1 this already illustrated.
  • the strip-shaped package is going along in Fig. 2 cut arbitrarily registered lines 24, so that the individual package strips are present as cut sections 25.
  • the contact strips 20 and 22 may be identical and are arranged only mirror images of each other oriented, wherein the third contact strip 21 is inserted as a central strip between the two contact strips 20 and 22.
  • Fig. 3 illustrated in an analogous manner to Fig. 2 the generation and arrangement of the individual elements of a contacting device with four contact strips 20, 21, 21 'and 22.
  • a contacting device 10 is thus composed of four contact strips.
  • the two outer contact strips 20 and 22 may be identical to each other as well as the two centrally arranged contact strips 21 and 21 'may be identical.
  • the terminal pins having outer contact strips 20 and 22 are then set mirror images of each other. This now also applies to the two middle contact strips 21 and 21 '.
  • Fig. 3 in each left section of the four contact strips nor the raw state shows stamped in the original plane fork contact springs, shows Fig. 4 the areas of the later shortening sections, which are already completely worked out and only need to be attached to each other.
  • Fig. 5 shows the same arrangement in each closer ge moved state of the four contact strips 20, 21, 21 'and 22. In particular, from this figure, the already highlighted comb-like meshing of the individual fork contact springs 11 is clearly visible.
  • the Fig. 6a to 6c illustrate a contacting device 10, which from the four based on the Fig. 3 to 5 explained contact strip 20, 21, 21 'and 22 is joined together.
  • Fig. 7 to 9 illustrate contacting devices 10 with differently shaped connection pins 17.
  • Die Mixiervortreu 10 der Fig. 7 has rectilinear soldering pins as connection pins 17.
  • the terminal pins 17 are also formed substantially pin-shaped, but here have so-called press-in zones 26 with an elastic deformation of these zones enabling slots 27. Such contacts are known per se.
  • connection pins 17 formed as SMD soldering legs and bent out substantially perpendicular from the central plane of the central webs 16 and cranked.
  • the shaping could also be carried out in such a way that the soldering pins 17 of the contact strip 20 could contact one side of a printed circuit board and the soldering pins 17 of the contact strip 22 could contact the other side of the same printed circuit board.
  • the 10 and 11 show the contacting device according to the invention in a practical application.
  • 28 here is a box referred to as part of the fuse box of a car.
  • a printed circuit board 29 is arranged, on which a plurality of contacting devices 10 according to the invention are mounted.
  • the printed circuit board 29, but also the individual contacting devices 10 are deprived of access from an upper cover wall 30 of the box 26.
  • the top wall 30 has openings 31 for engagement and passage of flat blade contacts 32 of electrical components as shown in the example of a fuse 33 and a relay 34th
  • the 10 and 11 also illustrate that a fuse 33 with two flat blade contacts 30 are associated with two matched contacting devices 10.
  • the relay 34 has three flat blade contacts 32, which are also oriented differently. Accordingly, there are three contactors 10 for the relay 34, which are tuned to the location and size of the corresponding relay flat blade contacts 32.
  • the invention introduces a low-cost to be manufactured novel modular system for variant rich design compact contactors. It is not insignificant that is primarily intended to use the justifyiervoriquesen without their own customized insulating.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Sink And Installation For Waste Water (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktiervorrichtung, insbesondere zur Übertragung von mittleren bis hohen Strömen, mit einer Anzahl parallel zueinander angeordneter Kontaktfedern zum Anschluss wenigstens eines komplementären Flachmesserkontakts, wobei die Kontaktiervorrichtung in einstückig-stoffschlüssiger Zuordnung Anschlusspins zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung mit einer Leiterplatte aufweist.
  • Eine derartige Kontaktiervorrichtung, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist in Verbindung mit einem Steckverbinder beispielsweise aus US 6 210 240 B1 bekannt. Dabei ist in einem Isolierstoffgehäuse eine Mehrzahl von untereinander gleichgestalteten Kontaktiervorrichtungen vorgesehen. Jede Kontaktiervorrichtung besteht aus einem einstückigen, durch Stanzen und Biegen erzeugten Kontaktkörper mit einzelnen, jeweils paarweise angeordneten federnden Kontaktschenkeln. Die Kontaktschenkel bilden einen Einsteckspalt für einen Gegenkontakt aus, z.B. einen Flachmesserkontakt eines Gegensteckers oder eines elektrischen Gerätes. Bestimmt und geeignet sind solche Kontaktiervorrichtungen z.B. im Automobilbau im Zusammenhang mit in Fahrzeugen untergebrachten Sicherungskästen. Dann dienen derartige Kontaktiervorrichtungen zum Einstecken der Messerkontakte von Sicherungen, Relais od.dgl.
  • Weiter ist es aus US 5,052,953 bekannt, mehrere einzelne und mit einem Befestigungs- und Anschlusspin versehene Gabelfederkontakte Seite an Seite in ihrer Kontur deckungsgleich anzuordnen und so eine Kontaktiervorrichtung zu bilden.
  • US 3,634,814 offenbart eine Kontaktiervorrichtung, die aus einzelnen, beabstandet zueinander angeordneten Kontaktfedern besteht, die seitlich an Leiterbahnen einer Leiterplatte angelegt sind, die Kontaktfedern können an einem gemeinsamen zentralen Kontaktstreifen angeordnet sein.
  • Aufgabe solcher Kontaktiervorrichtungen ist die Übertragung mittlerer Ströme (oberhalb von 16 Ampere) und hoher Ströme (oberhalb von 50 Ampere). Wichtig bei diesen Kontaktiervorrichtungen sind hohe Kontaktkräfte, die die Kontaktfedern auf die Gegenkontakte ausüben und auch eine möglichst hohe Anzahl von Kontaktpunkten. Ein wesentliches Merkmal dies zu erreichen, besteht beim Gegenstand der US 6 210 240 B1 darin, den Kontaktfedern einen stabilen Halt zu geben, was durch eine käfigartige Ausgestaltung der Basis der Kontaktiervorrichtung und deren feste Einbettung und Verrastung in Aufnahmekammern des Isolierstoffkörpers erzielt.
  • Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Kontaktiervorrichtung besteht darin, dass sämtliche Kontakte des Steckverbinders untereinander identisch sind; das bedeutet also, dass für jeden Anwendungsfall ein spezifischer Steckverbinder konstruiert und gefertigt werden muss. Andererseits werden aber bei vielen Anwendungen verschieden gestaltete Kontaktiervorrichtungen benötigt, da beispielsweise Relais unterschiedlich große Flachmesserkontakte aufweisen und auch davon abweichende Sicherungen nicht grundsätzlich untereinander identische Anschlussmesser aufweisen.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es im wesentlichen, eine Kontaktiervorrichtung der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, die bedeutend einfacher herzustellen und auch universeller einsetzbar ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiervorrichtung aus wenigstens zwei Kontaktstreifen zusammengefügt ist, wobei jeder Kontaktstreifen einen Zentralstreifen aufweist, an den - sich quer zu diesem ausgerichtete - Gabelfedern angebunden sind, und dass die wenigstens zwei Kontaktstreifen in gegenseitiger flächiger Anlage ihrer Zentralstreifen derart zusammengefügt sind, dass die Gabelfedern der Kontaktstreifen unter Berücksichtigung ihrer deckungsgleich fluchtenden Anordnung im wesentlichen kammartig ineinander greifen.
  • Im Unterschied zum Stand der Technik sieht die Erfindung vor, eine Kontaktiervorrichtung den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend auszugestalten. Dies geschieht prinzipiell dadurch, dass die Erfindung ein modulares Gabelfederkontaktsystem in Vorschlag bringt. Eine Kontaktiervorrichtung entsprechend der Erfindung besteht im einfachsten Fall aus zwei aneinander gefügten Kontaktstreifen auswählbarer Breite, wobei jeder der beiden Kontaktstreifen eine Anzahl von Gabelfedern aufweist, die mit einer Anzahl von Gabelfedern des zweiten Kontaktstreifens zusammenwirken. Alle Gabelfedern liegen dabei fluchtend in einer Reihe, so dass sich ein durchgehender Kontaktspalt für einen Flachmesserkontakt ergibt.
  • Bildet man nach diesem Prinzip eine Kontaktiervorrichtung durch Zusammenfügen dreier Kontaktstreifen aus, kann sich - gleiche Breite unterstellt - eine Kontaktiervorrichtung mit einer gegenüber der ersten Variante mit zwei Kontaktstreifen um 50% höheren Anzahl von Kontaktzonen ergeben. Die Anzahl der Kontaktzonen lässt sich verdoppeln, wenn vier Kontaktstreifen entsprechend zusammengefügt werden, wobei immer das Prinzip herrscht, dass die an den Kontaktstreifen ausgebildeten Gabelfedern kammartig ineinander greifen, um einen einheitlichen, durchgehenden Einsteck- und Kontaktkanal für den Kontaktabschnitt der Gegen-Kontaktiervorrichtung beizubehalten.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens einer der wenigstens zwei Kontaktstreifen mit an den Zentralstreifen angebundenen Anschlusspins versehen sein. Bei Verwendung zweier Kontaktstreifen zur Bildung einer Kontaktiervorrichtung wird man zweckmäßig an beiden Kontaktstreifen Anschlusspins vorsehen. Dadurch gelangt man zu einer weiteren Vereinfachung, die erfindungsgemäß dadurch erzielt wird, dass je wenigstens zwei der Kontaktstreifen untereinander identisch ausgebildet, jedoch spiegelbildlich zueinander zusammengefügt sind.
  • Bei einer aus drei Kontaktstreifen zusammengefügten Kontaktiervorrichtung ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Kontaktstreifen mit Anschlusspins versehen ist oder wenn die beiden äußeren Kontaktstreifen mit Anschlusspins versehen sind.
  • Bei einer aus vier Kontaktstreifen zusammengefügten Kontaktiervorrichtung sind bevorzugt die beiden äußeren oder aber die beiden inneren Kontaktstreifen mit Anschlusspins versehen.
  • Ein besonders vorteilhaftes weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Kontaktstreifen von Kürzungsabschnitten endlos erzeugter Kontaktstreifen gebildet sind. Dabei ist insbesondere daran gedacht, die Kürzungsabschnitte erst nach dem Zusammenfügen der einzelnen Endlos-Kontaktstreifen aneinander mittels Durchtrennen des Kontaktstreifen-Pakets zu erzeugen.
  • Durch schlichtes Abtrennen von Kontaktstreifen-Abschnitten frei ausgewählter Länge lassen sich dadurch individuell dimensionierte Kontaktiervorrichtungen auf aller einfachste Weise erzeugen. Gleichgültig, wie breit die gewünschte Kontaktiervorrichtung sein soll, wird sie stets aus demselben Ausgangsmaterial, nämlich den endlos erzeugten Kontaktstreifen, durch Ausstanzen und Biegen sowie anschließendes Paketieren und Ablängen gewonnen. Auch die Anzahl der zusammen zu fügenden Kürzungsabschnitte ist in weiten Grenzen wählbar, wobei bevorzugt zwei bis fünf Streifen in Frage kommen dürften.
  • Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die aus einem flachen Kontaktblechstreifen ausgeschnittenen Gabelfedern aus der mit der Ebene des Kontaktblechstreifens übereinstimmenden Ebene des Zentralstreifens heraus verschränkt.
  • In diesem Zusammenhang ist des weiteren vorgesehen, dass die Gabelfendern über mit ihrem Gabelsteg verbundene Verbindungsabschnitte an den Zentralstreifen angebunden sind und die Verbindungsabschnitte asymmetrisch bzw. außermittig an den Gabelsteg angebunden sind. Dadurch können auf einfache Weise die aneinander anliegenden und somit unvermeidbar in verschiedenen Ebenen nebeneinander befindlichen Kontaktstreifen dennoch identisch sein und ihre - kammartig ineinander greifenden - Gabelfedern gleichwohl in einer einzigen fluchtenden Reihe ausgerichtet sein.
  • Die Gestaltung der Anschlusspins ist prinzipiell frei wählbar. Es kommen Lötanschlussstifte ebenso in Frage wie beispielsweise steckerartige Anschlussstifte mit elastischen Einpresszonen oder auch SMD-Lötbeinchen. Vorteilhaft ist es, wenn die aus einem flachen Kontaktblechstreifen ausgeschnittenen Anschlusspins aus der mit der Ebene des Kontaktblechstreifens übereinstimmenden Ebene des Zentralstreifens heraus verkröpft sind. Sie können somit seitlich neben den Zentralstreifen platziert werden. Somit können auf einfachste Weise auch die gewünschten Kontaktrasterabstände eingerichtet werden.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit Anschlusspins nach der SMT-Technik (Anschlüsse mit SMD-Lötbeinchen) kann es vorteilhaft sein, diese derart zu verkröpfen bzw. umzubiegen, dass sie zwischen sich eine Leiterplatte beidseitig kontaktieren können.
  • Was die Verbindung mehrerer Kontaktstreifen aneinander betrifft, wird vorgeschlagen, die Zentralstreifen stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, Löten u.dgl., und/oder kraftschlüssig, etwa durch gegenseitigen Eingriff von Noppen, Butzen, Zungen od. dgl., zusammenzufügen.
  • Schließlich können die Zentralstreifen mit Durchbrüchen versehen sein, die sog. Entlastungsdurchbrüche darstellen zur Gewichtsreduktion wie auch zur Erleichterung des Abtrennens der Kürzungsabschnitte vom Endlosmaterial.
  • Im übrigen wird die Erfindung durch die nachfolgende Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen noch verdeutlicht. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer ersten Kontaktiervorrichtung, die aus drei Kontaktreifen zusammengefügt ist und fünf Gabelfederkontakte aufweist,
    Fig. 2
    eine Darstellung zur Erläuterung der Verfahrensschritte zur Erzeugung der in Fig. 1 gezeigten Kontaktiervorrichtung,
    Fig. 3
    eine Darstellung entsprechend Fig. 2 zur Erläuterung der Verfahrensschritte zur Erzeugung einer aus vier Kontaktstreifen zusammengesetzten Kontaktiervorrichtung, die in Fig. 6a bis 6c auch in betriebsbereitem Zustand gezeigt ist,
    Fig. 4
    eine Darstellung entsprechend Fig. 3, jedoch in einem darauf folgenden Herstellungsstadium,
    Fig. 5
    eine Darstellung entsprechend Fig. 3 und 4, jedoch in einem noch späteren Herstellungsstadium,
    Fig. 6a-6c
    eine mit den in Fig. 3 und 5 skizzierten Verfahrensschritten erzeugte Kontaktiervorrichtung,
    Fig. 7-9
    verschiedene weitere Ausführungsformen von Kontaktiervorrichtungen, jeweils in perspektivischer Absicht, und
    Fig. 10
    und 11 Darstellungen zur Erläuterung der Anwendung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung am Beispiel eines Kfz-Sicherungskastens.
  • Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Kontaktiervorrichtung umfasst eine Anzahl von Kontaktfedern 11, die bei sämtlichen Ausführungsformen als Gabelfedern ausgebildet sind und nachfolgend auch als solche bezeichnet werden. Die Gabelfedern 11 sind so angeordnet, dass sie alle in einer Flucht liegen und einen durchgehenden Kontaktkanal 12 für einen Gegenkontakt, z.B. einen Messerkontakt einer Sicherung oder eines Relais, ausbilden.
  • Die Ausgestaltung der Kontaktfedern 11 als Gabelfedern ist insoweit von Bedeutung, als solche Federn (im Unterschied zu den in US 6 210 240 B1 verwendeten) wesentlich höhere Kontaktkräfte ausüben können, da die Federschenkel gegen ihre hohe Kante beansprucht werden.
  • Jede Gabelfeder 11 besitzt also in an sich bekannter Ausgestaltung zwei Gabelschenkel 13 und einen diese an den unteren Enden miteinander verbindenden Gabelsteg 14. Die Gabelfedern 12 stehen über Verbindungsstege 15 mit einem sogenannten Zentralstreifen 16 in stoffschlüssiger Verbindung. Die Verbindungsstege 15 sind mittig oder derart asymmetrisch bzw. außermittig an den Gabelstegen 14 angeordnet, dass immer gewährleistet ist, dass sämtliche Gabelfederkotakte jedes 'Gabelfederkontaktpakets' deckungsgleich in einer Flucht liegen, wie dies die Zeichnungen veranschaulichen.
  • An den unteren Längsseiten der Zentralstreifen 16 sind Anschlusspins 17 ausgeschnitten und ggf. ausgebogen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, greifen diese beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Bohrungen 18 einer Leiterplatte 29 zur mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung mit dieser. Mit 19 sind in Fig. 1 noch sog. Entlastungsdurchbrüche bezeichnet, die in den jeweiligen Zentralstreifen 16 vorgesehen sind. Sie haben den Zweck der Gewichtsreduzierung und der Erleichterung des Durchtrennens der Zentralstreifen 16, wenn - wie weiter unten beschrieben - aus Endlostreifen Kürzungsabschnitte abgetrennt werden.
  • Die Kontaktiervorrichtung 10 in Fig. 1 ist aus drei Kontaktstreifen 20, 21 und 22 zusammengefügt und zwar derart, dass die Zentralstreifen 16 jeweils flächig aneinander liegen, was die Zeichnung gut veranschaulicht.
  • Mit 23 sind Stellen oder Bereiche angegeben, die Verbindungen oder Befestigungsmittel andeuten sollen, mit denen die Kontaktstreifen 20, 21 und 22 im Bereich ihrer Zentralstreifen 16 aneinander befestigt sind. Diese Befestigung kann stoffschlüssig erfolgen, zum z.B. durch Schweißen, Löten, Kleben od.dgl. und/oder auch kraftschlüssig durch Ineinandergreifen von Zapfen, Zungen, Lappen und Öffnungen bzw. Noppen und Butzen.
  • Der Aufbau der Kontaktiervorrichtung 10 wird des weiteren noch anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben, die zugleich den Herstellungsprozess erläutern sollen.
  • Fig. 2 zeigt das Entstehen der drei Kontaktstreifen 20, 21 und 22 zum Aufbau der Kontaktiervorrichtung nach Fig. 1. (Entsprechend dem geschichteten Aufbau der Kontaktiervorrichtung nach Fig. 1 hat man sich den Kontaktstreifen 21 allerdings zwischen den Kontaktstreifen 20 und 22 vorzustellen).
  • Aus einem Blech rechteckigen Querschnitts, insbesondere aus Kontaktfederbronze, werden zunächst ein Zentralstreifen 16 sowie Gabelkontaktfedern 11 ausgestanzt. Im Falle der Kontaktstreifen 20 und 22 werden an den den Kontaktfedern 11 gegenüberliegenden Längsrändern noch die Anschlusspins 17 mit ausgestanzt. Dieses Stadium zeigen die Abbildungen in Fig. 2 in ihren Bereichen, die jeweils mit A bezeichnet sind.
  • Im weiteren Verlauf des Herstellungsprozesses werden die Gabelfedern 11 gegenüber dem Zentralstreifen 16 um ihre jeweilige Längsachse verschränkt. Dies äußert sich in einer Verdrillung der Verbindungsstege 15. Im Falle der Kontaktstreifen 20 und 22 werden außerdem die Anschlusspins 17 verkröpft, so dass sie aus der Flächenebene des Kontaktstreifens seitlich heraustreten, wie dies in Fig. 2 erkennbar ist. Dieses Stadium ist im jeweiligen Abschnittsbereich B der Streifen in Fig. 2 gezeigt.
  • Endlosbänder der jeweiligen im Abschnitt B gezeigten Konfiguration dienen sodann als Ausgangsprodukte für die Paketierung einer Kontaktiervorrichtung 10. Diese Streifen werden - in flächiger Anlage ihrer Zentralstreifen 16 aneinander - derart zusammengefügt, dass sämtliche Gabelkontaktfedern 11 - einen einzigen, durchgehend verlaufenden Einsteckspalt bildend - flächenparallel nebeneinander liegen, wie Fig. 1 dies bereits veranschaulichte. Nun wird das streifenförmige Paket entlang von in Fig. 2 willkürlich eingetragenen Linien 24 durchtrennt, so dass die einzelnen Paketstreifen als Kürzungsabschnitte 25 vorliegen.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist noch zu erwähnen, dass die Kontaktstreifen 20 und 22 identisch ausgebildet sein können und lediglich spiegelbildlich zueinander orientiert angeordnet werden, wobei der dritte Kontaktstreifen 21 als Mittelstreifen zwischen den beiden Kontaktstreifen 20 und 22 eingefügt wird.
  • Fig. 3 veranschaulicht in analoger Weise zu Fig. 2 die Erzeugung und Anordnung der Einzelelemente einer Kontaktiervorrichtung mit vier Kontaktstreifen 20, 21, 21' und 22. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktiervorrichtung 10 also aus vier Kontaktstreifen zusammenzusetzen. Dabei können die beiden äußeren Kontaktstreifen 20 und 22 untereinander identisch sein wie auch die beiden mittig anzuordnenden Kontaktstreifen 21 und 21' identisch sein können. Wie schon beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel werden die Anschlusspins aufweisenden äußeren Kontaktstreifen 20 und 22 dann spiegelbildlich gegeneinander gesetzt. Dies trifft nunmehr auch für die beiden mittleren Kontaktstreifen 21 und 21' zu.
  • Während Fig. 3 im jeweils linken Abschnitt der vier Kontaktstreifen noch den Rohzustand zeigt mit in der Ursprungsebene ausgestanzten Gabelkontaktfedern, zeigt Fig. 4 die Bereiche der späteren Kürzungsabschnitte, die bereits vollständig ausgearbeitet sind und nur noch an- bzw. ineinandergefügt zu werden brauchen. Fig. 5 zeigt dieselbe Anordnung in einander näher gerücktem Zustand der vier Kontaktstreifen 20, 21, 21' und 22. Insbesondere aus dieser Fig. ist das bereits hervorgehobene kammartige Ineinandergreifen der einzelnen Gabelkontaktfedern 11 gut zu erkennen.
  • Aus Vorstehendem wird deutlich, dass man, je nach Anzahl und Breite der zur Gestaltung einer Kontaktiervorrichtung 10 vorzusehenden Kontaktstreifen 20, 21, ggf. 21', 22 zahlreiche verschiedenartige Kontaktiervorrichtungen auf einfache Art und Weise erzeugen kann. Unterschiede bestehen - gleiche Ausgangsmaterialien vorausgesetzt - einerseits in der variablen Breitenabmessung als auch andererseits in Anzahl und Abstand der einzelnen Gabelkontaktfedern 11 zueinander. Im Extremfall kann die Schichtung dergestalt sein, dass alle Kontaktfedern 11 einander gegenseitig berühren. In diesem Falle ergibt sich eine größtmögliche Kontaktzonendichte.
  • Die Fig. 6a bis 6c veranschaulichen eine Kontaktiervorrichtung 10, die aus den vier anhand der Fig. 3 bis 5 erläuterten Kontaktstreifen 20, 21, 21' und 22 zusammengefügt ist.
  • Die Fig. 7 bis 9 veranschaulichen Kontaktiervorrichtungen 10 mit unterschiedlich gestalteten Anschlusspins 17. Die Kontaktiervorrichtung 10 der Fig. 7 weist geradlinig gestaltete Lötkontaktstifte als Anschlusspins 17 auf. Bei der in Fig. 8 gezeigten Kontaktiervorrichtung 10 sind die Anschlusspins 17 ebenfalls im wesentlichen stiftförmig ausgebildet, weisen hier jedoch sogenannte Einpresszonen 26 auf mit eine elastische Verformung dieser Zonen ermöglichenden Schlitzungen 27. Derartige Kontaktierungen sind an sich bekannt.
  • Bei der Kontaktiervorrichtung 10 der Fig. 9 sind die Anschlusspins 17 als SMD-Lötbeinchen ausgebildet und im wesentlichen lotrecht aus der Mittelebene der Zentralstege 16 herausgebogen bzw. verkröpft. Die Formgebung könnte auch so ausgeführt sein, dass die Lötbeinchen 17 des Kontaktstreifens 20 eine Seite einer Leiterplatte und die Lötbeinchen 17 des Kontaktstreifens 22 die andere Seite der selben Leiterplatte kontaktieren könnten.
  • Die Fig. 10 und 11 zeigen die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung in einer praxisnahen Anwendung. Mit 28 ist hier eine Box bezeichnet als Bestandteil des Sicherungskastens eines Kfz. In dieser Box 28 ist eine Leiterplatte 29 angeordnet, auf der mehrere erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtungen 10 montiert sind. Die Leiterplatte 29, aber auch die einzelnen Kontaktiervorrichtungen 10 sind von einer oberen Deckwand 30 der Box 26 dem Zugriff entzogen. Die Deckwand 30 weist jedoch Durchbrüche 31 auf zum Eingriff und Durchtritt von Flachmesserkontakten 32 elektrischer Bauelemente wie beim dargestellten Beispiel einer Sicherung 33 und eines Relais 34.
  • Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen auch, dass eine Sicherung 33 mit zwei Flachmesserkontakten 30 zwei angepasste Kontaktiervorrichtungen 10 zugeordnet sind. Das Relais 34 weist drei Flachmesserkontakte 32 auf, die zudem noch unterschiedlich orientiert sind. Entsprechend finden sich drei Kontaktiervorrichtungen 10 für das Relais 34, die auf die Lage und Größe der entsprechenden Relais-Flachmesserkontakte 32 abgestimmt sind.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung ein mit geringem Aufwand zu fertigendes neuartiges modulares System zur variantenreichen Gestaltung kompakter Kontaktiervorrichtungen vorstellt. Dabei ist es nicht unwesentlich, dass in erster Linie daran gedacht ist, die Kontaktiervorrichtungen ohne eigene angepasste Isoliergehäuse zu verwenden.

Claims (14)

  1. Elektrische Kontaktiervorrichtung (10), insbesondere zur Übertragung von mittleren bis hohen Strömen, mit einer Anzahl parallel zueinander angeordneter Kontaktfedern (11) zum Anschluss wenigstens eines komplementären Flachmesserkontakts, wobei die Kontaktiervorrichtung (10) aus wenigstens zwei Kontaktstreifen (20, 21, 22) zusammengefügt ist, wobei jeder Kontaktstreifen (20, 21, 22) einen Zentralstreifen (16) aufweist, an welchem quer zum Zentralstreifen ausgerichtete Kontaktfedern in Form von Gabelfedern (11) angebunden sind und wobei ein Kontaktstreifen in einstückig-stoffschlüssiger Zuordnung Anschlusspins (17) zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung mit einer Leiterplatte (29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiervorrichtung (10), aus wenigstens zwei Kontaktstreifen (20, 21, 22) in gegenseitiger flächiger Anlage ihrer Zentralstreifen (16) derart zusammengefügt ist, dass die Gabelfedern (11) der Kontaktstreifen (20, 21, 22) unter Berücksichtigung ihrer deckungsgleich fluchtenden Anordnung im wesentlichen kammartig ineinander greifen.
  2. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der wenigstens zwei Kontaktstreifen (20, 22) mit an den Zentralstreifen (16) angebundenen Anschlusspins (17) versehen ist.
  3. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass je wenigstens zwei der Kontaktstreifen (20, 22; 21, 21') untereinander identisch ausgebildet, jedoch spiegelbildlich zueinander zusammengefügt sind.
  4. Kontaktiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aus drei Kontaktstreifen (20, 21, 22) zusammengefügten Kontaktiervorrichtung (10) der mittlere Kontaktstreifen (21) mit Anschlusspins (17) versehen ist.
  5. Kontaktiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aus drei Kontaktstreifen (20, 21, 22) zusammengefügten Kontaktiervorrichtung (10) die beiden äußeren Kontaktstreifen (20, 22) mit Anschlusspins (17) versehen sind.
  6. Kontaktiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aus vier Kontaktstreifen (20, 21, 21', 22) zusammengefügten Kontaktiervorrichtung (10) die beiden äußeren Kontaktstreifen (20, 22) oder die beiden inneren Kontaktstreifen (21, 21') mit Anschlusspins (17) versehen sind.
  7. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstreifen (20, 21, 21', 22) von Kürzungsabschnitten (25) endlos erzeugter Kontaktstreifen gebildet sind.
  8. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kürzungsabschnitte (25) nach dem Zusammenfügen der einzelnen Endlos-Kontaktstreifen aneinander mittels Durchtrennen des Kontaktstreifen-Pakets erzeugt werden.
  9. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem flächigen Kontaktblechstreifen ausgeschnittenen Gabelfedern (11) aus der mit der Ebene des Kontaktblechstreifens übereinstimmenden Ebene des Zentralstreifens (16) heraus verschränkt sind.
  10. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelfendern (11) über mit ihrem Gabelsteg (14) verbundene Verbindungsabschnitte (15) an den Zentralstreifen (16) angebunden sind und die Verbindungsabschnitte (15) asymmetrisch bzw. außermittig an den Gabelsteg (14) angebunden sind.
  11. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem flächigen Kontaktblechstreifen ausgeschnittenen Anschlusspins (17) aus der mit der Ebene des Kontaktblechstreifens übereinstimmenden Ebene des Zentralstreifens (16) heraus verkröpft sind.
  12. Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspins (17) zweier Kontaktstreifen der Kontaktiervorrichtung (10) derart verkröpft bzw. umgebogen sind, dass sie zwischen sich eine Leiterplatte beidseitig kontaktieren können.
  13. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstreifen (16) stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, Löten u.dgl., und/oder kraftschlüssig, z.B. durch gegenseitigen Eingriff von Noppen, Butzen od. dgl., zusammengefügt sind.
  14. Kontaktiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstreifen (16) mit Entlastungsdurchbrüchen (19) versehen sind.
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