EP2959546A1 - Kontaktträger mit einem toleranzausgleichabschnitt - Google Patents

Kontaktträger mit einem toleranzausgleichabschnitt

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EP2959546A1
EP2959546A1 EP14702867.4A EP14702867A EP2959546A1 EP 2959546 A1 EP2959546 A1 EP 2959546A1 EP 14702867 A EP14702867 A EP 14702867A EP 2959546 A1 EP2959546 A1 EP 2959546A1
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EP
European Patent Office
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contact
carrier
contact carrier
tolerance compensation
electrical
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EP14702867.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2959546B1 (de
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Willi Hagemeier
Falk Langer
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2959546A1 publication Critical patent/EP2959546A1/de
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Publication of EP2959546B1 publication Critical patent/EP2959546B1/de
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    • 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
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42—Securing in a demountable manner
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals
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    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202—Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0256—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections for soldering or welding connectors to a printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to a contact carrier with an electrical contact and a contact arm, which is electrically conductively connected to the electrical contact.
  • Such contact carriers are used to make an electrically conductive connection between the electrical contact and a printed circuit board.
  • the electrical contact may be e.g. be designed as a socket or plug.
  • soldering e.g., conventional hand soldering, wave soldering, or selective soldering.
  • SMT surface mounting technology
  • the contact carrier has rotated around its own vertical axis. Depending on the displacement and rotation of the
  • Contact carriers may result in the following four cases as error images: -
  • the contract carrier is electrically connected, is not exactly centered, but is located with its complete terminal metallization over the circuit board.
  • the contract carrier is electrically connected, but dominates with his
  • Terminal metallization a copper surface of the circuit board.
  • the contract carrier is not electrically connected and towers over the copper surface of the printed circuit board with its terminal metallization.
  • the contract carrier is not tied up and lies with his
  • the present invention is based on the recognition that tolerance compensation can compensate for the incorrect positioning caused by blurring.
  • the contact carrier has an electrical contact and a contact arm, which is electrically conductively connected to the electrical contact, wherein the contact arm a
  • Tolerance compensating portion and a contact formed on the tolerance compensating portion for electrically contacting the electrical contact with a contact surface comprises. This achieves the technical advantage that the
  • Tolerance compensation section compensates for incorrect positioning by blurring. This increases the production yield.
  • the contact arm extends laterally or radially from the electrical contact.
  • the electrical contact extends in a first direction
  • the contact arm extends in a second direction, wherein the first direction and the second direction at an angle, in particular at an angle of 90 ° C, within an angle within an angular tolerance range are arranged.
  • the angle tolerance range can have production-related tolerances and, for example, be 5%, 10% or 15% of eg 90 °.
  • the technical advantage is achieved that the contact carrier is particularly easy to manufacture.
  • the contact foot extends within an angular tolerance range in the second direction.
  • the angle tolerance range can have production-related tolerances and be, for example, 5%, 10% or 15%.
  • the tolerance compensation section is mechanically deformable.
  • Tolerance compensation section can be deformed by forces occurring during soldering and compensate for these.
  • the tolerance compensation section is elastically or plastically deformable.
  • the contact foot is connected to the electrical contact by means of the tolerance compensation section.
  • the contact carrier has a particularly simple structure.
  • the tolerance compensation section comprises a bending arc, in particular a U-shaped bend.
  • Tolerance compensation section arranged at an angle at an angle.
  • Tolerance compensation section to the contact foot of the tolerance compensation section can be particularly easily deformed at this point to compensate for tolerances.
  • the contact foot is below the
  • Tolerance compensation section arranged.
  • the technical advantage is achieved that the contact carrier particularly easy with the contact foot on a contact surface, such. a printed circuit board of a circuit board is to be attached.
  • Tolerance compensation section formed elastically or plastically deformable.
  • the contact foot is a Lötpadfuß.
  • Solder connection can be formed.
  • the electrical contact is a
  • the contact has a lower part, in which the electrical contact is held. This will be the technical advantage achieved that the contact carrier is positioned on the electrical contact during soldering.
  • the lower part has a radial
  • the contact carrier on a removable insulating sleeve, which is placed on the electrical contact.
  • the contact carrier has a plurality of electrical contacts, which are each electrically conductively connected to a contact.
  • the contact carrier is an SMD contact carrier (surface-mounted device, surface-mounted component).
  • FIG. 1 is a schematic representation of a contact carrier
  • FIG. 2 is an exploded view of the contact carrier
  • FIG. 3 is a perspective view of a contact pin
  • Fig. 7 is a view of the top of the base
  • Fig. 8 is a view of the underside of the lower part.
  • FIG. 1 shows a contact carrier 100, which in the present exemplary embodiment comprises three contact pins 102, an insulating sleeve 104, a lower part 106 and a cap nut 108.
  • a contact carrier 100 which in the present exemplary embodiment comprises three contact pins 102, an insulating sleeve 104, a lower part 106 and a cap nut 108.
  • FIG. 1 only one of the three contact pins is identified by reference numeral 102.
  • the contact carrier 100 is formed to form a socket for a female-to-male connection which can be mounted on a printed circuit board (not shown) by SMT technology. Therefore, in the present embodiment, the contact carrier 100 is formed as an SMD contact carrier (surface-mounted device, surface-mounted device).
  • the contact pin 102 is in the present embodiment in one piece of metal, e.g. Copper or a copper-containing alloy, e.g. made by punching and bending.
  • the contact pin 102 has an electrical contact 128 in the present
  • Embodiment as a contact socket 130 is formed and thus for receiving an electrical pin contact (not shown) of a plug (not shown) is formed.
  • the contact pin 102 has a contact foot 132, which in the present embodiment is designed as a solder pad foot 134, with which a solder joint, known by means of SMT technology, is produced for producing an electrically conductive connection with a contact surface, such as e.g. a conductor track of a printed circuit board can be produced.
  • a contact arm 136 and a tolerance compensation section 138 is arranged between the contact foot 132 and the electrical contact 128 and the contact socket 130.
  • the insulating sleeve 104 is made in the present embodiment of an electrically insulating material, such as a plastic material, for example by injection molding. Further, the insulating sleeve 104 has a coding 1 18, which is formed in the present embodiment by a plurality of wells, which form a mechanical coding to a reverse polarity contact
  • the lower part 106 is made in the present embodiment of a high temperature-stable plastic, so that the lower part 106 undergoes no damage or deformation during an SMT soldering.
  • the lower part 106 has, in the present exemplary embodiment, five passage openings 124, of which only one passage opening is designated by the reference number 124 in FIG. In the present embodiment, one of the through openings 124 forms each with one of the
  • Passage channels 106 a passage. Further, the lower part 106 has a arranged on its underside 122 depressions 126, one of which each one of
  • Passage channels 106 is assigned and extend radially in the present embodiment.
  • FIG. 1 shows that the electrical contact socket 130 is located in the through-channel 16, while the contact arm 136 is received in the recess 126, which is formed on a lower side 122 of the lower part 106.
  • a union nut 108 is arranged, which has an internal thread 1 10 for producing a screw connection with the plug. Furthermore, in the present embodiment, the union nut 108 has a
  • Inner seal 1 12 and an outer seal 1 14 for liquid-tight seal on.
  • the elastic or plastic deformability of the tolerance compensation section 138 ensures that the contact foot 132 or solder pad foot 134 in all three
  • the tolerance compensation section 138 may be e.g. Compensate for fault tolerances in a range of 0.1 to 1 mm. In the present embodiment, the tolerance compensation section 138,
  • FIG. 2 shows the contact carrier 100 in an exploded view.
  • the insulating sleeve 104 has positioning pins 200 which
  • FIGS. 3 to 5 show the contact pin 102.
  • the contact pin 102 has a first end 300, on which the electrical contact 128 is arranged.
  • the electrical contact 128 is formed in the present embodiment as a contact socket 130 and for this purpose has two opposite ones
  • Contact tongues 304a, 304b which are resiliently biased to the positions shown in FIGS. 3 and 4 and are elastically deformable by inserting a pin contact and then hold this by spring force. Furthermore, the contact pin 102 has a channel 306 for receiving such a pin contact.
  • the insertion movement of a pin contact into the contact socket 130 formed by the contact tongues 304a, 304b and into the channel 306 extends in a first direction I in which the contact pin 102 extends.
  • the contact arm 136 of the contact pin 102 extends in the present
  • Embodiment in a second direction II in a second direction II.
  • the second direction II extends at an angle ⁇ of 90 ° to the first direction I (see FIGS. 3 and 4).
  • the contact arm 136 comprises in the present embodiment, a bend 308, adjoining the bend 308 connecting portion 310 and a
  • the bend 308 forms in the present embodiment an angle ⁇ of 30 °, while in the present embodiment, the arc portion 312 forms an angle ⁇ of 90 ° (see Fig. 5).
  • both the bend 308 and the arcuate portion 312 are bent about an axis which is parallel to the first direction I.
  • the tolerance compensation section 138 is arranged between the contact arm 136 and the contact foot 132 designed as a solder pad foot 134.
  • the tolerance compensation section 138 comprises in the present embodiment, a bending arc 314, which is formed in the present embodiment as a U-shaped bend 316, and an angled portion 318th
  • the U-shaped bend 316 is bent in the present embodiment about an axis which extends parallel to the first direction I. Further, in the present embodiment, the U-shaped bend 316 is formed as an angle ⁇ of 180 ° (see Fig. 5).
  • the angled portion 318 is angled in the present embodiment at an angle ⁇ of 90 °, wherein the axis about which the angled portion 318 is bent, both at a right angle to the first direction I and at a right angle to the second direction II extends (see Fig. 4).
  • the adjoining the angled portion 318 contact foot 132 has an extension direction, which lies in the direction of the second direction II.
  • the contact foot 132 can be displaced in all three spatial axes with respect to the electrical contact 128 by up to 0.5 mm.
  • FIGS. 3 to 5 show that, in the present exemplary embodiment, the contact foot 132 is arranged in the first direction I below the tolerance compensation section 138.
  • the electrical contact 128 and the contact root 132 lie at opposite ends, namely the first end 300 and the second end 302 of the contact pin 102.
  • the contact pin 102 shows a section through the first end 300 of the contact pin 102. It can be seen that the contact pin 102 is hollow below the contact tongues 304a, 304b and therefore has the channel 306.
  • the channel 306 is closed by a Vergussmassensperre 500 so that no potting compound, such as adhesive, for example, during an assembly process in the channel 306th can get.
  • the Vergussmassensperre 500 is formed in the present embodiment of a sheet metal portion of the contact pin 102 which has been stamped and folded into the channel 306.
  • FIG. 7 shows the upper side of the lower part 106. It can be seen that in the present exemplary embodiment the upper side 120 has the positioning holes 202 in addition to the five through openings 124 for holding one contact pin 102 in the present exemplary embodiment.
  • Fig. 8 shows the bottom 122 of the base 106. It can be seen next to the
  • Embodiment five recesses 126 are provided, in which the contact arm 136 of a inserted into the through hole 124 contact pin 102 can be stored.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontaktträger (100) mit einem elektrischen Kontakt (128) und mit einem Kontaktarm (136), welcher mit dem elektrischen Kontakt (128) elektrisch leitfähig verbunden ist. Der Kontaktarm (136) umfasst einen Toleranzausgleichsabschnitt (138) und einen an den Toleranzausgleichsabschnitt (138) gebildeten Kontaktfuß (132) zum elektrischen Kontaktieren des elektrischen Kontaktes (128) mit einer Kontaktfläche.

Description

Kontaktträger mit einem Toleranzausgleichabschnitt
Die Erfindung betrifft einen Kontaktträger mit einem elektrischen Kontakt und einem Kontaktarm, welcher mit dem elektrischen Kontakt elektrisch leitfähig verbunden ist. Derartige Kontaktträger werden verwendet, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und einer Leiterplatte herzustellen. Der elektrische Kontakt kann z.B. als Buchse oder Stecker ausgebildet sein. Bei einer
Durchsteckmontage (Through Hole Technology, THT) werden Drahtanschlüsse des Kontaktträgers durch Kontaktlöcher in der Leiterplatte gesteckt und anschließend durch Löten (z.B. konventionelles Handlöten, Wellenlöten oder Selektivlöten) mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Bei der Oberflächenmontage (surface- mounting technology, SMT) hingegen werden lötfähiger Anschlussflächen des
Kontaktträgers direkt auf Leiterbahnen der Leiterplatte gelötet. Hierzu werden die Leiterbahnabschnitte auf der Leiterplatte, die als Anschlussflächen dienen, vor dem Bestücken z.B. mittels Sieb- bzw. Schablonendruck mit Lotpaste bedruckt. Nach dem Bestücken mit dem Kontaktträger werden die Anschlussflächen miteinander verlötet, um sie elektrisch leitend zu verbinden. Wenn der Kontaktträger auf einer Oberseite der Leiterplatte angeordnet ist, kann z.B. das Reflow-Löten oder Wiederaufschmelzlöten (reflow soldering) verwendet werden. Wenn hingegen der Kontaktträger der Unterseite der Leiterplatte angeordnet ist, wird dieser aufgeklebt und im Wellen- oder Schwallbad gelötet. So werden sehr dichte Bestückungen und vor allem eine beidseitige Bestückung der Leiterplatte möglich, was den Platzbedarf verringert. Dadurch können elektrische Geräte kleiner und zugleich wesentlich kostengünstiger hergestellt werden. Jedoch kann es während des Lötens zu einem sogenannten Verschwimmen kommen. Aufgrund des Verschwimmens befindet sich der Kontaktträger nach dem Löten nicht an der gewünschten Position auf der Leiterplatte, sondern der Kontaktträger ist
beispielsweise in X- und Y-Richtung verschoben. Weiterhin kann auch ein Fehler beim Drehwinkel des Kontaktträgers auftreten. In diesem Fall hat sich der Kontaktträger um die eigene Hochachse gedreht. Abhängig von der Verschiebung und Drehung des
Kontaktträgers können sich als Fehlerbilder die vier nachfolgenden Fälle ergeben: - Der Kontraktträger ist elektrisch angebunden, liegt nicht genau mittig, befindet sich aber mit seiner kompletten Anschlussmetallisierung über der Leiterplatte.
Der Kontraktträger ist elektrisch angebunden, überragt aber mit seiner
Anschlussmetallisierung eine Kupferfläche der Leiterplatte.
Der Kontraktträger ist elektrisch nicht angebunden und überragt mit seiner Anschlussmetallisierung die Kupferfläche der Leiterplatte.
Der Kontraktträger ist elektrisch nicht angebunden und liegt mit seiner
Anschlussmetallisierung komplett außerhalb der Kupferfläche der Leiterplatte.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kontaktträger zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch einen Toleranzausgleich die durch das Verschwimmen hervorgerufene Fehlpositionierung ausgeglichen werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kontaktträger einen elektrischen Kontakt und einen Kontaktarm aufweist, welcher mit dem elektrischen Kontakt elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei der Kontaktarm einen
Toleranzausgleichsabschnitt und einen an den Toleranzausgleichsabschnitt gebildeten Kontakt zum elektrischen Kontaktieren des elektrischen Kontaktes mit einer Kontaktfläche umfasst. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der
Toleranzausgleichsabschnitt Fehlpositionierungen durch ein Verschwimmen ausgleicht. So wird die Fertigungsausbeute gesteigert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Kontaktarm seitlich oder radial von dem elektrischen Kontakt. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Kontaktträger kompakte Abmessungen aufweist und daher nur wenig Bauraum in Anspruch nimmt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der elektrische Kontakt in eine erste Richtung, und der Kontaktarm erstreckt sich in eine zweite Richtung, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung unter einem Winkel, insbesondere unter einem Winkel von 90°C, innerhalb eines Winkels innerhalb eines Winkeltoleranzbereiches angeordnet sind. Der Winkeltoleranzbereich kann dabei fertigungstechnisch bedingte Toleranzen aufweisen und beispielsweise 5%, 10% oder 15% von z.B. 90° betragen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Kontaktträger besonders einfach zu fertigen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Kontaktfuß innerhalb eines Winkeltoleranzbereiches in die zweite Richtung. Der Winkeltoleranzbereich kann dabei fertigungstechnisch bedingte Toleranzen aufweisen und beispielsweise 5%, 10% oder 15% betragen. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Kontaktträger noch kompakter gestaltet werden kann und somit noch weniger Bauraum beansprucht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Toleranzausgleichsabschnitt mechanisch verformbar. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der
Toleranzausgleichsabschnitt durch beim Löten auftretende Kräfte verformt werden kann und diese auszugleichen vermag.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Toleranzausgleichsabschnitt elastisch oder plastisch verformbar. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch eine elastische Verformbarkeit eine nur während des Lötens auftretende
Verformung aufgrund thermisch induzierter Spannungen ausgeglichen werden kann, während durch die plastische Verformbarkeit dauerhafte Fehlpositionierungen
ausgeglichen werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktfuß mit dem elektrischen Kontakt mittels des Toleranzausgleichsabschnitts verbunden. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Toleranzausgleichsabschnitt zwischen dem
Kontaktfuß und dem elektrischen Kontakt angeordnet ist. Somit weist der Kontaktträger einen besonders einfachen Aufbau auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Toleranzausgleichsabschnitt einen Biegebogen, insbesondere eine U-förmige Biegung. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass bei kompakter Bauform ein Toleranzausgleichsabschnitt zum Ausgleich großer Toleranzen bereitgestellt wird, der einfach zu fertigen ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktfuß an dem
Toleranzausgleichsabschnitt unter einem Winkel angewinkelt angeordnet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die angewinkelte Anordnung des
Toleranzausgleichsabschnitts an den Kontaktfuß der Toleranzausgleichsabschnitt an dieser Stelle besonders leicht verformt werden kann, um Toleranzen auszugleichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktfuß unterhalb des
Toleranzausgleichsabschnitts angeordnet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Kontaktträger besonders einfach mit dem Kontaktfuß auf einer Kontaktfläche, wie z.B. einer Leiterbahn einer Leiterplatte zu befestigen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktfuß an dem
Toleranzausgleichsabschnitt elastisch oder plastisch verformbar gebildet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch eine elastische Verformbarkeit eine nur während des Lötens auftretende Verformung aufgrund thermisch induzierter Spannungen ausgeglichen werden kann, während durch die plastische Verformbarkeit dauerhafte Fehlpositionierungen ausgeglichen werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktfuß ein Lötpadfuß. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass mit dem Kontaktfuß problemlos eine
Lötverbindung gebildet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der elektrische Kontakt eine
Kontaktbuchse oder ein Kontaktstecker. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass Kontaktbuchsen oder Kontaktstecker fehlerfrei auf einer Leiterplatte positioniert und deren elektrische Kontakte elektrisch leitfähig mit dieser verbunden werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Kontakt ein Unterteil auf, in welchem der elektrische Kontakt gehaltert ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Kontaktträger auf dem elektrischen Kontakt während des Lötens positioniert ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Unterteil eine radiale
Ausnehmung zum Aufnehmen des Kontaktarms auf. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Ausnehmung eine Positionierung des Kontaktarms und damit des Kontaktträgers sicherstellt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Kontaktträger eine abnehmbare Isolierhülse auf, welche auf dem elektrischen Kontakt aufgesetzt ist. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Isolierhülse den elektrischen Kontakt schützt und zugleich durch mechanische oder optische Kodierung dem elektrischen Kontakt des Kontaktträgers eine Funktionskennzeichnung zugeordnet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Kontaktträger eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf, welche jeweils mit einem Kontakt elektrisch leitfähig verbunden sind. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass simultan eine
Mehrzahl von elektrischen Kontakten gleichzeitig gebildet werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktträger ein SMD- Kontaktträger (surface-mounted device, oberflächenmontiertes Bauelement). Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass elektrische Kontakte durch Positionieren und anschließendes Löten in einem Ofen maschinell gebildet werden können.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kontaktträgers, Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Kontaktträgers, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktstiftes,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Kontaktstiftes, Fig. 5 eine Unteransicht des Kontaktstiftes,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Abschnitt des Kontaktstiftes,
Fig. 7 eine Ansicht der Oberseite des Unterteils, und
Fig. 8 eine Ansicht der Unterseite des Unterteils.
Fig. 1 zeigt einen Kontaktträger 100, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Kontaktstifte 102, eine Isolierhülse 104, ein Unterteil 106 sowie eine Überwurfmutter 108 umfasst. In Fig. 1 ist von den drei Kontaktstiften lediglich einer mit dem Bezugszeichen 102 gekennzeichnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kontaktträger 100 ausgebildet, um eine Buchse für eine Buchse-Stecker-Verbindung zu bilden, die mittels der SMT-Technologie auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) befestigt werden kann. Daher ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontaktträger 100 als SMD-Kontaktträger (surface-mounted device, oberflächenmontiertes Bauelement) ausgebildet.
Der Kontaktstift 102 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig aus Metall, z.B. Kupfer oder einer kupferhaltigen Legierung, z.B. durch Stanzen und Biegen gefertigt. Der Kontaktstift 102 weist einen elektrischen Kontakt 128 auf, der im vorliegenden
Ausführungsbeispiel als eine Kontaktbuchse 130 ausgebildet ist und somit zur Aufnahme eines elektrischen Stiftkontaktes (nicht dargestellt) eines Stecker (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Ferner weist der Kontaktstift 102 einen Kontaktfuß 132 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Lötpadfuß 134 ausgebildet ist, mit dem eine mittels SMT-Technologie bekannte Lötverbindung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Kontaktfläche, wie z.B. einer Leiterbahn einer Leiterplatte hergestellt werden kann. Zwischen dem Kontaktfuß 132 und dem elektrischen Kontakt 128 bzw. der Kontaktbuchse 130 ist ein Kontaktarm 136 und ein Toleranzausgleichsabschnitt 138 angeordnet.
Die Isolierhülse 104 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, gefertigt, beispielsweise mittels Spritzguss. Ferner weist die Isolierhülse 104 eine Kodierung 1 18 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Vielzahl von Vertiefungen gebildet ist, die eine mechanische Kodierung bilden, um eine verpolsichere Kontaktierung zu
gewährleisten. Durch die Isolierhülse 104 erstrecken sich im vorliegenden
Ausführungsbeispiel fünf Durchgangskanäle 1 16, von denen in Fig. 1 lediglich ein Durchgangskanal mit dem Bezugszeichen 1 16 gekennzeichnet ist.
Das Unterteil 106 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem hochtemperatur- stabilen Kunststoff gefertigt, so dass das Unterteil 106 während eines SMT-Lötvorgangs keine Beschädigung oder Verformung erfährt. Das Unterteil 106 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf Durchgangsöffnungen 124 auf, von denen in Fig. 1 lediglich eine Durchgangsöffnung mit dem Bezugszeichen 124 gekennzeichnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet je eine der Durchgangsöffnungen 124 mit je einer der
Durchgangskanäle 106 einen Durchgang. Ferner weist das Unterteil 106 eine an seiner Unterseite 122 angeordnete Vertiefungen 126 auf, von denen je eine einem der
Durchgangskanäle 106 zugeordnet ist und die sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel radial erstrecken.
Die Fig. 1 zeigt, dass sich die elektrische Kontaktbuchse 130 in dem Durchgangskanal 1 16 befindet, während der Kontaktarm 136 in der Ausnehmung 126 aufgenommen ist, die an einer Unterseite 122 des Unterteils 106 gebildet ist.
An der Oberseite 120 des Unterteils 106 ist eine Überwurfmutter 108 angeordnet, die ein Innengewinde 1 10 zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Stecker aufweist. Ferner weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Überwurfmutter 108 eine
Innendichtung 1 12 und eine Außendichtung 1 14 zur flüssigkeitsdichten Abdichtung auf.
Durch die elastische oder plastische Verformbarkeit des Toleranzausgleichsabschnitts 138 ist gewährleistet, dass der Kontaktfuß 132 bzw. Lötpadfuß 134 in alle drei
Richtungen, d.h. in die X-, Y-, Z-Richtungen verlagerbar ist, um ein Verschwimmen während eines SMT-Lötprozesses auszugleichen. Der Toleranzausgleichsabschnitt 138 kann z.B. Fehlertoleranzen in einem Bereich von 0,1 bis 1 mm ausgleichen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erlaubt der Toleranzausgleichsabschnitt 138,
Fehlertoleranzen von 0,5 mm auszugleichen. Fig. 2 zeigt den Kontaktträger 100 in einer Explosionsdarstellung.
Zu erkennen ist, dass die Isolierhülse 104 Positionierzapfen 200 aufweist, die
Positionierlöcher 202 des Unterteils 106 eingreifen.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen den Kontaktstift 102.
Der Kontaktstift 102 weist ein erstes Ende 300 auf, an dem der elektrische Kontakt 128 angeordnet ist. Der elektrische Kontakt 128 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kontaktbuchse 130 ausgebildet und weist hierzu zwei sich gegenüberliegende
Kontaktzungen 304a, 304b auf, die den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Positionen federnd vorgespannt sind und durch Einführen eines Stiftkontaktes elastisch verformbar sind und diesen dann durch Federkraft festhalten. Ferner weist der Kontaktstift 102 einen Kanal 306 zur Aufnahme eines derartigen Stiftkontaktes auf.
Die Einführbewegung eines Stiftkontaktes in die durch die Kontaktzungen 304a, 304b gebildete Kontaktbuchse 130 und in den Kanal 306 erstreckt sich in eine erste Richtung I, in die sich die der Kontaktstift 102 erstreckt.
Der Kontaktarm 136 des Kontaktstiftes 102 erstreckt sich im vorliegenden
Ausführungsbeispiel in eine zweite Richtung II. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die zweite Richtung II unter einem Winkel α von 90° zu der ersten Richtung I (siehe Fig. 3 und 4).
Der Kontaktarm 136 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Knick 308, sich an den Knick 308 anschließenden Verbindungsabschnitt 310 sowie einen
Bogenabschnitt 312.
Der Knick 308 bildet im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Winkel γ von 30°, während im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Bogenabschnitt 312 einen Winkel δ von 90° bildet (siehe Fig. 5). Dabei sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl der Knick 308 als auch der Bogenabschnitt 312 um eine Achse gebogen, die parallel zur ersten Richtung I verläuft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Kontaktarm 136 und dem als Lötpadfuß 134 ausgebildeten Kontaktfuß 132 der Toleranzausgleichsabschnitt 138 angeordnet. Der Toleranzausgleichsabschnitt 138 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Biegebogen 314, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als U-förmige Biegung 316 ausgebildet ist, sowie einen angewinkelten Abschnitt 318.
Die U-förmige Biegung 316 ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Achse gebogen, die sich parallel zu der ersten Richtung I erstreckt. Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die U-förmige Biegung 316 als ein Winkel ε vom 180° ausgebildet (siehe Fig. 5).
Der angewinkelte Abschnitt 318 hingegen ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter einem Winkel ß von 90° angewinkelt, wobei die Achse, um die der angewinkelte Abschnitt 318 gebogen ist, sich sowohl in einem rechten Winkel zu der ersten Richtung I als auch in einem rechten Winkel zu der zweiten Richtung II erstreckt (siehe Fig. 4). Somit weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der sich an den angewinkelten Abschnitt 318 anschließende Kontaktfuß 132 eine Erstreckungsrichtung auf, die in Richtung der zweiten Richtung II liegt. So kann der Kontaktfuß 132 in alle drei Raumachsen in Bezug zum elektrischen Kontakt 128 um bis zu 0,5 mm verlagert werden.
Ferner zeigen die Fig. 3 bis 5, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kontaktfuß 132 in der ersten Richtung I unterhalb des Toleranzausgleichsabschnitts 138 angeordnet ist. Somit liegen der elektrische Kontakt 128 und der Kontaktfuß 132 im vorliegenden Ausführungsbeispiel an sich gegenüberliegenden Enden, nämlich dem erste Ende 300 und dem zweiten Ende 302 des Kontaktstifts 102.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch das erste Ende 300 des Kontaktstiftes 102. Zu erkennen ist, dass der Kontaktstift 102 unterhalb der Kontaktzungen 304a, 304b hohl ausgebildet ist und daher den Kanal 306 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kanal 306 durch eine Vergussmassensperre 500 verschlossen, so dass keine Vergussmasse, wie z.B. Klebstoff, beispielsweise während eines Montagevorgangs in den Kanal 306 gelangen kann. Die Vergussmassensperre 500 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Blechabschnitt des Kontaktstiftes 102 gebildet, der ausgestanzt wurde und in den Kanal 306 geklappt ist.
Fig. 7 zeigt die Oberseite des Unterteils 106. Zu erkennen ist, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Oberseite 120 die Positionierlöcher 202 neben den im vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf Durchgangsöffnungen 124 zum Haltern je eines Kontaktstiftes 102 aufweist.
Fig. 8 zeigt die Unterseite 122 des Unterteils 106. Zu erkennen ist neben den
Positionierlöchern 202 und den Durchgangsöffnungen 124, dass im vorliegenden
Ausführungsbeispiel fünf Ausnehmungen 126 vorgesehen sind, in denen der Kontaktarm 136 eines in die Durchgangsöffnung 124 eingesetzten Kontaktstiftes 102 gelagert werden kann.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Kontaktträger
102 Kontaktstift
104 Isolierhülse
106 Unterteil
108 Überwurfmutter
1 10 Innengewinde
1 12 Innendichtung
114 Außendichtung
1 16 Durchgangskanal
1 18 Kodierung
120 Oberseite
122 Unterseite
124 Durchgangsöffnung
126 Ausnehmung
128 elektrischer Kontakt
130 Kontaktbuchse
132 Kontaktfuß
134 Lötpadfuß
136 Kontaktarm
138 Toleranzausgleichsabschnitt
200 Positionierzapfen
202 Positionierloch
300 erstes Ende
302 zweites Ende
304a Kontaktzunge
304b Kontaktzunge
306 Kanal
308 Knick
310 Verbindungsabschnitt
312 Bogenabschnitt Biegebogen
U-förmige Biegung angewinkelter Abschnitt
Vergussmassensperre
Winkel
Winkel
Winkel
Winkel
Winkel
X-Richtung
Y-Richtung
Z-Richtung erste Richtung zweite Richtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Kontaktträger (100), mit einem elektrischen Kontakt (128) und mit einem
Kontaktarm (136), welcher mit dem elektrischen Kontakt (128) elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei der Kontaktarm (136) einen Toleranzausgleichsabschnitt (138) und einen an dem Toleranzausgleichsabschnitt (138) gebildeten Kontaktfuß (132) zum elektrischen Kontaktieren des elektrischen Kontaktes (128) mit einer Kontaktfläche umfasst.
Kontaktträger (100) nach Anspruch 1 , wobei der Kontaktarm (136) sich seitlich oder radial von dem elektrischen Kontakt (128) erstreckt.
Kontaktträger (100) nach Anspruch 2, wobei der elektrische Kontakt (128) sich in eine erste Richtung (I) erstreckt, und der Kontaktarm (136) sich in eine zweite Richtung (II) erstreckt, wobei die erste Richtung (I) und die zweite Richtung (II) unter einem Winkel (a), insbesondere einem Winkel von 90°, innerhalb eines Winkeltoleranzbereiches angeordnet sind.
Kontaktträger (100) nach Anspruch 3, wobei der Kontaktfuß (132) sich innerhalb eines Winkeltoleranzbereiches in die zweite Richtung (II) erstreckt.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Toleranzausgleichsabschnitt (138) mechanisch verformbar ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Toleranzausgleichsabschnitt (138) elastisch oder plastisch verformbar ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktfuß (132) mit dem elektrischen Kontakt (128) mittels des
Toleranzausgleichsabschnitts (138) verbunden ist.
8. Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Toleranzausgleichsabschnitt (138) einen Biegebogen (314), insbesondere eine U- förmige Biegung (316), umfasst. Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktfuß (132) an den Toleranzausgleichsabschnitt (138) unter einem Winkel (ß) angewinkelt angeordnet ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktfuß (132) unterhalb des Toleranzausgleichsabschnitts (138) angeordnet ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktfuß (132) an dem Toleranzausgleichsabschnitt (138) elastisch oder plastisch verformbar gebildet ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktfuß (132) ein Lötpadfuß (134) ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Kontakt (128) eine Kontaktbuchse (130) oder ein Kontaktstecker ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktträger (100) ein Unterteil (106) aufweist, in welchem der elektrische Kontakt (128) gehaltert ist.
Kontaktträger (100) nach Anspruch 14, wobei das Unterteil (106) eine radiale Ausnehmung (126) zum Aufnehmen des Kontaktarms (136) aufweist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktträger (100) eine abnehmbare Isolierhülse (104) aufweist, welche auf dem elektrischen Kontakt (128) aufgesetzt ist.
Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der
Kontaktträger (100) eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten (128) aufweist, welcher jeweils mit einem Kontakt elektrisch leitfähig verbunden sind.
18. Kontaktträger (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kontaktträger (100) ein SM D-Kontaktträger ist.
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