WO2014037288A1 - Formstabiler kontakt, hergestellt mittels tiefziehverfahren - Google Patents

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WO2014037288A1
WO2014037288A1 PCT/EP2013/068010 EP2013068010W WO2014037288A1 WO 2014037288 A1 WO2014037288 A1 WO 2014037288A1 EP 2013068010 W EP2013068010 W EP 2013068010W WO 2014037288 A1 WO2014037288 A1 WO 2014037288A1
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WO
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contact
segment
contact segment
region
bulge
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PCT/EP2013/068010
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English (en)
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Inventor
Zhenyu Hu
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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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
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
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    • 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 present invention relates to a contact for a connector and a method for producing such a contact.
  • Mating connector or the socket is plugged together.
  • the contacts are additionally usually locked in a form-fitting manner in the contact chambers, for example with primary lances.
  • These primary lances can be attached to the housing of the contact be. In this case, the primary lance protrudes against an insertion direction, in which the contact is inserted into the contact chamber, obliquely outwards over the housing.
  • the primary lance is first deformed elastically inwardly to then spring back upon reaching its target position in a recess in the contact chamber can, thereby locking the contact in the contact chamber.
  • Plug connections disclosed with an outwardly projecting and inwardly deflectable primary lance are disclosed with an outwardly projecting and inwardly deflectable primary lance.
  • Such contacts usually takes place in that the shape of the contact, as well as the later functional elements, such as the primary lance, with methods such as punching and bending and rolls of a starting material, usually a metal sheet, are produced.
  • the materials for the contacts are selected so that a good current and thermal conductivity is ensured.
  • Connector provided, which has an elongate contact area and a connection area.
  • the contact area is formed in one
  • Connection area is designed to make contact with a conductor, especially a cable to connect.
  • the first contact segment has a
  • the first contact segment and the second contact segment form an inner region of the contact region.
  • the bulges of the respective contact segments of the contact according to the invention form a spatial structure which is designed cup-shaped or cup-shaped. This means that there is an annularly closed area around the edge of the bulges, which extends substantially in one plane, whereas the bulge projects out of this plane. This, together with a depth of the bulges, results in a spatial, partially open structure that is approximately in the shape of a bowl, pot or bowl.
  • a bulge can be understood as a depression in a starting material, for example sheet metal. This bulge is arranged so that it is embedded in the contact segment.
  • the edge region can also be designed in such a way that it simultaneously forms the edge of the contact segment and thus the bulge extends almost or completely over the entire contact segment.
  • One of the two contact segments at least partially enclosed internal volume of the contact area can accommodate a further
  • Locking lances and / or springback mechanisms are used.
  • the upper contact segment and the lower contact segment are connected to one another at at least one edge.
  • both contact segments can be manufactured from one and the same metal sheet and can be bent into their final shape and position by bending over the common edge. Furthermore, the stability of the contact and in particular of the contact region is further increased by this rigid connection of both contact segments.
  • the first and second contact segments can also be connected to one another at a second edge in order to more
  • the contact segments thereby have an increased contact pressure on the mating contact or the walls of the contact chamber and thus a lower electrical resistance and continue to allow a tight fit of the contact with the mating contact or the contact chamber.
  • the edge region of the first contact segment comes at least partially into contact with the second contact segment.
  • first and the second contact segment lie directly on top of each other or in mechanical contact.
  • Advantage of this concern is a smallest possible design and thus the best possible use of the space in the contact chamber and a further increase in mechanical stability.
  • the bulge in a longitudinal section has an at least approximately rectangular shape and extends over at least half the area of the contact segment.
  • Advantage of a rectangular shape is an effective utilization of the available, usually also rectangular area on the contact segment and the enlargement of the associated with the associated opposite pole in the contact chamber in mechanical contact area for reducing the electrical resistance.
  • a wall thickness of the first contact segment and the second contact segment in a region of the bulge is smaller than the wall thickness au outside the range of
  • the bottom of the bulge can have almost the original thickness when using a deep drawing process.
  • Primary lance attached which protrudes at least partially from an opening in the first contact segment or an opening in the second contact segment or from a gap between the first and second contact segment.
  • the possibility of implementing a primary lance has the advantage that the contact can be locked in a contact chamber. This prevents the contact from pulling forces on the contact itself or on the
  • connected conductor can slip out of the contact chamber.
  • a primary lance mechanically engages the contact chamber and mechanically holds the contact area in the contact chamber so tightly that any external tensile forces can not cause the contact to slip out.
  • the method includes the generation of at least one bulge by a deep drawing process.
  • the deep-drawing process is a well-known in the art known method and is used both in mass production as well as in small batches.
  • a cut starting material for example a metal sheet
  • this deep-drawing method is ironing by stripping.
  • the specific feature of ironing by stretching is that, unlike conventional thermoforming, by firmly clamping the stock material, slippage of material upon squeezing of a stamp is prevented, thereby achieving a reduction in wall thickness due to the expansion of the material.
  • the method has a further step.
  • a bending of a third contact segment which has a common edge with the first contact segment or the second
  • this third contact segment has. After bending, this third contact segment is located at least partially in the inner region of the contact region.
  • This third contact segment can be arranged on a starting material for producing a contact next to the regions of the first and the second contact segment provided for the deep-drawing forming.
  • the advantage of this third contact segment is that more of the material
  • Starting material can be produced, which can reduce the cost of production.
  • Fig. 1 shows a connector according to the prior art.
  • FIG. 1A shows a cross section of the plug of FIG. 1.
  • Fig. 2 shows a material strip for the production of an exemplary
  • Fig. 3 shows schematically the construction of a deep-drawing device.
  • FIG. 4 shows a material band after the punching of the contact structures according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 5 shows a contact with material strip according to an exemplary
  • Fig. 6 shows a contact area of an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 7 shows schematically a material band and contact structures as well as elements of a locking mechanism according to an exemplary embodiment of the invention.
  • 8 shows a sectional view of a contact region of a contact according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 8A schematically illustrates a front view of a contact according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 8B shows a further sectional view in the cross section of
  • FIG. 8C shows another sectional view of the contact area according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 8D shows a further schematic representation of the contact region according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows an example of a contact according to the prior art.
  • This contact has a contact region 152 and a connection region 154 for an electrical conductor and a material band.
  • Cross section of the contact area important.
  • the geometry of the cross section is achieved by bending a stamped sheet in a certain way and thus determining the final shape of the contact.
  • Fig. 2 shows a typical starting material for an exemplary
  • thermoforming apparatus 30 used to create protuberances.
  • the device includes a pull ring 36, a hold-down 34 and a punch 32nd
  • the to-be-formed blank 39 is inserted between the pull ring and the hold-down and a force Fi 31 is exerted on the hold-down in the direction of the drawing ring, so that the part to be formed is clamped.
  • the punch 32 is pressed with a force F 2 33 in the direction of the drawing ring 36.
  • the material deforms and is pressed into a modified form 38.
  • Two different types of thermoforming can be distinguished.
  • an increased force Fi 31 acts on the blank holder 34 and causes the material 39, 38 to become clamped between the draw ring 36 and
  • Hold-down 34 so that no slipping of the material is possible. Consequence is that by the depression of the punch 32, the material 38 is stretched and thereby reduces the wall thickness of the material. As a result of this additional elongation, further solidification of the material is achieved by physical effects. This is essentially due to a change in a microscopic structure of the starting material, resulting in strength increases. Another advantage of the reduced wall thickness is a saving of material and thus a reduction in the weight of the contact.
  • Typical sheet thicknesses are typically between 0.1 and 0.5 mm, with a typical desired reduction in sheet thickness being about 30 to 50%.
  • the typical sheet thicknesses after expansion in the deep-drawing process are therefore in the order of about 0.1 to 0.15 mm.
  • Fig. 4 shows an exemplary contact according to the invention in one
  • the figure shows a material band 24, a connection region 54 and the contact region 52.
  • the deformed (deep-drawn) bulges 64 and 68 can be seen, which are surrounded by the edge regions 56, here exemplified at 3 points, annular.
  • the size of the bulges 64, 68 may vary. Here it is conceivable that even smaller areas of the contact segment are provided with a bulge 64, 68. Furthermore, the bulges can also have different shapes.
  • variants may also contain only a single bulge in the contact area or more than one bulge per
  • a width of an indentation after deep drawing is on the order of 0.7 mm to 1.5 mm and where the bulge
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a spatial representation of an exemplary embodiment of a contact 50 according to the invention, which is connected to a material strip 24.
  • the contact has a connection region 54 for connection to a conductor and a contact region 52 for insertion into a
  • Fig. 6 is spatially and schematically the contact region 52 of a
  • the contact region 52 has a contact segment 62 and a contact segment 66.
  • the contact segment 62 includes a bulge 68.
  • Contact segments 62 and 66 are interconnected by a common edge 61.
  • An edge region 72 of the contact segment 62 is in mechanical
  • the contact segment 62 further has an opening 65 which is in the
  • the contact segments 62 and 66 enclose an interior 63 of the
  • These punched-out elements are bent in a further step to the designated positions.
  • These functional elements contain, inter alia, the primary lance 69 and a lamella 81 (see FIG. 8).
  • the representation also contains the two areas to be reshaped for the bulges 64 and 68.
  • FIG. 8 illustrates a longitudinal section through the contact area of a contact according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the contact region includes the two contact segments 62 and 66 and a bulge 68 on the upper side of the contact.
  • Contact segment 66 is designed in such a way that it has on the front side (view 8A) of the contact a second opening 70 for performing a pin or mating contact (not shown here) from the outside into the inner region 63. Furthermore, a primary lance 69 is shown, which projects through the contact segment 68 through the opening 65.
  • a louver 81 in the housing interior 63 may serve to contact a mating contact or pin to make a mechanical and electrical connector.
  • a pin can protrude, for example, from the front side of the contact from the outside into the housing interior 63.
  • the pins (not shown) slide onto the underside of the lamella 81 and thus a deflection of the lamella 81 upwards in the direction of the opening 65.
  • the blade is attached to the primary lance, which has the advantageous effect that on the
  • Primary lance 69 can be achieved.
  • lamella 81 In a compression of the primary lance 69 without protruding mating contact or pin in the interior of the contact area attached to the primary lance 69 lamella 81 come on its underside with the contact segment 66 and the bulge 64 in mechanical contact. Upon further compression of the primary lance 69, an additional elastic return spring is achieved by an opposing force generated by the lamella 81.

Landscapes

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

Abstract

Kontakt für einen Steckverbinder mit einem länglichen Kontaktbereich und einem Anschlussbereich, wobei der Kontaktbereich ein erstes Kontaktsegment aufweist, das gegenüber einem zweiten Kontaktsegment angeordnet ist. Zumindest das erste Kontaktsegment (62) weist eine von dem zweiten Kontaktsegment weggerichtete Ausbuchtung (64, 68) mit einem die Ausbuchtung (64, 68) ringförmig umschließenden Randbereich (72, 73) auf. Das erste Kontaktsegment (62) und das zweite Kontaktsegment (68) bilden einen Innenbereich (63) des Kontaktbereiches.

Description

Beschreibung
Formstabiler Kontakt, hergestellt mittels Tiefziehverfahren Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontakt für einen Steckverbinder und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktes.
Stand der Technik
Insbesondere im Fahrzeugbau ist es häufig notwendig, elektrische Leitungen miteinander zu verbinden. Beispielsweise müssen Kabel untereinander verbunden werden oder an elektrische Geräte angeschlossen werden. Hierzu werden häufig Steckverbindungen eingesetzt, bei denen Stecker-Buchse- Systeme zur Herstellung einer Vielzahl separater elektrischen Verbindungen eingesetzt werden. Hierbei ist ein in einem als Stecker dienenden Steckverbinder aufgenommener Kontakt dazu ausgebildet, mit einem entsprechend
ausgestatteten Gegenkontakt eines Gegensteckers bzw. einer Buchse eine elektrisch leitfähige Verbindung herzustellen, sobald der Stecker mit dem
Gegenstecker bzw. der Buchse zusammengesteckt ist.
Die in diesen Steckverbindern enthaltenen Kontakte, die an ihrem einen Ende mit einem Anschlusskabel oder anderen elektrisch leitenden Medien verbunden sind, können in eine entsprechende Kontaktkammer des Steckverbinders
eingeschoben werden.
Um die Kontakte beispielsweise bei einem Zug auf die Kabel daran zu hindern, aus den Kontaktkammern herauszurutschen, werden die Kontakte zusätzlich meist formschlüssig in den Kontaktkammern, zum Beispiel mit Primärlanzen, verriegelt. Diese Primärlanzen können am Gehäuse des Kontaktes angebracht sein. Dabei ragt die Primärlanze entgegen einer Einsteckrichtung, in der der Kontakt in die Kontaktkammer eingeschoben wird, schräg nach außen über das Gehäuse ab. Beim Einschieben des Kontaktes in die Kontaktkammer wird die Primärlanze zuerst nach innen elastisch verformt, um anschließend bei Erreichen ihrer Zielposition in eine Ausnehmung in der Kontaktkammer zurückfedern zu können, um den Kontakt dadurch in der Kontaktkammer zu verriegeln.
In der DE 10 2009 054705 AI wird ein elektrischer Kontakt für
Steckverbindungen mit einer nach außen überstehenden und nach innen auslenkbaren Primärlanze offenbart.
Die Herstellung derartiger Kontakte erfolgt meist dadurch, dass die Form des Kontaktes, sowie die späteren Funktionselemente, wie beispielsweise die Primärlanze, mit Verfahren wie Stanzen und Biegen sowie Rollen aus einem Ausgangsmaterial, meist einem Metallblech, hergestellt werden. Dabei werden die Materialien für die Kontakte derart ausgewählt, dass eine gute Strom- und Wärmeleitfähigkeit gewährleistet ist.
Insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen werden an Steckverbinder und die darin eingesetzten Kontakte hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere bei miniaturisierten Kontakten, bei denen trotz kleiner Baugröße und geringer Materialstärken hohe mechanische, elektrische und funktionelle Anforderungen gestellt werden, kann es schwierig sein, diese gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen.
Offenbarung der Erfindung
Ausführungsformen des hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Kontakts sowie eines Verfahrens zu dessen Herstellung ermöglichen, diesen
Anforderungen besser zu entsprechen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Kontakt für einen
Steckverbinder angegeben, der einen länglichen Kontaktbereich und einen Anschlussbereich aufweist. Der Kontaktbereich ist ausgebildet, in eine
Kontaktkammer eines Steckverbinders eingeschoben zu werden. Der
Anschlussbereich ist dabei ausgestaltet, den Kontakt mit einem Leiter, insbesondere einem Kabel, zu verbinden. Erfindungsgemäß weist der
Kontaktbereich ein erstes Kontaktsegment auf, das gegenüber einem zweiten Kontaktsegment angeordnet ist. Das erste Kontaktsegment weist eine
Ausbuchtung, die von dem zweiten Kontaktsegment weggerichtet ist, und einen die Ausbuchtung ringförmig umschließenden Randbereich auf. Dabei bilden das erste Kontaktsegment und das zweite Kontaktsegment einen Innenbereich des Kontaktbereiches.
Für den Einsatz eines solchen Kontaktes, insbesondere unter der Maßgabe einer zunehmenden Miniaturisierung, ist es wichtig, die Stabilität des Kontaktes hinsichtlich der auf einen Kontakt wirkenden Kräfte zu maximieren. Die bisher meist durch Stanzen, Biegen und Rollen hergestellten Kontakte weisen insbesondere bei sehr kleinen Bauformen nur eine begrenzte Formstabilität auf. Unter Einwirkung großer Kräfte kann es daher möglich sein, dass sich die Form des Kontaktes elastisch, aber auch plastisch dauerhaft verändert, was möglicherweise zur Zerstörung des Kontaktes führen kann. Insbesondere Kräfte, die quer zu einer Längsachse des Kontaktes auf den Kontakt einwirken, können zur Verformung oder Beschädigung des Kontaktes führen. Beispielsweise durch schräge Zugkräfte am angeschlossenen Leiter können zum Teil sehr große Kräfte auf Teile des Kontaktbereiches wirken, wenn dieser in eine
Kontaktkammer eingeschoben und verriegelt ist.
Die Ausbuchtungen der jeweiligen Kontaktsegmente des erfindungsgemäßen Kontaktes bilden eine räumliche Struktur, die topfförmig oder napfförmig gestaltet ist. Das bedeutet, dass es einen ringförmig geschlossenen Bereich um den Rand der Ausbuchtungen herum gibt, der sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, wohingegen die Ausbuchtung aus dieser Ebene hinaus ragt. Dies führt zusammen mit einer Tiefe der Ausbuchtungen zu einer räumlichen, teilweise offenen Struktur, die annähernd die Form eines Napfes, Topfes oder einer Schüssel hat.
Erfahrungsgemäß sind derartige Formen sehr starr und stabil gegenüber von außen einwirkenden Kräften. Diese geometrische Grundform der Ausbuchtung erlaubt eine sehr effektive Verteilung der einwirkenden Kräfte innerhalb der räumlichen Kontaktstruktur. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, von welcher Seite oder Richtung die Kraft auf den Kontakt einwirkt. Durch die gegenüberliegende Anordnung der beiden Kontaktsegmente kann eine im Wesentlichen gegenüber äu ßeren mechanischen Einflüssen geschlossene Struktur geschaffen werden, die ein gutes Gleiten des Kontaktes in der
Kontaktkammer unterstützt, aber auch die Aufnahme weiterer Funktionselemente im Innenbereich zwischen den Segmenten und Ausbuchtungen zulässt.
Eine Ausbuchtung kann als eine Vertiefung in einem Ausgangsmaterial, zum Beispiel Metallblech, verstanden werden. Diese Ausbuchtung ist so angeordnet, dass sie in das Kontaktsegment eingebettet ist. Der Randbereich kann beispielsweise auch derart ausgestaltet sein, dass er gleichzeitig den Rand des Kontaktsegmentes bildet und sich somit die Ausbuchtung fast oder vollständig über das gesamte Kontaktsegment erstreckt.
Ein von den beiden Kontaktsegmenten zumindest teilweise umschlossenes Innenvolumen des Kontaktbereiches kann zur Aufnahme weiterer
Funktionselemente, zum Beispiel eines Verriegelungsmechanismus mit
Verriegelungslanzen und/oder Rückfedermechanismen, verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind das obere Kontaktsegment und das untere Kontaktsegment an mindestens einer Kante miteinander verbunden.
Dies hat den Vorteil, dass beide Kontaktsegmente aus ein und demselben Blech gefertigt sein und durch Biegen zueinander über die gemeinsame Kante in ihre finale Form und Position gebogen werden können. Weiterhin wird die Stabilität des Kontaktes und insbesondere des Kontaktbereiches durch diese starre Verbindung beider Kontaktsegmente nochmals erhöht. In einer möglichen Ausführungsform kann das erste und zweite Kontaktsegment auch an einer zweiten Kante miteinander verbunden sein, um weitere
Stabilitätsverbesserungen herbeizuführen. Dies kann zum einen mechanisch, beispielsweise durch einen Winkelanschlag, aber auch durch andere
verbindende Verfahren wie Schweißen oder Löten erreicht werden. Es ist weiterhin denkbar, die beiden Kontaktsegmente derart an einer kürzeren Kante verbunden sind, dass ein federndes Verhalten der beiden
Kontaktsegmente gegeneinander auftritt. In diesem Falle könnte ein
Kontaktbereich unter einer mechanischen Spannung in die Kontaktkammer eingeschoben werden. Die Kontaktsegmente weisen dadurch einen erhöhten Anpressdruck auf den Gegenkontakt oder die Wände der Kontaktkammer und damit einen geringeren elektrischen Wiederstand auf und ermöglichen weiterhin einen festen Sitz des Kontaktes mit dem Gegenkontakt oder der Kontaktkammer. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kommt der Randbereich des ersten Kontaktsegments zumindest teilweise mit dem zweiten Kontaktsegment in Anlage.
Dies bedeutet, dass das erste und das zweite Kontaktsegment direkt aufeinander liegen, bzw. in mechanischem Kontakt stehen. Vorteil dieses Anliegens ist eine kleinstmögliche Bauform und damit bestmögliche Ausnutzung des Raumes in der Kontaktkammer sowie eine weitere Erhöhung der mechanischen Stabilität.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Ausbuchtung in einem Längsschnitt eine zumindest näherungsweise rechteckige Form auf und erstreckt sich über mindestens die Hälfte der Fläche des Kontaktsegmentes.
Vorteil einer rechteckigen Form ist eine effektive Ausnutzung der zur Verfügung stehenden, meist ebenfalls rechteckigen Fläche auf dem Kontaktsegment und die Vergrößerung des mit dem zugehörigen Gegenpol in der Kontaktkammer in mechanischem Kontakt stehenden Bereiches zur Verringerung des elektrischen Widerstandes.
Darüber hinaus sind abhängig von der Geometrie des Steckers, der
Kontaktkammer und des Gegenkontakts weitere Formen der Ausbuchtungen möglich, beispielsweise ovale Formen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Wanddicke des ersten Kontaktsegmentes und des zweiten Kontaktsegmentes in einem Bereich der Ausbuchtung kleiner als die Wanddicke au ßerhalb des Bereiches der
Ausbuchtung, insbesondere die Wanddicke im umgebenden Randbereich. Mit anderen Worten ist die Dicke des Materials in zumindest Teilen der
Ausbuchtung oder Vertiefung geringer als außerhalb dieses Bereiches. Dabei kann der Boden der Ausbuchtung bei Verwendung eines Tiefziehverfahrens nahezu die Ausgangsdicke haben. Das Material der Seitenwände oder
Seitenbereiche der Ausbuchtung hingegen kann durch Dehnungseffekte deutlich geringere Wandstärken aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der
Materialverbrauch bei der Herstellung und damit das Gewicht des Kontaktes bei gleichbleibender oder sogar besserer Stabilität verringert werden kann. Dies ist insbesondere für die Kosten der Herstellung eines solchen Kontaktes, als auch für die gestiegenen Anforderungen an geringes Gewicht eines Kontaktes vorteilhaft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird im Innenbereich eine
Primärlanze angebracht, die zumindest teilweise aus einer Öffnung im ersten Kontaktsegment oder einer Öffnung im zweiten Kontaktsegment oder aus einem Zwischenraum zwischen dem ersten und zweiten Kontaktsegment herausragt.
Die Möglichkeit der Implementierung einer Primärlanze hat den Vorteil, dass der Kontakt in einer Kontaktkammer verriegelt werden kann. Dies verhindert, dass der Kontakt durch Zugkräfte auf den Kontakt selbst oder auf den
angeschlossenen Leiter aus der Kontaktkammer herausrutschen kann.
Eine Primärlanze kommt mechanisch mit der Kontaktkammer in Eingriff und hält den Kontaktbereich mechanisch in der Kontaktkammer derart fest, dass von au ßen auftretende Zugkräfte nicht zum Herausgleiten des Kontaktes führen können.
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Kontaktes angegeben, wobei das Verfahren die Erzeugung der mindestens einen Ausbuchtung durch ein Tiefziehverfahren beinhaltet.
Das Tiefziehverfahren ist ein im Stand der Technik hinlängliches bekanntes Verfahren und wird sowohl in der Massenfertigung als auch in Kleinserien eingesetzt. Dabei wird ein zugeschnittenes Ausgangsmaterial, zum Beispiel ein Metallblech, in einen einseitig offenen Hohlkörper umgeformt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist dieses Tiefziehverfahren Abstrecktiefziehverfahren.
Das Spezifische des Abstrecktiefziehens liegt darin, dass im Gegensatz zum herkömmlichen Tiefziehen durch ein festes Einspannen des Ausgangsmaterials ein Nachrutschen von Material beim Herabdrücken eines Stempels verhindert wird, und damit eine Verringerung der Wanddicke durch die Ausdehnung des Materials erreicht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren einen weiteren Schritt auf. Hierbei erfolgt ein Biegen eines dritten Kontaktsegmentes, das eine gemeinsame Kante mit dem ersten Kontaktsegment oder dem zweiten
Kontaktsegment aufweist. Nach dem Biegen befindet sich dabei dieses dritte Kontaktsegment zumindest teilweise im Innenbereich des Kontaktbereiches.
Dieses dritte Kontaktsegment kann auf einem Ausgangsmaterial zur Herstellung eines Kontaktes neben den für die Tiefzieh-Umformung vorgesehenen Bereichen des ersten und des zweiten Kontaktsegments angeordnet sein. Vorteil dieses dritten Kontaktsegments ist es, dass aus dem Material weitere
Funktionselemente geschaffen werden können. So können beispielsweise eine Primärlanze mit einer Lamelle für vorgesehenes Rückfederverhalten der Lanze in einem separaten Schritt herausgestanzt werden. Durch Biegen wird dieses dritte Kontaktsegment mit seinen Funktionselementen in den Innenraum an die vorgesehene Position gebogen. Auch hier besteht ein Vorteil darin, dass alle wesentlichen Elemente eines Kontaktes aus einem einstückigen
Ausgangsmaterial hergestellt werden können, was die Kosten der Herstellung senken kann.
Es kann als ein Kernaspekt der Erfindung angesehen werden, dass durch die Verwendung von topf- oder napfförmigen Strukturen im Kontaktbereich eines Kontaktes deutlich höhere Stabilität erreicht werden können. Weiterhin kann durch den Einsatz eines Tiefziehverfahrens die Steifigkeit des Materials gegenüber bisherigen Kontakten erhöht werden und gleichzeitig der
Materialverbrauch bei der Herstellung eines solchen Kontaktes gesenkt werden. Es wird angemerkt, dass verschiedene Merkmale und Vorteile von
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kontaktes bzw. Steckers beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass diese Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden können, um so zu weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen, Wirkungen und Synergieeffekten zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die
Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
Fig. 1 zeigt einen Stecker gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 1 A zeigt einen Querschnitt des Steckers von Fig. 1 .
Fig. 2 zeigt ein Materialband für die Herstellung einer beispielhaften
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktes.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Tiefziehvorrichtung.
Fig. 4 zeigt ein Materialband nach dem Stanzen der Kontaktstrukturen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt einen Kontakt mit Materialband gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 6 zeigt einen Kontaktbereich einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 zeigt schematisch ein Materialband und Kontaktstrukturen sowie Elemente eines Verriegelungsmechanismus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kontaktbereiches eines Kontaktes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 8A zeigt schematisch eine Sicht auf die Vorderseite eines Kontaktes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 8B zeigt eine weitere Schnittdarstellung im Querschnitt des
Kontaktbereiches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8C zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Kontaktbereiches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 8D zeigt eine weitere schematische Darstellung des Kontaktbereiches gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Kontaktes gemäß dem Stand der Technik. Dieser Kontakt weist einen Kontaktbereich 152 und einen Anschlussbereich 154 für einen elektrischen Leiter sowie ein Materialband auf.
Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren Unterschiede zu herkömmlichen Kontakten ist insbesondere der in Fig. 1A dargestellte
Querschnitt des Kontaktbereiches wichtig. Hier ist zu erkennen, dass die Geometrie des Querschnitts dadurch erreicht wird, dass ein gestanztes Blech in einer bestimmten Weise gebogen wird und so die letztendliche Form des Kontaktes bestimmt.
Die Enden des gebogenen Bleches sind dabei meist nicht fest mit der angrenzenden Blechoberfläche verbunden. Dies führt dazu, dass bei auftretenden Kräften auf den Kontakt eine Verschiebung der Struktur in Längsund Querrichtung möglich wird. Diese Strukturveränderungen können sowohl elastischer als auch plastischer Art sein. Die Form derartiger Querschnitte von Kontakten gemäß dem Stand der Technik bietet somit nur begrenzt
Formstabilität gegenüber von außen einwirkenden Kräften.
Fig. 2 zeigt ein typisches Ausgangsmaterial für einen beispielhafte
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktes mit einem Materialband
24, einem Grundkörper 22 in Form eines Ausgangsmaterials oder
Ausgangsbleches und die Bereiche 26 und 27, die die Bereiche zeigen, die in einem Folgeschritt durch Tiefziehen umgeformt werden.
Das Materialband ist in der Regel ein durchgängiges Metallband, das einen effektiven Transport und Halterung einer Vielzahl von Kontakten während des
Herstellvorgangs ermöglicht.
In Fig. 3 ist eine typische Vorrichtung zum Tiefziehen 30 gezeigt, die zur Erzeugung von Ausbuchtungen benutzt wird. Die Vorrichtung enthält einen Ziehring 36, einen Niederhalter 34 sowie einen Stempel 32.
Zwischen dem Stempel 32 und dem Ziehring 36 ist ein Ziehspalt 35 zur
Aufnahme des späteren umgeformten Materials eingearbeitet.
Zum Tiefziehen wird das umzuformende Rohteil 39 zwischen den Ziehring und den Niederhalter eingesetzt und eine Kraft Fi 31 auf den Niederhalter in Richtung des Ziehrings ausgeübt, so dass das umzuformende Teil eingeklemmt wird. Im nächsten Schritt wird der Stempel 32 mit einer Kraft F2 33 in Richtung des Ziehrings 36 gedrückt. Dabei verformt sich das Material und wird in eine veränderte Form 38 gedrückt. Es können zwei verschiedene Arten des Tiefziehens unterschieden werden.
Beim klassischen Tiefziehverfahren rutscht das Material zwischen Ziehring 36 und Niederhalter 34 beim Herabdrücken des Stempels 32 nach, so dass die Material- oder Wandstärke des fertig umgeformten Bauteils nahezu unverändert bleibt. Die Kraft Fi 31, die den Niederhalter auf den Ziehring drückt, muss dabei so bemessen sein, dass das Material in einem festgesetzten Maße mit dem
Herabdrücken des Stempels nachrutschen kann.
In einer weiteren Variante des Tiefziehens, das als Abstrecktiefziehverfahren bezeichnet wird, wirkt eine erhöhte Kraft Fi 31auf den Niederhalter 34 und verursacht ein Festklemmen des Materials 39, 38 zwischen Ziehring 36 und
Niederhalter 34, so dass kein Nachrutschen des Materials möglich ist. Folge ist, dass durch das Niederdrücken des Stempels 32 das Material 38 gedehnt wird und sich dadurch die Wanddicke des Materials verringert. Durch diese zusätzliche Dehnung wird durch physikalische Effekte eine weitere Verfestigung des Materials erreicht. Dies beruht im Wesentlichen auf einer Veränderung einer mikroskopischen Struktur des Ausgangsmaterials, was zu Festigkeitserhöhungen führt. Ein weiterer Vorteil der verringerten Wandstärken ist eine Einsparung an Material und damit eine Verringerung des Gewichtes des Kontaktes.
Typische Blechdicken liegen in der Regel zwischen 0,1 und 0,5 mm, wobei eine typische angestrebte Verringerung der Blechdicke bei etwa 30 bis 50 % liegt. Die typischen Blechdicken nach einer Dehnung im Tiefziehverfahren liegen demnach in einer Größenordnung von etwa 0,1 bis 0,15 mm.
Fig. 4 zeigt einen beispielhaften erfindungsgemäßen Kontakt in einer
Zwischenstufe des Herstellungsverfahrens 40, wo wesentliche
Funktionselemente des Kontaktes ausgestanzt wurden. Die Figur zeigt ein Materialband 24, einen Anschlussbereich 54 und den Kontaktbereich 52.
Weiterhin sind die umgeformten (tiefgezogenen) Ausbuchtungen 64 und 68 zu erkennen, die von den Randbereichen 56, hier beispielhaft an 3 Stellen gekennzeichnet, ringförmig umgeben sind.
Die Größe der Ausbuchtungen 64, 68 kann dabei variieren. Hier ist denkbar, dass auch kleinere Bereiche des Kontaktsegmentes mit einer Ausbuchtung 64, 68 versehen sind. Weiterhin können die Ausbuchtungen auch unterschiedliche Formen aufweisen.
Weitere Ausführungsvarianten können auch nur eine einzige Ausbuchtung im Kontaktbereich enthalten oder auch mehr als eine Ausbuchtung pro
Kontaktsegment enthalten.
Typischerweise liegt eine Breite einer Ausbuchtung nach dem Tiefziehen Größenordnung von 0,7 mm bis 1,5 mm und wobei die Ausbuchtung
vorzugsweise eine Tiefe zwischen 0,3 mm und 0,8 mm hat.
Fig. 5 zeigt schematisch eine räumliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kontakts 50, der mit einem Materialband 24 verbunden ist. Der Kontakt weist einen Anschlussbereich 54 zur Verbindung mit einem Leiter sowie einen Kontaktbereich 52 zum Einschieben in eine
Kontaktkammer auf.
In Fig. 6 ist räumlich und schematisch der Kontaktbereich 52 eines
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Der Kontaktbereich 52 weist ein Kontaktsegment 62 und ein Kontaktsegment 66 auf. Das Kontaktsegment 62 enthält eine Auswölbung 68. Das weitere
Kontaktsegment 66 enthält ebenfalls eine Auswölbung 64. Die beiden
Kontaktsegmente 62 und 66 sind durch eine gemeinsame Kante 61 miteinander verbunden. Ein Randbereich 72 des Kontaktsegments 62 steht in mechanischem
Kontakt mit dem Randbereich 73 des Kontaktsegments 66. Dadurch wird eine weitere Stabilisierung des gesamten Kontaktbereiches erreicht, da ein
Herausbiegen des Kontaktsegments 62 durch externe Kräfte verhindert wird. Das Kontaktsegment 62 weist weiterhin eine Öffnung 65 auf, die in das
Kontaktsegment 62 eingearbeitet ist. Dadurch ist es möglich, eine Primärlanze
69 als Teil eines Verriegelungssystems durch die Öffnung 65 hindurchzuführen. Die Kontaktsegmente 62 und 66 umschließen einen Innenraum 63 des
Kontaktbereiches. In Fig. 7 wird beispielhaft dargestellt, wie die Funktionselemente der Verriegelung
74 aus einem dritten Kontaktsegment 76 im Ausgangsblech für eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktes ausgestanzt sind.
Diese ausgestanzten Elemente werden in einem weiteren Schritt an die dafür vorgesehenen Positionen gebogen. Diese Funktionselemente enthalten unter anderem die Primärlanze 69 und eine Lamelle 81 (siehe dazu Fig. 8).
Die Darstellung enthält weiterhin die beiden umzuformenden Bereiche für die Ausbuchtungen 64 und 68.
Fig. 8 stellt einen Längsschnitt durch den Kontaktbereich eines Kontaktes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dar.
Der Kontaktbereich enthält die beiden Kontaktsegmente 62 und 66 sowie eine Ausbuchtung 68 auf der oberen Seite des Kontaktes. Das untere
Kontaktsegment 66 ist dabei derart ausgestaltet, dass es auf der Stirnseite (Ansicht 8A) des Kontakts eine zweite Öffnung 70 zum Durchführen eines Pins oder Gegenkontakts (hier nicht dargestellt) von außen in den Innenbereich 63 aufweist. Des Weiteren ist eine Primärlanze 69 dargestellt, die durch das Kontaktsegment 68 durch die Öffnung 65 hindurchragt.
Eine Lamelle 81 im Gehäuseinneren 63 kann dazu dienen, einen Gegenkontakt oder Pin zu kontaktieren, um eine mechanische und elektrische Steckverbindung herzustellen.
Ein Pin kann dabei beispielsweise von der Stirnseite des Kontaktes von außen in das Gehäuseinnere 63 ragen. Beim Einschieben des Pins in einen Kontakt erfolgt ein Aufgleiten des Pins (nicht dargestellt) auf die Unterseite der Lamelle 81 und damit eine Auslenkung der Lamelle 81 nach oben in Richtung der Öffnung 65.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist die Lamelle an der Primärlanze angebracht, was den vorteilhaften Effekt hat, dass auf die
Primärlanze zusätzlich eine Kraft nach oben in Richtung der Öffnung 65 ausgeübt wird. Damit kann eine Verstärkung der Rückfederwirkung der
Primärlanze 69 erreicht werden.
Bei einem Einfedern der Primärlanze 69 ohne hereinragenden Gegenkontakt oder Pin in das Innere des Kontaktbereiches kann die an der Primärlanze 69 angebrachte Lamelle 81 auf ihrer Unterseite mit dem Kontaktsegment 66 bzw. der Ausbuchtung 64 in mechanischen Kontakt kommen. Bei weiterem Einfedern der Primärlanze 69 wird ein zusätzliches elastisches Rückfedern durch eine durch die Lamelle 81erzeugte Gegenkraft erreicht.
Den genauen Aufbau des Kontaktbereiches verdeutlichen die weiteren
Schnittdarstellungen in Fig. 8A bis Fig. 8D an verschiedenen Stellen des
Kontaktbereiches. Die korrespondierenden Positionen der Schnittdarstellungen 8A bis 8D sind in der Figur 8 dargestellt.

Claims

Ansprüche:
Kontakt (50) für einen Steckverbinder, aufweisend:
einen länglichen Kontaktbereich (52); und
einen Anschlussbereich (54);
wobei der Kontaktbereich ausgebildet ist, in eine Kontaktkammer eines Steckverbinders eingeschoben zu werden;
wobei der Anschlussbereich (54) ausgestaltet ist, den Kontakt mit einem
Leiter zu verbinden;
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kontaktbereich (52) ein erstes Kontaktsegment (62) aufweist, das gegenüber einem zweiten Kontaktsegment (66) angeordnet ist;
wobei zumindest das erste Kontaktsegment (62) eine von dem zweiten Kontaktsegment weggerichtete Ausbuchtung (64, 68) mit einem die Ausbuchtung (64, 68) ringförmig umschließenden Randbereich (72, 73) aufweist,
wobei das erste Kontaktsegment (62) und das zweite Kontaktsegment (68) einen Innenbereich (63) des Kontaktbereiches bilden;
Kontakt (50) gemäß Anspruch 1 ,
wobei das erste Kontaktsegment (62) und das zweite Kontaktsegment (66) an mindestens einer Kante miteinander verbunden sind.
Kontakt (50) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Randbereich (72) des ersten Kontaktsegments (62) zumindest teilweise mit dem zweiten Kontaktsegment (66) in Anlage kommt.
4. Kontakt (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ausbuchtung (64, 68) in einem Längsschnitt eine rechteckige
Form aufweist und sich über mindestens die Hälfte der Fläche des Kontaktsegmentes (62, 66) erstreckt.
Kontakt (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Wanddicke des ersten Kontaktsegmentes (62) und des zweiten Kontaktsegmentes (68) in einem Bereich der Ausbuchtung (64, 68) kleiner ist als eine Wanddicke außerhalb des Bereiches der Ausbuchtung (64, 68).
Kontakt (50) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei im Innenbereich (63) des Kontaktsegments eine Primärlanze (69) angebracht ist, die zumindest teilweise aus einer Öffnung (65) im ersten Kontaktsegment (62) oder einer Öffnung (65) im zweiten Kontaktsegment (66) oder aus einem Zwischenraum zwischen dem ersten Kontaktsegment (62) und zweiten Kontaktsegment (66) herausragt.
Kontakt (50) gemäß Anspruch 6,
wobei an der Primärlanze (69) im Innenbereich (63) des Kontaktsegments eine Lamelle (81 ) zur Rückfederung der Primärlanze (63) angebracht ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes (50) gemäß Anspruch 1 , das Verfahren beinhaltend den Schritt:
Erzeugen der mindestens einen Ausbuchtung (64, 68) durch ein
Tiefziehverfahren.
Verfahren gemäß Anspruch 8,
wobei das Tiefziehverfahren ein Abstrecktiefziehverfahren ist.
0. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9,
weiterhin aufweisend einen Schritt:
Biegen eines dritten Kontaktsegments (76), das eine gemeinsame Kante mit dem ersten Kontaktsegment (62) oder dem zweiten Kontaktsegment (66) aufweist;
wobei sich das dritte Kontaktsegment (76) nach dem Biegen zumindest teilweise im Innenbereich (63) des Kontaktbereiches (52) befindet.
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