Doppelflachfederkontakt

Abstract

 Dieser Doppelflachfederkontakt hat einen eine Trennfuge (5) aufweisenden Kontaktkasten (1), an dem auf einer Seite die Federschenkel (2, 3) und auf der anderen Seite die Anschlußzone (4a) vorstehen. Der Kontaktkasten (1) ist hierbei im Bereich der Trennfuge (5) gegen eine Auf­weitung bei der Kontaktierung starr dadurch verriegelt, daß an einer Kastenwand (1a) im Bereich der Trennfuge (5) eine T-förmige Lasche (6) vorspringt, für die in der angrenzenden Kontaktkastenwand (1b) eine korrespon­dierende Aufnahme (7) vorgesehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Doppelflachfederkontakt mit zwei einander gegenüberliegenden Federschenkeln, die mit einem eine Trennfuge aufweisenden Kontaktkasten verbunden sind, an dem eine Anschlußzone angeordnet ist, sowie mit einer Ein­richtung zur Verhinderung eines Aufweitens des Kontakt­kastens.

[0002] Doppelflachfederkontakte sind nach ihrem grundsätzlichen Aufbau seit langem bekannt. Es handelt sich um kleine bis sehr kleine Stanz- und Biegeteile aus Metall, mit Wandstärken von nur wenigen Zehntel mm.

[0003] Bei den üblichen Doppelflachfederkontakten kann es bei der Kontaktierung quadratischer Stifte oder rechteckiger Messer zu einer nur punktförmigen Kontaktierung kommen, da durch die mechanische Belastung der Kontaktschenkel der Kontaktkasten im Hinblick auf seine Trennfuge, die sich dabei etwas öffnet, mitfedert. Dass Öffnen der Trennfuge bewirkt praktisch eine kleine Schrägstellung der Federschenkel. Diese Problematik besteht auch bei solchen bekannten Doppelflachfederkontakten, bei denen die Trennfuge nicht seitlich in Bezug auf den Kontaktkasten liegt, sondern in der Ebene der Federschenkel, wodurch dann mehrschenklige Kontaktfedern entstehen.

[0004] Auch hier öffnet sich gegebenenfalls die Trennfuge und die beiden betroffenen Kontaktschenkel stellen sich ein klein wenig schräg.

[0005] Die genannte punktförmige Kontaktierung führt unter Zugrundelegung einer konstanten Kontaktkraft zu einem erhöh­ten Kontaktdruck und dieser wiederum bei den Steckzyklen zu einem vorzeitigen Durchrieb der Kontaktoberflächen mit Riefenbildung bis auf das Grundmaterial. Im Hinblick auf das Auffedern des Kastens müssen die dabei auftretenden Maßabweichungen berücksichtigt werden. Ferner liegen durch die Aufweitung des Kastens die Angriffspunkte der Kontakt­kraft außermittig zu den Federschenkeln, in denen dadurch ein asymmetrischer Spannungsverlauf mit erheblich hohen Spitzenspannungen auftreten kann. Man hat nun versucht, das Aufweiten des Kontaktkastens mit Hilfe einer dem ent­gegenwirkenden Einrichtung zu verhindern, wozu man bislang bei derartigen Doppelflachfederkontakten ausschließlich mit Zusatzfederteilen gearbeitet hat (DE 35 02 633 C1). Man bil­det hierzu praktisch einen weiteren zusätzlichen Federkon­taktkasten, an dem sich auch noch kleine Federansätze zur Verstärkung der Federkraft der Federschenkel befinden und läßt diesen zweiten Kasten den eigentlichen Federkontakt­kasten, mit versetzt liegender Trennfuge, umgreifen. Nachteilig ist insbesondere das Erfordernis eines im Hin­blick auf den Massenseriencharakter derartiger Teile zu auf­wendigen Zusatzteiles mit entsprechendem Materialeinsatz und insbesondere im Hinblick auf die Kleinheit derartiger Teile schwierige Montage. Ferner können bei erheblichen Kontakt­kräften Aufweitungen des eigentlichen Federkontaktkastens nicht mit aller Sicherheit vermieden werden, da auch das Zu­satzteil in seinem Kastenbereich durch seine Trennfuge immer noch als federndes Element anzusehen ist und insoweit lediglich der Versatz der beiden Trennfugen nicht in allen Fällen ausreicht.

[0006] Bei gattungsmäßig deutlich abweichenden elektrischen An­schluß- und Verbindungselementen ist es bekannt, eine gegen­seitige starre Verriegelung kasten- oder rahmenartiger Teile dadurch zu bewirken, daß im Bereich der Trennfuge von der einen Wandung ein oder mehrere Elemente mit hinter­schneidender Geometrie vorspringen, für die in der angren­zenden Wandung dann eine korrespondierende Aufnahme vorgesehen ist. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um die stabilen Klemmkäfige verschiedener Arten von Klemmvorrichtungen, die insgesamt starre Teile ohne das Erfordernis irgendeiner Federwirkung sind und die aufgrund ihrer Materialstärke auch problemlos unbeträchtliche Kräfte aufnehmen können und einer derartigen Verriegelung auch einen sicheren Halt geben können (EP 0271594 A1, DE 36 26 239 A1). Soweit man eine derartige Verriegelungstechnik überhaupt bei Kontaktelementen mit dem Erfordernis einer Federung einge­setzt hat, handelt es sich um Kontaktbuchsen (DE-AS 27 08 753), bei denen die hinterschneidend ineinandergreifenden Elemente nun nicht der spielfreien Verriegelung im Sinne einer Ver­hinderung einers Aufweitens überhaupt dienen. Sie dienen dort vielmehr praktisch nur als Endanschlag am Ende einer gewollten und benötigten Aufweitung im Sinne der Vermei­dung einer zu starken Aufweitung, wobei zwischen den be­troffenen Elementen insoweit in Aufweitrichtung ein Spiel vorgesehen wird.

[0007] Bei den hier betroffenen Doppelflachfederkontakten hat man sich bislang im Hinblick auf deren Kleinheit und die sehr geringen Wandstärken sowie im Hinblick darauf, daß eine Verhinderung des Aufweitens des Kontaktkastens die anderer­seits bei den Federschenkeln gewünschten Federwerte nicht in Frage stellen darf, nur zur Verwirklichung der eingangs­genannten Zusatzfederelemente imstande gesehen.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zu­grunde, einen Doppelflachfederkontakt der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei denkbar geringem konstruktiven Aufwand eine zuverlässige Verhinderung des Aufweitens des Kontaktkastens unter Gewährleistung der benötigten Federungs­werte im Bereich der Federschenkel gewährleistet.

[0009] Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem Doppelflach­federkontakt der gattungsgemäßen Art darin, daß die Ein­richtung zur Verhinderung des Aufweitens des Kontakt­kastens durch eine an einer Kontaktkastenwand an der Trenn­fuge vorspringende Lasche mit hinterschneidender Geometrie und einer in der angrenzenden Kontaktkastenwand gebildeten korrespondierenden Aussparung zur Aufnahme der Lasche ge­bildet ist, wobei die Lasche zumindest in Aufweitrichtung des Kontaktkastens spielfrei in der Aussparung angeordnet ist.

[0010] Es hat sich völlig überraschend gezeigt, daß trotz der Klein­heit und der sehr geringen Wandstärken im Bereich weniger Zehntel mm die Einbringung der Lasche in der entsprechenden Aussparung zu einer starren, jedwedes Aufweiten verhindernden

[0011] Verriegelung des Kontaktkastens führt, wobei es sich ebenso überraschend gezeigt hat, daß trotz dieser jetzt erreichten tatsächlichen Starrheit die gewünschten Federkennwerte im Bereich der Federschenkel im wesentlichen erhalten bleiben Überraschend ist im Hinblick auf die hier in Frage ste­henden Dimensionen und die sehr geringe Wandstärke auch, daß die Lasche in der Aussparung durchaus einen zuver­lässigen Halt findet. Letzteres kann dadurch noch begün­stigt werden, daß, wie gemäß einer bevorzugten Ausführungs­form vorgesehen ist, die Lasche nach dem Einbiegen in die Aussparung allseitig spielfrei in dieser Aussparung ver­trägt wird.

[0012] Der erfindungsgemäße Doppelflachfederkontakt zeichnet sich somit bei denkbar einfachem konstruktiven Aufbau durch das Fehlen der eingangs genannten Nachteile aus, die mit einer Aufweitung des Kontaktkastens verbunden sind. Da nur noch die beiden Kontaktfederschenkel federn, kommt es bei der Kontak­tierung der genannten Stifte und Messer zu einer Linien­kontaktierung mit entsprechend hohen Lebensdauersteckzyklen. Durch die nunmehr gleichmäßige Spannungsverteilung in den beiden Federschenkelquerschnitten ergeben sich erheblich geringere Spitzenspannungen. Hieraus resultiert eine erheb­lich vergrößerte Sicherheit gegen eine plastische Verfor­mung. Ferner ist das Relaxationsverhalten bei höheren Temperaturen durch die in der Spitze geringere Spannung erheblich weniger ausgeprägt.

[0013] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü­chen gekennzeichnet.

[0014] Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Doppelflachfeder­kontakte werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

[0015] Es zeigen

Figur 1 einen Doppelflachfederkontakt gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung mit einem Crimpanschluß,

Figur 2 einen Querschnitt durch die Kontaktzone des Doppelflachfederkontaktes mit eingestecktem Stift,

Figur 3 eine perspektivische Teildarstellung einer wei­teren Ausführungsform, bei der die dargestellte Anschlußzone des Doppelflachfederkontaktes als Schneidklemmanschluß ausgebildet ist.

[0016] Bei dem in Figur 1 dargestellten Doppelflachfederkontakt handelt es sich um ein Blechkleinteil, das serienmäßig in sehr großen Stückzahlen als Stanz-Biegeteil aus einem Blech mit einer Wandstärke von wenigen Zehntel mm herge­stellt wird. Eine typische Auslegung der Federcharakteristik ist beispielsweise die Auslegung auf einen einzusteckenden Stift von 1 x 1 mm und ein Flachmesser von 0,8 x 1,6 mm bis 08, x 2,4 mm bei einer maximalen Strombelastbarkeit des Kontaktsystemes von 16 A. Zur Veranschaulichung der Größenordnung ist darauf zu verweisen, daß derartige Kontakte in ihren Außenabmessungen beispielsweise für ein Rastermaß bzw. einen Reihenabstand von 5,08 bis 5,0 mm konzipiert werden.

[0017] Der in Frage stehende Doppelflachfederkontakt besteht im wesentlichen aus einem Kontaktkasten 1, der durch jeweils rechtwinklige Umbiegung entsprechend im Zuschnitt gebil­deter Wandbereiche geformt wird, wobei an zwei gegenüber­liegende Wände jeweils die beiden einander gegenüberlie­genden Federschenkel 2 und 3 angeformt sind. An dem den Federschenkeln 2, 3 gegenüberliegenden Ende des Kontakt­kastens 3 ist eine Anschlußzone vorgesehen, die im Aus­führungsbeispiel nach Figur 1 als normaler Crimpanschluß 4a ausgebildet ist.

[0018] Bei dem Doppelflachfederkontakt nach Figur 1 befindet sich die Trennfuge 5 des Kontaktkastens 1 in einer der Kasten­ecken. Für eine starre Verriegelung des Formkastens 1 gegenüber einem Aufweiten beim Kontaktieren eines Stiftes oder eines Federmessers durch die Federschenkel 2, 3 ist nun an eine der an der Bildung der Trennfuge 5 beteiligten Kontaktkastenwände, im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die obere Wand 1a eine vorspringende Lasche 6 mit hinter­schneidender Geometrie, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im wesentlichen T-förmige Lasche, vorspringend ange­formt und in der anderen an die Trennfuge 5 angrenzenden Wand 1b des Kontaktkastens 1 ist eine der Lasche 6 ent­sprechende, sie aufnehmende Aussparung 7 gebildet. Dabei ist im Sinne der starren Verriegelung des Kontaktkastens 1 dafür Sorge getragen, daß die Lasche 6 zumindest in Richtung einer möglichen Aufweitung des Formkastens 1 spielfrei in der Aussparung 7 sitzt. Um die zum Einsatz kommenden Stanz­und Biegewerkzeuge nicht mit zu hohen Maßvorgaben und engen Toleranzen belasten zu müssen, und um andererseits im Hinblick auf die insoweit nicht zu vermeidenden Maßab­weichungen das Einbiegen bzw. Einschwenken der Lasche 6 in die Aussparung 7 problemlos zu ermöglichen, wird bei der Zuschneidung der Lasche 6 deren Abmessung so gewählt, daß zumindest auf der Seite der freien Endkante der T-förmigen Lasche zunächst ein gewisses Spiel verbleibt. In weiterer sehr zweckmäßiger Ausgestaltung wird aber in einem weiteren Arbeitsgang die Lasche 6 allseitig spielfrei in der Aus­sparung 7 verprägt, wodurch sie in dieser einen federungs­freien, starren und insbesondere auch sehr zuverlässigen Halt findet, um zu vermeiden, daß sie beim Aufnehmen der bei der Kontaktierung auftretenden Aufweitkräfte im Hinblick auf die hier in Frage stehenden sehr geringen Wandstärken aus der Aussparung 7 heraus gelangt.

[0019] Weiterhin ist an dem Kontaktkasten 1 im Bereich der Trenn­fuge 5 eine Anlageschulter 8 gebildet, die bei der Formung des Kontaktes als Anschlag dient und den Biegevorgang in vorteilhafter Weise begrenzt.

[0020] Dadurch, daß dank der starren Verriegelung des Kontaktkastens 1 ausschließlich die beiden Federschenkel 2 und 3 federn ergibt sich bei Einsteckung beispielsweise eines zu kontaktierenden Stiftes 9 die angestrebte Linienkontaktierung, wie es in Figur 2 illustriert ist.

[0021] An einer der Wände des Kontaktkastens 1, im dargestellten Ausführungsbeispiel an die oben liegende Wand 1a, die die Lasche 6 trägt, ist auf ihrer dem Federschenkel 2 gegen­überliegenden Endkante noch ein rechtwinklig nach unten abgebogener Anschlagschenkel 10 angeformt. Dieser kann beim Aufstecken des Kontaktes auf lange Stifte oder Messer das Eindringen des entsprechenden vorderen Endes in die Anschlußzone 4a und damit eine mechanische Be­schädigung des Anschlusses verhindern. Der Anschlagschenkel 10 kann andererseits als Drahtanschlag beim Anschließen eines Drahtes in der Anschlußzone 4a benutzt werden.

[0022] Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind der Kontaktkasten und die Federschenkel identisch wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ausgebildet. Dagegen ist die am Kontaktkasten angeordnete Anschlußzone 4b nun hier nicht als Crimpanschluß, sondern als Schneidklemmanschluß ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Schneidklemmzonen 11, 12 vorgesehen. Der eigentliche Schneid­klemmspalt 13 wird im Schnitt gestanzt und in einer Station im Stanzwerkzeug um 90° hochgebogen, wodurch sich eine er­hebliche Genauigkeit des Spaltmaßes beim Schneiden errei­chen läßt und die Maßtoleranz sehr klein gehalten werden kann. Die Anschlußzone 4b ist im wesentlichen kastenförmig und wird durch die beiden U-förmig hochgebogenen Seiten­wände 14, 15 gebildet, die im Bodenbereich durch einen Verbindungssteg 16 versteift und stabilisiert werden.

[0023] Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der der Schneidklemm­spalt 13, wie in Figur 3 illustriert, bis über den Bereich der unteren 90°-Biegung verläuft. Hierdurch wird gewähr­leistet, daß auch beim Einpressen kleiner Einzeladern bis zum Grund des Anschlußkastens eine federnde Schenkellänge, nämlich die sich über den 90°-Bogen im Bodenbereich er­streckende Schenkellänge, verbleibt. Anderenfalls könnte bei vorgegebener Kontaktkraft die Auslenkung der beiden Schneidschenkel 17, 18 gegen Null gehen oder bei einer vorgegebenen Auslenkung der Schneidschenkel 17, 18 die Kontaktkraft extrem groß werden, was dazu führen könnte, daß infolge zu großer mechanischer Belastung im Bereich des Schneidspaltgrundes hier Riß- und Bruchgefahr besteht, oder aber ein Ritzenbündel oder ein Teil der Einzeldrähte durchschnitten würde.

[0024] Zweckmäßigerweise kann das innere Abstandsmaß zwischen den U-förmig hochgebogenen Seitenwänden 14, 15 im Stanzwerkzeug variiert werden, da hierdurch das Federverhalten der beiden Schneidschenkel 17, 18 unterstützt werden kann. Es läßt sich durch die Seitenwände eine Zusatzkraft erzeugen, die auf die Schneidschenkel aufgebracht werden kann, um die Kontaktkraft im Schneidklemmspalt zu erhöhen, bzw. um bei gleichblei­blender Kontaktkraft die Biegebelastung in den Schneidschen keln zu verringern.

[0025] In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung befindet sich anschlie­ßend an die Schneidklemmzone 11, 12 eine Isolationscrimpzone 19. Die Vercrimpung erfolgt beim Einpressen der Einzeladern in die Schneidklemmanschlußzone. Die Isolationsvercrimpung hält Zugbelastungen von den Schneidzonen fern.

Ansprüche

1. Doppelflachfederkontakt mit zwei einander gegenüberlie­genden Federschenkeln (2, 3), die mit einem eine Trenn­fuge (5) aufweisenden Kontaktkasten (1) verbunden sind, an dem eine Anschlußzone (4a, 4b) angeordnet ist, sowie mit einer Einrichtung zur Verhinderung eines Aufweitens des Kontaktkastens (1), dadurch gekenn­zeichnet, daß die Einrichtung durch eine an einer Kontaktkastenwand (1a) an der Trennfuge(5) vor­springende Lasche (6) mit hinterschneidender Geometrie und einer in der angrenzenden Kontaktkastenwand (1b) vorgesehenen, korrespondierenden Aussparung (7) zur Aufnahme der Lasche (6) gebildet ist, wobei die Lasche (6) zumindest in Aufweitrichtung des Kontaktkastens (1) spielfrei in der Aussparung (7) angeordnet ist.

2. Doppelflachfederkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Lasche (6) allseitig spielfrei in der Aussparung (7) verprägt ist.

3. Doppelflachfederkontakt nach Anspruch 1 oder 2, da­durch gekennzeichnet, daß die Lasche T-förmig ausgebil­det ist.

4. Doppelflachfederkontakt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Lasche (6) tragenden Wand (1a) des Kontakt­kastens (1) im Bereich der Trennfuge (5) eine An­schlagschulter (8) gebildet ist.

5. Doppelflachfederkontakt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (5) in einer Eckkante des kontaktkastens (1) gebildet ist.

6. Doppelflachfederkontakt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kontaktkastenwände (1a) an ihrer den Feder­schenkeln (2, 3) abgewandten Seite einen rechtwinklig nach innen gebogenen Anschlagschenkel (10) aufweist.

7. Doppelflachfederkontakt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Kontaktkasten (1) den Federschenkeln (2,3) gegenüberliegend angeordnete Anschlußzone (4b) als Schneidklemmanschluß (11, 12) ausgebildet ist.

8. Doppelflachfederkontakt nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Schneidklemmspalt (13) im Schnitt ge­bildet und die ihn definierenden Schneidschenkel (17, 18) um 90° hochgebogen sind.

9. Doppelflachfederkontakt nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Schneidklemmspalt (13) über den 90°-­Bogen verläuft.

10. Doppelflachfederkontakt nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidklemmzone (11, 12) eine Isolationscrimpzone (19) nachgeordnet ist.

Zeichnung