[0001] Die Erfindung betrifft ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Damit ein elektrisches Schaltelement einen optimalen elektrischen Übergangswiderstand
besitzt, muss das spezielle Kontaktmaterial mit dem Kontakthalter vernietet oder verschweißt
werden.
[0003] Es ist bekannt, diese Kontakte mit dem Widerstandsschweißverfähren auf dem Kontakthalter
zu verschweißen. Ebenso ist es Stand der Technik, Kontakte in einen Kontakthalter
einzunieten. Diese Nieten können direkt als vorgefertigte Niet oder als Drahtabschnitt
zum Vernieten vorliegen.
[0004] Der Nachteil der derzeit praktizierten Verfahren liegt darin, dass insbesondere bei
dünnen Trägerbändern (z.B. 0,05 mm) die Materialdickenverhältnisse zwischen den zu
verschweißenden Teilen stark unterschiedlich sind, was zu schlechten Schweißungen
und einem labilen Fertigungsprozess führt. Bei beidseitig aufgeschweißten Kontakten
fällt dieses Problem noch stärker ins Gewicht.
[0005] Beim Nieten von Kontakten ist eine bestimmte Höhe der Nietkraft erforderlich, um
den Niet derart auszuformen, dass der Niet stabil in der Bohrung hält, und eine gute
elektrische Kontaktierung vorliegt. Darüber hinaus muss durch den Nietdruck eine hochwertige
Kontaktoberfläche erzeugt werden. Dünne Trägerbänder verformen sich hierbei, sodass
kein funktionsgerechtes Teil entsteht.
[0006] Zusätzlich besteht der Nachteil, dass hochwertig beschichtete Kontaktoberflächen
beschädigt werden können.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontaktbefestigung zu schaffen, die die vorher
erzeugte Kontaktoberfläche nicht beschädigt. Darüber hinaus muss eine optimale elektrische
Verbindung entstehen. Der Kontakthalter darf hierbei nicht deformiert werden.
[0008] Es können sowohl einseitige als auch beidseitige Kontakte ausgeführt werden. Ein
stabiler Fertigungsprozess, insbesondere bei einer Integration in ein Folgeverbundwerkzeug,
muss gewährleistet sein.
[0009] Die Lösung muss insbesondere für sehr dünne Trägerbleche (Kontakthalter) geeignet
sein. Die üblichen Kontaktwerkstoffe müssen einsetzbar sein.
[0010] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale von Anspruch 1. Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im Folgenden näher beschrieben:
[0012] Es zeigen
- Figuren 1 und 2:
- eine mögliche Lösungsvariante einen kugelförmigen Kontakt mit einer Laserschweißung
zu befestigen,
- Figuren 3 und 4:
- eine mögliche Lösungsvariante einen kugelförmigen Kontakt über spezielle Haltelappen
an einem Kontakthalter festzulegen und mit einer speziellen Prägung dauerhaft zu befestigen,
- Figuren 5 und 6:
- die Lösungsvariante der Figuren 3 und 4, allerdings ohne Verwendung von Haltelappen.
[0013] Figur 1 zeigt beispielhaft einen kugelförmigen Kontakt 1, der durch 3 nach unten
gebogene Haltelappen 2 gehalten wird. Die auf die entgegengesetzte Seite nach oben
gebogenen Schweißlappen 3 dienen in diesem Fall zum Verschweißen der Kugel 1 mit dem
Trägerbandmaterial 4.
[0014] Die linke Schnitthälfte stellt den Zustand vor der Verschweißung von Teil 1 mit dem
Schweißlappen 3 dar, die rechte Hälfte der Darstellung zeigt den verschweißten Zustand
5, der mit Hilfe eines Laserstrahls, der symbolisch (6) dargestellt wurde, erzeugt
wurde.
[0015] Mit der Höhe des Schweißlappens 3 kann das Schweißgutvolumen definiert werden, um
eine optimale Schweißung 5 zu erhalten. Der Biegewinkel "alpha" kann so gewählt werden,
dass die Kugel 1 bei der Montage in den Kontakthalter einschnappt und zwischen den
Lappen 2 und 3 gehalten wird.
[0016] Figur 2 zeigt den Zuschnitt des Kontakthalters 4 und eine durch den Zuschnitt gebildete
Bohrung 11, die zum Einsetzen des Kontaktes 1 dient, wozu vorher bzw. beim Einsetzen
des Kontakts die Lappen 2, 3 aus der Ebene des Kontakthalters herausgebogen werden
müssen. Symbolisch dargestellt sind die Biegelinien 7, an denen die Lappen abgebogen
werden. In diesem speziellen Anwendungsfall sind die Lappen 2 und 3 wechselweise angeordnet
und bieten mit je drei nach oben und unten ausgestellten Lappen einen optimalen Halt
des Kontaktes 1. Ausführungen mit je zwei Lappen 2 und 3 sind ebenso denkbar.
[0017] Die Anzahl und Anordnung der Lappen hängt auch von der Kontaktform ab. Wird beispielsweise
ein zylindrischer Kontakt 1b (nicht dargestellt) verwendet, ist die Anordnung der
Lappen sinngemäß entsprechend.
[0018] Figur 3 zeigt beispielhaft einen kugelförmigen Kontakt 1, der in diesem Fall einseitig
nach unten im Kontakthalter durch Haltelappen 2 gehalten wird, und in den Zwischenräumen
an drei Stellen durch zwei Stempel 8a und 8b partiell an der Stelle 9 verprägt wird,
so dass der Kontakt 1 im Bereich dieser Verformungen 9 den Kontakthalter 4 überlappt
und hierdurch kraft- und formschlüssig festlegt.
[0019] Entscheidend hierbei ist die Tatsache, dass nur kurze Bereiche 9 des Kontakthalter
4 von der Prägung betroffen sind. Der Kontakthalter 4 bleibt deformationsfrei, die
Lochleibung bleibt gering. Darüber hinaus bleibt die Kontaktfläche 10 des Kontakts
1 unberührt und wird somit nicht beschädigt.
[0020] Um sowohl eine gute Positionierung des Kontaktes 1 im Kontakthalter 4, wie auch eine
gute Befestigung des Kontakts zu erhalten, empfiehlt es sich den Kontakt 1 von beiden
Seiten symmetrisch gegen die Ober- bzw. Unterseite des Kontakthalters 4 zu verprägen.
[0021] Figur 4 zeigt den Zuschnitt des Kontakthalters 4 mit der Bohrung 11 und den Biegelinien
7. Der kugelförmige Kontakt 1 ist gestrichelt schematisch mit den Prägebereichen 9
dargestellt. In diesem Beispiel sind über den Umfang drei Prägebereiche dargestellt.
[0022] Die Figuren 5 und 6 zeigen eine ähnliche Lösungsvariante wie die Figuren 3 und 4,
so dass gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Lediglich die
Haltelappen 2 sind bei der Bauform gemäß der Figuren 5 und 6 weggelassen, wodurch
der Kontakt 1 vor dem Verprägen nicht im Kontakthalter 4 festgelegt ist. Der Zuschnitt
des Kontakthalters weist demgemäss (entsprechend dem Querschnitt des Kontaktes 1)
eine kreisrunde Bohrung 11 auf. Durch symmetrisches Beaufschlagen der Ober- und Unterseite
des Kontaktes durch die Prägestempel und durch Verwendung von zumindest drei gleichmäßig
über den Umfang verteilten Prägestempelpaaren 8a, 8b lässt sich jedoch sicherstellen,
dass der Kontakt 1 mittig und symmetrisch zur Ebene des Kontakthalters 4 in diesem
festgelegt ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel bilden die beim Prägen verformten
Bereiche 9 die Überlappung des Kontaktes 1 mit dem Kontakthalter 4, durch den der
Kontakt kraft- und formschlüssig festgelegt wird.
[0023] Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Kontakt im Kontakthalter sehr einfach
montiert werden kann. Sowohl die Positionierung wie auch die Fixierung des Kontakts
ist sichergestellt. Die elektrische Verbindung kann durch Schweißen oder Prägen im
Bereich einer gegenseitigen Überlappung erzeugt werden, wobei sichergestellt werden
kann, dass das Trägermaterial nicht deformiert wird, und die Kontaktfläche nicht beschädigt
wird.
1. Kontaktelement zum Einleiten des elektrischen Stroms in ein elektrisches Schaltelement,
wobei das Kontaktelement aus einem elektrischen Kontakt besteht, der in einem Kontakthalter
des Schaltelements festgelegt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) in eine Bohrung (11) des Kontakthalters (4) eingesetzt und mit dem
Kontakthalter in Bereichen gegenseitiger Überlappung (2-1, 3-1, 9-4) verbunden ist.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gegenseitige Überlappung (2-1, 3-1) durch mindestens einseitig ausgestellte Lappen
(2, 3) des Kontakthalters (4) gebildet ist.
3. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Lappen (2, 3) über einen Teilbereich des Kontakts (1) erstrecken.
4. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) mit dem Kontakthalter (4) durch Verschweißen, insbesondere in Form
von Laserschweißen, im Bereich der gegenseitigen Überlappung (3-1) verbunden ist.
5. Kontaktelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt an mindestens einem Lappen verprägt wird.
6. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lappen (2, 3) wechselnd nach beiden Seiten ausgestellt sind.
7. Kontaktelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) durch einen Freischnitt in der Bohrung (11) des Kontakthalters (4)
zentriert wird.
8. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) in die Lappen (2, 3) einschnappbar ist.
9. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei Lappen (2, 3) je Seite ausgestellt sind.
10. Kontaktelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überlappung (9-4) von Kontakt (1) und Kontakthalter (4) durch gegenseitiges Verprägen
hergestellt ist.
11. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Verprägen der Kontakt (1) derart verformt wird, dass er den Kontakthalter (4)
in Teilbereichen (9) überlappt.
12. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) gegen beide Seiten des Kontakthalters (4) verprägt ist.
13. Kontaktelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt (1) die Form einer Kugel besitzt.
14. Kontaktelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakt die Form eines Zylinders besitzt.
15. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltelappen (2) länger als die zu verschweißenden Lappen (3) sind.
16. Kontaktelement nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lappen (2, 3) durch ihre Nachgiebigkeit eine mechanische Dämpfung beim Schalten
des Kontakts (1) zulassen.