Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für einen Flachstecker, umfassend einen
flachen Grundkörper aus einem elektrisch leitenden Blechmaterial mit einem hinteren
Leitungsabschnitt, der im Montageendzustand in einen Kunststoff-Steckerkörper des
Flachsteckers eingebettet ist, und mit einem vorderen Kontaktabschnitt, der im Montageendzustand
den Kunststoff-Steckerkörper vorne überragt.
[0002] Die Erfindung betrifft weiter einen Kontaktelementestreifen mit einer Mehrzahl derartiger
parallel zueinander angeordneter Kontaktelemente, die durch einen einstückig mit ihren
hinteren Enden verbundenen, quer zu den Axialrichtungen der einzelnen Kontaktelemente
verlaufenden Blechstreifen miteinander verbunden sind.
[0003] Die Erfindung betrifft schließlich einen Flachstecker umfassend ein derartiges Kontaktelement,
einen elektrischen Leiterabschnitt, der elektrisch leitend mit dem Leitungsabschnitt
des Kontaktelementes verbunden ist sowie einen Kunststoff-Steckerkörper, in dem der
Leitungsabschnitt des Kontaktelementes und der elektrische Leiterabschnitt eingebettet,
insbesondere eingespritzt sind.
Stand der Technik
[0004] Gattungsgemäße Kontaktelemente, mit ihnen aufgebaute Flachstecker sowie gattungsgemäße
Kontaktelementestreifen sind dem Fachmann bekannt. Die Kontaktelemente bzw. die Kontaktelementestreifen
werden üblicherweise aus Metallblech ausgestanzt oder, beispielsweise mit Laserschneidverfahren,
ausgeschnitten. Die zunächst flachen Rohlinge werden mittels Umformverfahren in eine
dreidimensionale Struktur gebracht. Insbesondere wird der vordere Teil des Kontaktelementes
zum eigentlichen Steckerpol, der zur Anwendung in eine korrespondierende Buchse eingesteckt
wird, umgeformt. Hierzu wird üblicherweise der zunächst flache Blechstreifen des Kontaktabschnitts
in ein Hohlrohr umgeformt, was beispielsweise durch Umwickeln eines axial eingelegten
Hilfsdorns mit dem Blechmaterial des ursprünglichen flachen Kontaktabschnitts erfolgen
kann. Im Anschluss wird der Leitungsabschnitt des Kontaktelementes mit einem elektrischen
Leiterabschnitt, beispielsweise einem in seinem Endbereich abisolierten Kabel kontaktiert
und mechanisch verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine Löt- oder Crimp-Verbindung
erfolgen, wobei in letzterem Fall eigens hierfür vorgesehene Crimp-Flügel, die seitlich
am Leitungsabschnitt des Kontaktelementes abstehen, verwendet werden können. Schließlich
wird das derartig vorbereitete Kontaktelement in die Kavität eines Kunststoffspritzguss-Werkzeugs
eingelegt, wobei sein Kontaktabschnitt aus der eigentlichen Kavität herausragt. Die
eigentliche Kavität, die den Leitungsabschnitt des Kontaktelementes sowie den elektrischen
Leiterabschnitt (letzteren nur bereichsweise) enthält, wird anschließend mit verflüssigtem,
thermoplastischem Kunststoff gefüllt. So entsteht der Kunststoff-Steckerkörper des
Flachsteckers, in den der Leitungsabschnitt des Kontaktelementes eingebettet, insbesondere
eingespritzt ist und aus dem vorne der Kontaktabschnitt des Kontaktelementes und hinten
der nicht im Steckerkörper eingebettete Anteil des elektrischen Leiters herausragen.
[0005] Nachteilig bei den bekannten Kontaktelementen ist die räumliche Gestaltung des Kontaktabschnitts.
So erlaubt es dessen Hohlrohrform, dass Kunststoffmaterial aus der eigentlichen Kavität
in das Lumen des Kontaktabschnittes eindringen kann. Dies stellt nicht nur eine Materialverschwendung
dar, sondern kann aufgrund resultierender Verschmutzungen auch zu hohen Ausschussmengen
führen. Weiter ist es zwingend erforderlich, dass die bekannten Kontaktelemente in
einer ganz bestimmten Orientierung in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden. Insbesondere
muss die Stoßlinie des Kontaktabschnitts, d.h. diejenige Linie an der die freien Kanten
der den Kontaktabschnitt bildenden Blechlasche zusammenstoßen, auf der der Kunststoffinjektion
in die Kavität abgewandten Seite liegen. Außer dem eigentlichen Leitungsbereich des
Kontaktelementes liegt auch ein Übergangsbereich zu dem den Steckerkörper überragenden
Kontaktabschnitt im inneren der eigentlichen Kavität. In diesem Übergangsbereich kann
flüssiger Kunststoff entlang der Stoßlinie zwischen die Kanten der aufgerollten Blechlasche
dringen und auf diesem Weg aus der Kavität entweichen und den Kontaktabschnitt in
unerwünschter Weise verschmutzen. Auch hierdurch erhöht sich der Ausschuss in nachteiliger
Weise.
Aufgabenstellung
[0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Kontaktelement
für Flachstecker derart weiterzubilden, dass bei der Produktion entsprechender Flachstecker
weniger Ausschuss anfällt.
Darlegung der Erfindung
[0007] Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch
1 dadurch gelöst, dass der Kontaktabschnitt als eine um eine axiale Knickkante symmetrisch
gefaltete Blechlasche ausgebildet ist, deren freie, von einem zentralen Faltungsschlitz
getrennte Seitenkanten gratfrei verrundet sind, sodass ihre Außenkonturen in einem
zusammengepressten Zustand gemeinsam einen absatzfreien Bogen bilden.
[0008] Günstigerweise ist im zusammengepressten Zustand der Querschnitt des Kontaktabschnitts
wenigstens in seinem leitungsabschnittseitigen Bereich spiegelsymmetrisch zu einer
senkrecht zu dem zentralen Faltungsschlitz liegenden Symmetrieebene ausgebildet. Dies
erlaubt ein Einlegen in ein Spritzgusswerkzeug in wenigstens zwei unterschiedlichen
Orientierungen.
[0009] Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der übrigen abhängigen Ansprüche.
[0010] Die Erfindung nimmt Abstand von der üblichen, rohrförmigen Gestaltung des Kontaktabschnitts
des Kontaktelements. Vielmehr wird vorgeschlagen, die Blechlasche entlang einer axialen
Knicklinie symmetrisch zu falten. Damit entsteht keine Stoßlinie zwischen den Seitenkanten
der Blechlasche mehr; vielmehr liegen die beiden Hälften der gefalteten Blechlasche
parallel zueinander und ihre Seitenkanten, die im gefalteten Zustand eine gemeinsame
Oberkante des Kontaktabschnitts bilden, liegen bündig aneinander an. Um die Bündigkeit
zu garantieren, ist es erforderlich, die Seitenkanten zu entgraten. Zudem wird die
von den Seitenkanten der Blechlasche gebildete gemeinsame Oberkante des Kontaktabschnitts
verrundet, sodass ein symmetrischer Querschnitt des Kontaktabschnitts entsteht.
[0011] Ein derartiges Kontaktelement lässt sich in zwei um 180 Grad gegeneinander verdrehten
Positionen in ein entsprechendes Kunststoffspritzgusswerkzeug einlegen. Beim Schließen
des Werkezugs wird ein seitlicher Druck auf die gefaltete Blechlasche ausgeübt, sodass
die parallelen Hälften der gefalteten Blechlasche unmittelbar und spaltfrei aneinander
anliegen. Mit anderen Worten wird der Faltungsschlitz zwischen den beiden Laschenhälften
vollständig geschlossen. Ein freies Lumen, in welches verflüssigter Kunststoff eindringen
könnte, ist somit nicht mehr vorhanden. Durch die bündig, gratfreie und absatzfreie
Verrundung kann das Spritzguss-Werkzeug vollumfänglich dicht schließen, sodass es
unabhängig von der Orientierung des Kontaktelementes relativ zu den Druckverhältnissen
im Inneren der Kavität nicht zu einem Ausdringen von Kunststoff und somit zu keiner
Verschmutzung des Kontaktabschnitts kommen kann. Der Produktionsausschuss wird auf
diese Weise deutlich reduziert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die gefaltete Blechlasche an ihrem freien, vorderen Ende eine Anlaufschräge aufweist,
deren Schrägungsebene senkrecht zur Faltungsebene verläuft. Eine derartige frontale
Anlaufschräge erleichtert das Einführen des fertigen Steckers in eine korrespondierende
Buchse.
[0012] Bevorzugt werden Material, Materialstärke sowie die bei dem Verformvorgang wirkenden
Kräfte so gewählt, dass der Faltungsschlitz im kräftefreien Zustand elastisch zu einem
keilförmigen Federschlitz geöffnet ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass im
kräftefreien Zustand die Laschenhälften der gefalteten Blechlasche nicht vollständig
parallel sondern unter einem sehr spitzen Winkel zueinander stehen. Dieser Spalt wird
beim Einlegen in das Spritzguss-Werkzeug in der oben erläuterten Weise geschlossen;
beim fertigen Stecker öffnet er sich hingegen wieder geringfügigzumindest im Bereich
seines vorderen Endes, wo keine Haltekräfte des Kunststoff-Steckerkörpers wirken.
Beim Einführen in eine korrespondierende Buchse werden erneut seitliche Kräfte wirksam,
die zum Schließen des Spaltes führen. Aufgrund der Elastizität des Federschlitzes,
die material- und oder formbedingt sein kann, ergibt sich eine elastische Gegenkraft,
die zu einer sicheren Halterung des Steckerpols in der Buchse führt und in der Lage
ist, Fertigungstoleranzen auszugleichen.
[0013] Günstigerweise ist, wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, der Leitungsabschnitt
des erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit wenigstens einem paar seitlich abstehender
Flügel versehen. Diese können zur Kontaktierung des elektrischen Leiterabschnitts
über diesen gebogen und mit ihm vercrimpt werden.
[0014] Wie auch die bekannten Kontaktelemente lassen sich die erfindungsgemäßen Kontaktelemente
bevorzugt als Kontaktelementestreifen fertigen. Dies erleichtert Herstellung, Lagerung,
Transport und automatisierte Weiterverarbeitung bei der Steckerherstellung.
[0015] Die Steckerherstellung erfolgt bevorzugt nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Kontaktelementestreifens,
- mechanisches und elektrisches Verbinden, insbesondere Vercrimpen, wenigstens eines
Kontaktelementes des Kontaktelementestreifens mit jeweils einem elektrischen Leiterabschnitt,
- Einlegen des wenigstens einen Kontaktelementes in eine Kavität eines Kunststoffspritzguss-Werkzeugs,
wobei der Kontaktabschnitt des Kontaktelementes im eingelegten Zustand unter einem
quer zur Faltungsebene wirkenden, mechanischen Druck steht,
- Umspritzen des Leitungsabschnitts des wenigstens einen Kontaktelementes und des mit
ihm verbundenen elektrischen Leiterabschnitts mit einem thermoplastischen Kunststoff
zur Ausbildung des Steckerkörpers.
[0016] Die Vorteile und Wirkungen der Verwendung eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
bei diesem im Grunde bekannten Herstellungsverfahrens für Flachstecker sind weiter
oben bereits ausführlich erläutert worden.
[0017] Die Entfernung des Verbindungsstreifens zwischen den einzelnen Kontaktelementen kann
je nach konkretem Verfahrensablauf zu unterschiedlichen Zeitpunkten, insbesondere
unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Spritzvorgang, erfolgen.
[0018] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgenden, speziellen
Beschreibung und den Zeichnungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0019] Es zeigen:
- Figur 1:
- eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kontaktelementes als Teil eines ausgeschnitten dargestellten Kontaktelementestreifens,
- Figur 2:
- eine Querschnittsdarstellung durch den Kontaktbereich des Kontaktelementes von Figur
1,
- Figur 3:
- einen Rohling eines Kontaktelementestreifens mit drei Kontaktelemente-Rohlingen,
- Figur 4:
- eine Seitenansicht des Kontaktelementestreifens von Figur 3 nach Umformung der Rohlinge
zu Kontaktelementen,
- Figur 5:
- eine Draufsicht auf den Kontaktelementestreifen von Figur 4.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
[0020] Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
100 als Bestandteil eines Kontaktelementestreifens 10. Das Kontaktelement 100 umfasst
einen vorderen Kontaktabschnitt 102 und einen hinteren Leitungsabschnitt 104, zwischen
denen sich ein kurzer Übergangsbereich 106 erstreckt. Am hinteren Ende des Leitungsabschnitts
104 ist ein Verbindungsstreifen 108 dargestellt, der über einen Steg 110 einstückig
mit dem Leitungsabschnitt 106 verbunden ist.
[0021] Zur besseren Orientierung zeigt Figur 5 einen Kontaktelementestreifen 10 mit drei
Kontaktelementen 100, die einstückig mit einem durchlaufenden Verbindungsstreifen
108 verbunden sind.
[0022] Bei einem fertigen Flachstecker, dessen nicht dargestellter Steckerkörper sich im
Montageendzustand in etwa zwischen den in Figur 1 gezeigten, gestrichelten Linien
befindet, ragt der Kontaktbereich 102 vorne über den Steckerkörper hinaus. An seinem
vorderen Ende weist der Steckerkörper 102 eine Anlaufschräge 110 auf.
[0023] Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Leitungsabschnitt 104 ein erstes
Crimpflügelpaar 112 sowie ein zweites Crimpflügelpaar 114 auf. Die einzelnen Flügel
der Crimpflügelpaare 112, 114 ragen seitlich von der Axiallinie des Leitungsabschnitts
104 ab.
[0024] Figur 2 zeigt einen Querschnitt des Kontaktabschnitts 102 in dessen zentralem Bereich.
Man erkennt, dass der Kontaktabschnitt 102 aus einer Blechlasche 116 besteht, die
entlang einer axialen Knicklinie 118 symmetrisch gefaltet ist, sodass zwei Laschenhälften
116a, 116b im Wesentlichen parallel zueinander liegen und an ihren freien Enden bündig
miteinander abschließen. Die von den Außenkanten der Blechlasche 116 gebildete Oberkante
120 des Kontaktabschnitts 102 ist gradfrei verrundet. Die Verrundungsform ist so gewählt,
dass sie spiegelsymmetrisch zu der Rundung der Kontaktabschnitt-Unterkante 122, welche
sich in natürlicher Weise durch die Faltung der Blechlasche 116 ergibt, geformt ist.
Auf diese Weise entsteht ein insgesamt symmetrischer Querschnitt des Kontaktabschnitts
102.
[0025] Zur Herstellung des Kontaktelementestreifens 10 wird zunächst ein Kontaktelementestreifen-Rohling
10', wie in Figur 3 dargestellt, aus einem elektrisch leitenden Blechmaterial ausgestanzt
oder ausgeschnitten. In einem nachfolgenden Umformungsprozess werden die beiden Hälften
116a, 116b der Blechlasche 116 in die in den Figuren 1 und 2 gezeigte, gefaltete Form
gefaltet. Im Übergangsbereich 106 zwischen dem Kontaktabschnitt 102 und dem Leitungsabschnitt
104, der im Wesentlichen flach bleibt, entsteht ein entsprechend zulaufender, abfallender
Schrägspalt. Zeitlich versetzt oder gleichzeitig mit der erläuterten Faltung werden
die Crimpflügelpaare 112, 114 aus ihrer flachen Stellung leicht vorgeknickt, sodass
sie, wie in Figur 4 besonders deutlich erkennbar, keilförmige Aufnahmetröge bilden.
In diesem vorbereiteten Zustand 10 wird ein elektrischer Leiterabschnitt die keilförmigen
Tröge der beiden Crimpflügelpaare 112, 114 eingelegt, wobei der elektrische Leiterabschnitt
im Bereich des ersten Crimpflügelpaares 112 bevorzugt abisoliert und ab dem Bereich
des zweiten Crimpflügelpaares 114 bevorzugt von einem isolierenden Mantel umgeben
ist. In einem nachfolgendem Crimpprozess werden die Crimpflügelpaare 112, 114 über
dem eingelegten, elektrischen Leiterabschnitt gefaltet und mit diesem verpresst, sodass
eine elektrische, wie auch mechanische feste Verbindung zustande kommt. Der anschließende
Spritzvorgang, bei dem der Kontaktelementestreifen 10 oder einzelne Kontaktelemente
100 in die Kavität eines Spritzguss-Werkzeugs eingelegt und im Bereich ihres Leitungsabschnitts
mit thermoplastischem Kunststoff zur Bildung eines Steckerkörpers umspritzt werden,
ist dem Fachmann im Grunde bekannt.
[0026] Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren
gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Beispiele der vorliegenden Erfindung
dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten
an die Hand gegeben. Insbesondere können Dimensionen, spezielle Formgebungen, Materialien
und Prozessabfolgen von den hier genannten Details abweichen. Das erfindungsgemäße
Kontaktelement kann selbstverständlich abweichend von der vorwiegend beschriebenen
Form als Teil eines Kontaktelementestreifens auch als Einzelelement vertrieben und
insbesondere zur Handmontage, insbesondere zur manuellen Vercrimpung verwendet werden.
Bezugszeichenliste
[0027]
- 10
- Kontaktelementestreifen
- 100
- Kontaktelement
- 102
- Kontaktabschnitt von 100
- 104
- Leitungsabschnitt von 100
- 106
- Übergangsbereich zwischen 102 und 104
- 108
- Verbindungsstreifen
- 110
- Steg
- 112
- erstes Crimpflügelpaar
- 114
- zweites Crimpflügelpaar
- 116
- Blechlasche
- 116a, b
- Laschenhälften von 116
- 118
- axiale Knicklinie
- 120
- Oberkante von 102
- 122
- Unterkante von 102
1. Kontaktelement für einen Flachstecker,
umfassend einen flachen Grundkörper aus einem elektrisch leitenden Blechmaterial mit
einem hinteren Leitungsabschnitt (104), der im Montageendzustand in einen Kunststoff-Steckerkörper
des Flachsteckers eingebettet ist, und mit einem vorderen Kontaktabschnitt (102),
der im Montageendzustand den Kunststoff-Steckerkörper vorne überragt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontaktabschnitt (102) als eine um eine axiale Knickkante (118) symmetrisch gefaltete
Blechlasche (116) ausgebildet ist, deren freie, von einem zentralen Faltungsschlitz
getrennte Seitenkanten gratfrei verrundet sind, sodass ihre Außenkonturen in einem
zusammengepressten Zustand gemeinsam einen absatzfreien Bogen bilden.
2. Kontaktelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass im zusammengepressten Zustand der Querschnitt des Kontaktabschnitts (102) wenigstens
in seinem leitungsabschnittseitigen Bereich spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht
zu dem zentralen Faltungsschlitz liegenden Symmetrieebene ausgebildet ist.
3. Kontaktelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gefaltete Blechlasche (116) an ihrem freien, vorderen Ende eine Anlaufschräge
aufweist, deren Schrägungsebene senkrecht zu Faltungsebene verläuft.
4. Kontaktelement nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Faltungsschlitz im kräftefreien Zustand elastisch zu einem keilförmigen Federschlitz
geöffnet ist.
5. Kontaktelement nach einem der vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leitungsabschnitt (104) wenigstens ein Paar seitlich abstehender Flügel (112,
114) aufweist.
6. Kontaktelementestreifen mit einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Kontaktelemente
(100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die durch einen einstückig mit ihren
hinteren Enden verbundenen, quer zu den Axialrichtungen der einzelnen Kontaktelemente
(100) verlaufenden Blechstreifen (108) miteinander verbunden sind.
7. Flachstecker, umfassend ein Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, einen
elektrischen Leiterabschnitt, der elektrisch leitend mit dem Leitungsabschnitt (104)
des Kontaktelementes (100) verbunden ist, sowie einen Kunststoff-Steckerkörper, in
dem der Leitungsabschnitt (104) des Kontaktelementes (10) und der elektrische Leiterabschnitt
eingebettet sind.
8. Flachstecker nach Anspruch 7,
hergestellt durch ein Verfahren, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Kontaktelementestreifens (10) nach Anspruch 5,
- Mechanisches und elektrisches Verbinden wenigstens eines Kontaktelementes des Kontaktelementestreifens
(10) mit jeweils einem elektrischen Leiterabschnitt,
- Einlegen des wenigstens einen Kontaktelementes (100) in eine Kavität eines Kunststoffspritzguss-Werkzeugs,
wobei der Kontaktabschnitt (102) des Kontaktelementes (100) im eingelegten Zustand
unter einem quer zur Faltungsebene wirkenden, mechanischen Druck steht,
- Umspritzen des Leitungsabschnitts (104) des wenigstens einen Kontaktelementes (100)
und des mit ihm verbundenen elektrischen Leiterabschnitts mit einem thermoplastischen
Kunststoff zur Ausbildung des Steckerkörpers.
9. Flachstecker nach Anspruch 8, soweit rückbezogen auf Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbinden des elektrischen Leiterabschnitts mit dem Leitungsabschnitt (104) durch
Vercrimpen des elektrischen Leiterabschnitt mit den Flügeln (112, 114) der Leitungsabschnitte
(104) erfolgt.