DE4340375A1 - Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontaktelemente mit Überfeder als Bandware sowie Kontaktelement aus der Bandware - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aus einem Blechstanzteil geformter insbesondere Flachgabelfederarme aufweisender elektrischer Kontaktelemente mit jeweils aus demselben Blechstanzteil gebildeten, gegebenenfalls Flachgabel­ überfederarme aufweisenden Überfedern als Quertransport-Bandware, sowie ein Kontaktelement aus der Bandware.

Bandware wird hergestellt in Automaten, in die ein Blechstreifen eingebracht und mit sogenannten Folgewerkzeugen verarbeitet wird, wobei zunächst an einen Schrottstreifen angebundene, sich in gleicher Ebene quer zum Schrottstreifen erstreckende Platinen ausgestanzt und aus den Platinen Kontaktelemente geformt werden. Die so erzeugte Bandware, bestehend aus den am Schrottstreifen hängenden Kontaktelementen, wird aufgerollt und als Rolle z. B. in sogenannten Bestückungsautomaten verarbeitet, in denen das Kontaktelement vom Schrottstreifen abgetrennt, mit einem elektrischen Leiterdraht kontaktiert und in eine Gehäusekammer eines Steckverbindergehäuses gesteckt wird. Die aufgerollte Bandware ist somit eine Handelsware, die z. B. einem Kabelkon­ fektionär geliefert wird.

Aus der DE-A 40 34 094 sind derartige, mit einer Außenüberfeder versehene elektrische Kontaktelemente bekannt, bei denen Außenüberfederarme einstückiger Bestandteil des Kontaktelements sind. Außenüberfedern aus einem Blechmaterial, aus dem auch das Kontaktelement besteht, erfordern im Vergleich zu Stahlüberfedern keine so hohen Steck- und Trennkräfte und gewährleisten gün­ stigere Federkennlinien. Hohe Steck- und Trennkräfte sind beispielsweise bei vielpoligen Steckverbindern unerwünscht, in deren Gehäuse eine Vielzahl von Kontaktelementen gelagert sind, die durch einen Steck- bzw. Trennvorgang gleichzeitig kontaktiert bzw. getrennt werden sollen.

Die Formung der Kontaktelemente mit einstückig angebundenen Außenüberfederarmen ist meist kompliziert. Den Raumformen für gute Überfedereigenschaften sind zudem enge Grenzen gesetzt. Die Federkraftelemente der Überfeder stützen sich häufig derart am Grundkontakt ab, daß dessen Federkennlinie beeinträchtigt wird.

Außenüberfedern aus dem gleichen Blechmaterial, aus dem auch die Kontaktelemente bestehen, nach der Stahlüberfedertechnologie zu formen ist zwar möglich, die Handhabung solcher Überfedern ist aber schwierig, weil das Material relativ weich und damit verformungsanfällig ist. Beim automatischen Bestücken der Grundkontaktelemente mit den Außenüberfedern nach der Stahlüber­ federtechnologie führt zu Verformungen und damit zu relativ hohen Ausfallquoten.

Aufgabe der Erfindung ist, auf einfache Weise und mit wenigen Arbeitsschritten elektrische Kontaktelemente der eingangs beschriebenen Art mit Überfedern aus dem gleichen Material ohne Gefahr der Beeinträchtigung der Raumform der Überfedern zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Platine zur Formung eines elektrischen Kontakt­ elements und der dazugehörenden Außenüberfeder;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die geformten und voneinander getrennten Kontaktelementteile;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Kontaktelementteile nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das aus der Platine nach Fig. 1 gebildete, mit der Überfeder bestückte Kontaktelement;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Kontaktelements nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Platine für eine weitere Ausführungsform eines Kontaktelements und der dazugehörenden Außenüberfeder;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die aus der Platine geformten und voneinander getrennten Kontaktelementteile;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Kontaktelementteile nach Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf das aus der Platine nach Fig. 6 gebildete, mit der Überfeder bestückte Kontaktelement;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Kontaktelements nach Fig. 9;

Fig. 11 eine Platine für eine dritte Ausführungsform eines Kontaktelements und der dazugehörenden Außenüberfeder;

Fig. 12 eine Draufsicht auf das aus der Platine nach Fig. 11 geformte, mit der Überfeder bestückte Kontaktelement;

Fig. 13 eine Seitenansicht des Kontaktelements nach Fig. 12;

Fig. 14 eine Platine für ein abgewandeltes Kontaktelement und die dazugehörende Platine;

Fig. 15 eine Draufsicht auf die aus der Platine nach Fig. 14 geformten und voneinander getrennten Kontaktelement­ teile;

Fig. 16 eine Seitenansicht der Kontaktelementteile nach Fig. 15;

Fig. 17 eine Draufsicht auf das aus der Platine nach Fig. 14 geformte, mit der Überfeder bestückte Kontaktelement;

Fig. 18 eine Seitenansicht des Kontaktelements nach Fig. 17;

Fig. 19 eine Platine für eine besondere Ausführungsform des Kontaktelements und der dazugehörenden Außenüberfeder;

Fig. 20 eine Draufsicht auf die aus der Platine nach Fig. 19 geformten, noch aneinander hängenden Kontaktelement­ teile;

Fig. 21 eine Seitenansicht der Kontaktelementteile nach Fig. 20;

Fig. 22 eine Draufsicht auf das aus der Platine nach Fig. 19 geformte, mit der Überfeder bestückte Kontaktelement;

Fig. 23 eine Seitenansicht des Kontaktelements nach Fig. 22.

Die Platine 1 ist ein Blechstanzteil, aus dem durch Biegevorgänge in sogenannten Folgewerkzeugen einer Vorrichtung zur Herstellung von Kontaktelementen ein Kontaktelement geformt wird. Sie ist in herkömmlicher Weise über einen Anbindungssteg 4 an einen Schrott­ streifen 5 angebunden und erstreckt sich quer bzw. rechtwinklig zur Längserstreckung des Schrottstreifens 5, an den eine Vielzahl von gleichen Platinen angebunden sind. In den Schrottstreifen 5 werden an sich bekannte Führungselemente, z. B. Löcher und/oder erhabene Stege eingebracht (nicht dargestellt); diese Elemente dienen in der Formgebungsvorrichtung zum schrittweisen Transport durch die Folgewerkzeuge.

Eine erfindungsgemäße Platine weist in zwei voneinander abgesetz­ ten Bereichen die ausgestanzte Raumform der Kontaktelementplatine 2 sowie die ausgestanzte Raumform der Außenüberfederplatine 3 auf, wobei die Außenüberfederplatine 3 an dem dem Anbindungssteg 4 gegenüberliegenden Ende der Kontaktelementplatine 2 einstückig angebunden ist. Zweckmäßigerweise fluchtet dabei die Längsmittel­ linie 6 der Kontaktelementplatine 2 mit der Längsmittellinie 6a der Außenüberfederplatine 3 (Fig. 1).

Zwischen der Kontaktelementplatine 2 und der Außenüberfeder­ platine 3 ist nach einer Ausführungsform der Erfindung ein schmaler, sich parallel zum Schrottstreifen 5 erstreckender Schrottstreifen 7 angeordnet, der über einen sich quer zu seiner Längserstreckung erstreckenden, an seiner einen Längskante 9 angebundenen Anbindungssteg 8 mit der Kontaktelementplatine 2 und einen sich ebenfalls quer zu seiner Längserstreckung erstrecken­ den, an seiner anderen Längskante 10 angebundenen Anbindungssteg 11 mit der Außenüberfederplatine 3 in Verbindung steht. Der Schrottstreifen 7 dient wie der Schrottstreifen 5 in den Folgewerkzeugen in an sich bekannter Weise als Führungselement während der Formgebung. Demgemäß können zweckmäßigerweise auch in diesem Schrottstreifen z. B. Löcher und/oder Stege eingebracht sein, die in den Folgewerkzeugen für den schrittweisen Transport dienen. Vorzugsweise fluchten die Anbindungsstege 8 und 11 in den Mittellinien 6, 6a miteinander und sind gleich breit. Die in Fig. 1 ausgebildete Kontaktelementplatine 2 hat zur Bildung des Kontaktelements einen an den Anbindungssteg 4 angebundenen Leiterdrahtanschlußelementebereich 12 und einen sich daran anschließenden Kontaktelementebereich 13.

Der Kontaktelementebereich 13 weist zwei sich auf Abstand parallel zueinander in Richtung Außenüberfederplatine 3 er­ streckende, freigestanzte Gabelfederarme 14 auf, zwischen denen der Anbindungssteg 8 des Schrottstreifens 7 angeordnet ist, der seine Anbindungsstelle 8a im Anbindungsbereich der Gabelfederarme 14 hat.

Die Anbindungsstelle 11a des Anbindungsstegs 11 des Schrott­ streifens 7 befindet sich an der Hinterkante 3a der Außenüber­ federplatine 3, z. B. zwischen zwei Arretierungslappen 15 der Außenüberfederplatine 3, die sich fluchtend zu den Gabelfeder­ armen 14 erstrecken.

Das die Schrottstreifen 5 und 7 aufweisende Zwischenprodukt zur Herstellung eines Kontaktelements mit Außenüberfeder wird in einer Vorrichtung verarbeitet, in der an sich bekannte Folgewerk­ zeuge sowohl für die Verformung der Kontaktelementplatine 2 als auch für die Verformung der Außenüberfederplatine 3 angeordnet sind, wobei die Folgewerkzeuge zweckmäßigerweise gleichzeitig betrieben werden, so daß gleichzeitig, das heißt in einem Arbeitsgang, aus der Kontaktelementplatine 2 das Kontaktelement und aus der Außenüberfederplatine 3 die dazugehörenden Außenüber­ federn geformt werden. Nach diesen Formgebungen wird die Überfeder vom Schrottstreifen 7 abgetrennt und unmittelbar anschließend auf das Kontaktelement geschoben. Die Trennung des Schrottstreifens 7 von der Kontaktelementplatine 2, z. B. in der Anbindungsstelle 8a kann je nach Zweckmäßigkeit unmittelbar vor der Formgebung oder später während der Formgebung oder nach der Formgebung erfolgen. Die Kontaktelemente einer Überfeder verbleiben am Schrottstreifen 5 und bilden die Bandware, die zu einer Rolle aufgewickelt wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die beiden ausgeformten Teile des zu schaffenden elektrischen Kontaktelements mit Außenüberfeder, nämlich das Kontaktelement 16 und die Außenüberfeder 17. Sie befinden sich nach der Formgebung in einer Stellung, in der sie lediglich noch mit ihren Mittellängsachsen 18, 18a fluchtend aufeinandergeschoben zu werden brauchen. Dieser Arbeitsschritt erfolgt noch in der Formgebungs-Vorrichtung, wozu an sich bekannte Werkzeuge im Anschluß an die Folgewerkzeuge in der Vorrichtung vorgesehen sind (nicht dargestellt). Somit sind keine gesonderten komplizierten Einrichtungen für die Kombination des Kontaktelements mit der Außenüberfeder erforderlich, wie sie aus der Stahlüberfedertechnologie bekannt sind. Es entfallen z. B. aufwendige Zuführ- oder Positioniereinrichtungen. Nach der Erfindung ergibt sich eine Positionierung ohne weiteres durch die erfindungsgemäße Platinenkombination, in der die Positionierung durch die fluchtende Anordnung der Platinenteile 2 und 3 bereits vorgegeben und mit einfachen Mitteln beherrschbar ist.

Gemäß Fig. 2 und 3 weist das Kontaktelement 16 eine U-förmige Federarmbasis 19 mit einer Bodenwandung 20 und zwei Seiten­ wandungen 21 auf, wobei an die Seitenwandungen 21 die Gabelfeder­ arme 14 angebunden sind. Die Gabelfederarme 14 sind zu einer Kontaktstelle 22 konvergierend abgebogen und laufen von dort einen Führungstrichter 23 bildend auseinander. Die Außenüberfeder 17 besteht aus einer rechteckrohrförmigen Überfederarmbasis 24 mit einer Bodenwandung 25, zwei Seitenwandungen 26 und einer längsgeteilten Deckenwandung 27. An die Seitenwandungen 26 sind aufeinanderzu abgebogene Überfedergabelarme 28 angebunden, während an die Bodenwandung 25 und die Deckenwandung 27 je ein Übergangssteg 29 angebunden sind, die länger als die Überfeder­ arme 28 und im vorderen Endbereich an einen Stecklochring 30 angebunden sind.

An der dem Übergangssteg 29 gegenüberliegenden Seite der Bodenwandung 20 steht das Kontaktelement 16 über einen Anbin­ dungssteg 31 mit dem Leiterdrahtanschlußelementebereich 12 in Verbindung, der Crimpkrallen, Lötstellen oder - wie in Fig. 4 und 5 abgebildet - Schneidklemmen für einen elektrischen Leiterdraht aufweisen kann.

Kurz hinter dem Stecklochring 30 befindet sich im bodenwandungs­ seitigen Übergangssteg 29 eine sich zur Überfederarmbasis 24 erstreckende, in den Innenraum der Außenüberfeder abgebogene Spreizzunge 33, deren Funktion weiter unten erläutert wird. An der den Federarmen 28 gegenüberliegenden Seite der Überfeder­ armbasis 24 sind die Arretierlappen 15 angebunden, deren Funktion ebenfalls weiter unten erläutert wird.

Bei der Montage wird die Überfeder 17 aus der in den Fig. 2 und 3 abgebildeten Stellung, in der sich die beiden Teile 16 und 17 unmittelbar nach der Formgebung befinden, noch in der Formge­ bungseinrichtung über das Kontaktelement 16 geschoben, wobei sich das Kontaktelement am Schrottstreifen 5 befindet und demgemäß noch positioniert gehaltert ist. Das Aufschieben kann mit einfachen bekannten Einrichtungen, wie Greifern oder Stempeln oder Stößeln erfolgen, die keine Verformungen an der Raumform der Außenüberfeder verursachen. Die Formgebung der Außenüberfeder 17 erfolgt somit insbesondere derart, daß sich die Überfeder nach dem letzten Formgebungsschritt in der Überschiebeposition zum Kontaktelement 16 befindet, in der die Längsmittenachsen 18, 18a miteinander fluchten. Nach dem Überschieben befindet sich die Überfederarmbasis 24 vor der Gabelfederarmbasis 19; die Über­ federarme 28 liegen auf den Gabelfederarmen 14, wobei die Spreizzunge 33 an der Kontaktstelle 22 zwischen den Gabelfeder­ armen 14 sitzt und letztere auf Abstand hält (Fig. 4, 5). Die Arretiermittel 15 werden nach dem Aufschieben am Kontaktelement verbogen, wodurch die Außenüberfeder 17 in an sich bekannter Weise unverrückbar auf dem Kontaktelement 16 sitzt (Fig. 4, 5).

Das erfindungsgemäße Kontaktelement 16 mit Außenüberfeder 17 ist insbesondere an seiner Trennkante 8a im Kontaktelementboden sowie daran erkennbar, daß beide Teile 16, 17 aus demselben Material bestehen.

Im Rahmen der Erfindung können andere Formen und Längen und Anordnungen der Überfederarmbasis und der Gabelfederarmbasis vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Überfederarmbasis auf der Gabelfederarmbasis angeordnet sein. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Überfederarmbasis mit dem Stoßkantenspalt 29a bzw. den Stoßkanten auf der Bodenwandung der Gabelfederarmbasis anzuordnen, um ein sogenanntes "Atmen" bzw. Aufweiten der Gabel­ federarmbasis beim Stecken eines Steckstifts (nicht dargestellt) zwischen die Gabelfederarme zu vermeiden. Zudem können andere z. B. auch an sich bekannte Arretiermittel für die Außenüberfeder vorgesehen werden.

Geschickt ist es, ein Teilstück 8b des Anbindungsstegs 8 zu belassen und mit Arretiermitteln 15 zu versehen (Fig. 6 bis 10). Bei dieser Version des elektrischen Kontaktelements fehlen im Vergleich zur Version nach Fig. 1 bis 5 die Arretierlappen 15 und der Stecklochring 30 mit den deckenwandungsseitigen Übergangs­ stegen 29. Der bodenwandungsseitige Übergangssteg 29 ist vorhanden und weist die Spreizzunge 33 auf. Als Arretiermittel 15 dient ein Loch 15a im Anbindungsstegteilstück 8b, das mit einer Arretierzunge 15b im bodenseitigen Übergangssteg 29 korrespondiert.

Bei der Ausführungsform des elektrischen Kontaktelements nach den Fig. 11 bis 13 weist - im Vergleich zur Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 10 - der Anbindungssteg 8 die Länge der Gabelfederarme 14 und in seiner Längsmitte eine hochgedrückte Arretierkante 15c als Arretiermittel 15 auf, die mit der Vorderkante 24a der Über­ federarmbasis 24 zusammenwirkt.

Bei der Ausführungsform des elektrischen Kontaktelements nach den Fig. 14 bis 18 sind der Stecklochringsteg 30 mit den Übergangs­ stegen 29 an die Gabelfederarmsbasis 19 und der Schrottstreifen 7 an den Stecklochringsteg 30 angebunden. Mit dem Stecklochring 30 überragt das Kontaktelement die Überfederarme 28. Die Überfederarmbasis 24 umgreift die Gabelfederarmbasis 19. Die Arretiermittel 15 hintergreifen mit einer vorspringenden Arretierkante 15d an der Überfederarmbasis 24 die Hinterkante 19a der Gabelfederarmbasis 19. Arretierlappen 15e, die im Bereich der Vorderkante der Überfederarmbasis 24 angeordnet sind, hinter­ greifen die bodenseitige Vorderkante 19b der Gabelfederarmbasis 19. Wie in allen Fällen der Erfindung sitzt die Überfeder fest auf dem Kontaktelement. Im Falle der Ausführungsform nach den Fig. 14 bis 18 ist die Gabelfederarmbasis 19 kastenrohrförmig, wobei die U-förmige Überfederarmbasis 24 die Gabelfederarmbasis 19 formschlüssig umgibt, und wobei sich die Überfederarmbasisbo­ denwandung über der die Stoßkanten aufweisenden Gabelfeder­ armbasisdeckenwandung befindet. Demgemäß wird die Formgebung der beiden Teile 16 und 17 im gleichen Arbeitsgang in entgegen­ gesetzte Richtungen durchgeführt; zum Beispiel erfolgt die Biegung der Gabelfederarmbasis 19 nach oben und die der Über­ federarmbasis 24 nach unten oder umgekehrt, so daß nach der Biegung die beiden Teile 16 und 17 des Kontaktelements unmittel­ bar die zum Überschieben erforderliche Stellung aufweisen.

Das Beispiel des Kontaktelements nach den Fig. 19 bis 23 zeigt einen grundsätzlich gleichen Aufbau wie das Beispiel des Kontaktelements nach den Fig. 6 bis 10. In der Platine 1 ist jedoch die Außenüberfederplatine 3 ohne Schrottstreifen unmittel­ bar an den Anbindungssteg 8 angebunden, so daß die aus den Platinen 2 und 3 geformten Elemente 16, 17 zum Beispiel eine gemeinsame Trennkante 8a aufweisen. Zudem ist das Arretierloch 15a im freien Endbereich des bodenseitig angebundenen Übergangs­ stegs 29 der Außenüberfeder 17 ausgestanzt, wobei die Spreizzunge 33 im vorderen Endbereich des Anbindungsstegs 8 vorgesehen ist und sowohl die Spreizung der Gabelfederarme 14 als auch die Arretierung im Loch 15a bewirkt. Die Arretierung im Loch 15a wirkt gegen ein Abziehen der Außenüberfeder 17 nach vorne; gegen ein Verschieben nach hinten ist die Außenüberfeder 17 gesichert, indem die Hinterkante der Bodenwandung der Außenüberfederarmbasis 24 gegen eine Sickenkante stößt, die in der Bodenwandung der Gabelfederarmbasis 19 oder im Anbindungssteg 8 vorgesehen ist.

Der Anbindungssteg 8 dient in den Beispielen gemäß den Fig. 6 bis 23 in vorteilhafter Weise als Auflager für die Bodenwandung der Außenüberfederarmbasis 24 und gegebenenfalls für den Übergangs­ steg 29 (Fig. 20 bis 23) und unterstützt somit die sichere Lagerung der Außenüberfeder 17.

Claims (9)

1. Verfahren zur automatischen Herstellung einer Quertrans­ port-Bandware mit elektrischen Kontaktelementen, insbeson­ dere mit Gabelfederarme aufweisenden Kontaktelementen, die mit einer Überfeder, insbesondere mit einer Außenüberfeder mit Federarmen bestückt sind, wobei aus einem Blechstreifen mit Folgewerkzeugen an einem Schrottstreifen auf Abstand nebeneinander angebundene, sich mit ihrer Längserstreckung quer zum Schrottstreifen erstreckende, gleiche Platinen für die Bildung der Kontaktelemente ausgestanzt und anschlie­ ßend aus jeder Platine ein Kontaktelement geformt wird, das nach der Formung mit einer Überfeder bestückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus demselben Blechstreifen im gleichen Arbeitsgang eine Platine einer dem Kontaktelement zugeordneten Über­ feder mit der Kontaktelementplatine zusammenhängend ge­ stanzt und aus der Überfederplatine im gleichen Arbeitsgang während der Formung des Kontaktelements die Überfeder geformt und unmittelbar nach ihrer Formgebung als abge­ trenntes Teil auf das Kontaktelement gesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überfeder erst nach der Formgebung vom geformten Kontaktelement getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Platinenzusammenhang gebildet wird, bei dem an der Kontaktelementplatine in Fortsetzung ihrer Längserstreckung die Überfederplatine angebunden ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktelementplatinen und den Überfeder­ platinen ein weiterer Schrottstreifen ausgestanzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Schrottstreifen vor der Formgebung der Überfedern von den Kontaktelementplatinen abgetrennt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überfeder in Richtung Kontaktelementschrottstreifen auf das Kontaktelement geschoben und dort arretiert wird.

7. Platine zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die einstückige Anbindung der Überfederplatine an die Kontaktelementplatine.

8. Kontaktelement hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 unter Verwendung einer Platine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (16) eine gemeinsame Trennschnitt­ kante (11a) mit der Überfeder (17) aufweist.

9. Kontaktelement mit einer Schrottstreifentrennschnittkante hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 unter Verwendung einer Platine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine weitere Trennschnittkante (8a) in seinem Kontaktbe­ reich, wobei die Überfeder (17) ebenfalls eine Trenn­ schnittkante (11a) aufweist und das Kontaktelement (16) und die Überfeder (17) aus demselben Blechstreifenmaterial bestehen.