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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktelement für einen elektrischen Steckverbinder, mit einem Buchsenabschnitt, der eine Öffnung aufweist, die eine Einsteckrichtung zum Einstecken eines Stiftkontaktes in den Buchsenabschnitt vorgibt, und mit einer über wenigstens eine Wurzel mit dem Buchsenabschnitt verbundenen Kontaktfeder, mit der quer zur Einsteckrichtung eine Kontaktkraft auf den Stiftkontakt ausübbar ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bestückungsanordnung zum Bestücken elektrischer Steckverbinder mit Kontaktelementen, mit einem Trägerstreifen, der wenigstens ein Kontaktelement hält.
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Kontaktelemente der oben genannten Art und diese umfassende Bestückungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Kontaktelemente werden üblicherweise über eine Materialbrücke mit dem Trägerstreifen verbunden in einem gefalteten Zustand ausgeliefert und in Bestückungsautomaten geladen, welche die Kontaktelemente automatisch mit elektrischen Leitern versehen und/oder in Steckverbinder einsetzen. Dort nehmen die Kontaktelemente im Betrieb Steckkontakte eines Gegensteckers, meist in Form von Stiftkontakten, auf, um diese elektrisch leitend mit den an den Kontaktelementen angeschlossenen elektrischen Leiter zu verbinden. Dabei gilt es, die in die Kontaktelemente eingesteckten Steckkontakte im gesteckten Zustand möglichst sicher elektrisch leitend zu kontaktieren und festzuhalten.
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Zudem besteht ein fortwährendes Bedürfnis, Steckverbinder zu miniaturisieren, womit auch die Kontaktelemente verkleinert werden müssen. Ausgehend vom derzeitigen Miniaturisierungsgrad ist eine weitere Verkleinerung dadurch erschwert, dass die funktionellen Bestandteile des Kontaktelementes, wie die Kontaktfeder, weiterhin am Buchsenabschnitt untergebracht sein und gleichzeitig die gewünschten Kontaktkräfte aufbringen können müssen. Dies ist bei fortschreitender Miniaturisierung weiter erschwert, weil Materialstärken von Blechen, aus denen die Kontaktelemente und die Trägerstreifen in der Regel ausgestanzt werden, mittlerweile zwischen 0,1 und 0,2 mm betragen. Trotz dieser relativ dünnen Blechdicke müssen die beispielsweise aus Stahl oder Phosphorbronze hergestellten Kontaktelemente die gewünschten Steckeigenschaften und Kontaktkräfte aufweisen.
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Folglich liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Miniaturisierung von Kontaktelementen unter Beibehaltung gewünschter Steckeigenschaften, insbesondere Kontaktkräfte, zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Kontaktelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kontaktfeder sich von der Wurzel aus im Wesentlichen entgegen der Einsteckrichtung verlaufend zur Öffnung hin erstreckt.
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Bei der eingangs genannten Bestückungsanordnung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Trägerstreifen wenigstens ein erfindungsgemäßes Kontaktelement hält.
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Diese Lösungen haben den Vorteil, dass der Buchsenabschnitt und somit das gesamte Kontaktelement verkürzt bzw. die Bestückungsanordnung samt Trägerstreifen und Kontaktelement schmaler ausgestaltet werden kann als bisher. Dies ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik verkürzte Kontaktstifte einzusetzen, wodurch Steckverbinder weiter verkleinert werden können. Beispielsweise kann sich die Kontaktfeder ohne Umlenkbiegungen von der Wurzel aus zur Öffnung hin erstrecken, um möglichst wenig Raum zu beanspruchen.
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Die erfindungsgemäßen Lösungen können mit den folgenden weiteren, jeweils für sich vorteilhaften Ausgestaltungen beliebig kombiniert und weiter verbessert werden.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes kann vorgesehen sein, dass die Kontaktfeder in einer Projektion entlang der Einsteckrichtung zumindest abschnittsweise L-förmig ausgestaltet ist. Somit kann die Kontaktfeder verschiedene Federbereiche bzw. -schenkel mit unterschiedlichen Biegesteifigkeiten aufweisen, die parallel und quer zur Einsteckrichtung verlaufen bzw. sich in ihrer Breite quer und parallel zur Einsteckrichtung erstrecken können.
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Die Kontaktfeder kann wenigstens zwei Federbereiche bzw. -schenkel aufweisen, die zusammen ein freies Ende der Kontaktfeder tragen, wobei einer der wenigstens zwei Federbereiche mit einer Seitenwand des Buchsenabschnittes und ein weiterer der wenigstens zwei Federbereiche mit einer Decke des Buchsenabschnittes verbunden sein kann. So können die Kontaktkräfte sowohl über die Seitenwand als auch die Decke des Buchsenabschnittes auf diesen übertragen werden, was eine Maximierung der Kontaktkräfte bei sehr geringen Blechstäken ermöglicht. Am freien Ende können die Federbereiche derartig zusammengeführt sein, dass die jeweils von ihnen ausgewirkten Federkräfte sich zu einer gemeinsamen Kontaktkraft am freien Ende kombinieren.
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Die Kontaktfeder kann einen Klemmbereich und der Buchsenabschnitt einen dem Klemmbereich an einer Steckkontaktaufnahme des Kontaktelements gegenüberliegend angeordneten Gegenklemmbereich ausbilden, wobei der Klemmbereich in einem ungesteckten Zustand des Kontaktelementes bezüglich des Gegenklemmbereiches quer zur Einsteckrichtung seitlich versetzt angeordnet sein kann. So können Klemmbereich und Gegenklemmbereich beispielsweise in einer Querrichtung des Kontaktelementes seitlich versetzt zueinander angeordnet sein. Bei Auslenkung des Klemmbereiches durch Einführen eines Stiftkontaktes mit ordnungsgemäßer Dicke in die Steckkontaktaufnahme kann der Klemmbereich so ausgelenkt sein, dass er den Gegenklemmbereich quer zur Einsteckrichtung möglichst exakt gegenüberliegend angeordnet ist, wodurch die Kontaktkraft möglichst senkrecht zur Einsteckrichtung auf den Stiftkontakt wirkt. Dazu kann die Kontaktfeder auch von einem hinteren, von der Öffnung abgewandten Abschnitt, insbesondere an ihren Federbereichen beweglich ausgestaltet sein, damit der Klemmbereich bzw. das diesen tragende oder ausbildende freie Ende der Kontaktfeder entlang einer gewünschten Auslenkungsbahn beweglich gehalten ist.
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Das Kontaktelement kann einen Überbiegeschutz aufweisen, der in einem im Wesentlichen quer zur Einsteckrichtung verlaufenden Federweg der Kontaktfeder angeordnet ist, und an dem die Kontaktfeder beim Auslenken entlang des Federweges zum Anliegen kommt, bevor ihre Fließgrenze erreicht ist. Der Überbiegeschutz kann oberhalb der Kontaktfeder vorgesehen sein, um diese trotz geringer Materialdicken vor plastischen Verformungen zu schützen, d.h. zu verhindern, dass eine Fließgrenze des Materials der Kontaktfeder beim Einstecken eines Stiftkontaktes überschritten wird. Somit kann die Kontaktfeder vor Beschädigung durch plastische Verformung geschützt sein.
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Im Bereich der Öffnung des Kontaktelementes kann eine schräge zur Einsteckrichtung verlaufende Einlauframpe gebildet sein, die von einer Vorderkante der Kontaktfeder beabstandet am Buchsenabschnitt ausgeformt ist. Somit kann ein in den Buchsenabschnitt einzuführender Stiftkontakt gezielt in die Steckkontaktaufnahme zwischen Klemmbereich und Gegenklemmbereich entlang der Einlauframpe eingeführt werden. Dies hilft, Fehlsteckungen, insbesondere Hintersteckungen, zu vermeiden, und daher einen Hintersteckschutz zu gewährleisten.
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Die Einlauframpe kann auf einer an der Vorderkante der Kontaktfeder ausgeformte Fase zielen, wobei ein erster Einlaufwinkel zwischen der Einlauframpe und einer Längsachse des Kontaktelementes kleiner ist als ein weiterer Einlaufwinkel zwischen der Fase und der Längsachse. In anderen Worten kann die Fase in einer Flucht entlang der Einlauframpe liegen. Die Längsachse kann im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung verlaufen. Die entsprechende Abstimmung der Einlaufwinkel aufeinander kann gewährleisten helfen, dass eine Spitze oder vordere Kante eines Kontaktstiftes entweder direkt von der Einlauframpe auf den Klemmbereich oder zumindest auf die Fase geführt wird, was eine ordnungsgemäße Auslenkung der Kontaktfeder beim Einführen des Stiftkontaktes gewährleisten und somit Hintersteckungen vermeiden helfen kann.
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Das Kontaktelement kann ein mit wenigstens einer zumindest abschnittsweise in Richtung zu einer Leiterisolationsaufnahme des Kontaktelementes hin weisende Aussparung versehenen Isolationscrimpabschnitt zum festen Verbinden des Kontaktelementes mit einer Isolation eines elektrischen Leiters aufweisen. In der Regel wird der Isolationscrimpabschnitt um die Isolation des elektrischen Leiters gecrimpt, um diesen an seiner Isolation festzuhalten. Die Aussparung im Isolationscrimpabschnitt ermöglicht, dass das beim Vercrimpen verdrängte Isolationsmaterial in die Aussparung eindringt und nicht über die Außenabmaße des Isolationscrimpabschnittes hervorquillt, wodurch die Gesamtabmaße des mit dem elektrischen Leiter versehenen Kontaktelementes vergrößert wären. Mit anderen Worten hilft die Aussparung also, den beim Vercrimpen verdrängten Isolationsmaterial Raum zu bieten, den dieses einnehmen kann, ohne zu einer Verbreiterung des Kontaktelementes über die Außenabmaße des Isolationscrimpabschnittes hinaus beizutragen.
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Die wenigstens eine Aussparung kann in wenigstens einer Isolationscrimpflanke des Isolationscrimpabschnittes angeordnet sein. So kann das Isolationsmaterial des elektrischen Leiters beim Vercrimpen der Isolationscrimpflanke in die darin angebrachte Aussparung eindringen. Auf diesem Wege lässt sich insbesondere im durch die Isolationscrimpflanken gebildeten Seitenbereich des Isolationscrimpabschnittes ein Überragen der Außenkontur der Isolationscrimpflanken durch das Isolationsmaterial und eine damit einhergehende Verbreiterung des Kontaktelementes im vercrimpten Zustand verhindern.
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Wenigstens eine weitere Aussparung kann in einem Boden des Kontaktelementes ausgeformt sein. Somit kann der Isolation eines mit dem Kontaktelement vercrimpten elektrischen Leiters weiterer Ausweichraum geboten werden, um zu verhindern, dass die Isolation über die Außenkonturen des vercrimpten Isolationscrimpabschnittes hervorquillt.
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Die wenigstens eine weitere Aussparung kann sich vom Leiterisolationscrimpabschnitt aus zumindest bis in einen Übergangscrimpabschnitt hinein erstrecken, der den Isolationscrimpabschnitt mit einem Leitercrimpabschnitt des Kontaktelementes verbindet. Der Leitercrimpabschnitt kann dazu dienen, einen elektrisch leitenden Kern des elektrischen Leiters elektrisch leitend zu kontaktieren. Die sich bis an den Leitercrimpabschnitt herein erstreckende weitere Aussparung kann insbesondere helfen, Fertigungstoleranzen beim Vercrimpen des elektrischen Leiters mit dem Kontaktelement auszugleichen, indem stets ausreichende Ausweichzonen zur Aufnahme überschüssigen Isolationsmaterials des elektrischen Leiters bereitgestellt werden, damit dieses nicht über die Außenkontur des Kontaktelementes im vercrimpten Zustand hervorragt.
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Bei der eingangs genannten Bestückungsanordnung lässt sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch weiter verbessern, dass der Trägerstreifen mit wenigstens einem Transportloch versehen ist, das eine quer zur Längserstreckung des Trägerstreifens verlaufender Antriebskante zum Antreiben des Trägerstreifens mittels eines Transportstiftes aufweist. So werden die Trägerstreifen oft durch mit Transportstiften versehene Transporträder angetrieben, um die mit dem Trägerstreifen verbundenen Kontaktelemente in einer Transportrichtung einem Werkzeug zuzuführen. Das Werkzeug kann beispielsweise dazu dienen, die Kontaktelemente aus einem ausgestanzten und somit planaren Zustand in einen gefalteten Zustand zu überführen und/oder einen Steckverbinder mit den Kontaktelementen zu bestücken. In beiden Fällen ist es insbesondere bei fortschreitender Miniaturisierung der Kontaktelemente wichtig, diese immer präziser den Werkzeugen zuzuführen. Jedoch kann dies bei gemäß dem Stand der Technik in der Regel kreisrunden Transportlöchern dadurch erschwert sein, dass die mit vierkantigem Querschnitt ausgestalteten Transportstifte in den Rand des Transportloches eindringen bzw. durch Kerbwirkung das Transportloch lokal weiten und dadurch einen Versatz einer Ist-Position zu einer gewünschten Soll-Position des Kontaktelementes bewirken. Eine quer zur Längserstreckung des Trägerstreifens verlaufender Antriebskante, die im Wesentlichen gradlinig ausgestaltet sein kann, ermöglicht, den Transportstift entlang einer durch die Antriebskante vorgegebene Linie bzw. Fläche abzustützen und somit die Fläche zur Übertragung der Transportkräfte des Transportstiftes auf den Trägerstreifen soweit zu vergrößern, dass keinerlei Soll-Abweichungen bewirkende Kerbeffekte auftreten.
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Eine Prägung im Trägerstreifen kann einen abgerundeten Gipfelbereich ausbilden. Gemäß dem Stand der Technik sind die Trägerstreifen in der Regel trapezförmig geprägt, so dass eine von der Oberfläche des Streifens hervorstehende und parallel zur Oberfläche verlaufende Ebene als Gipfelbereich vorhanden ist. Eine derartige Prägung soll helfen, den Trägerstreifen möglichst präzise in einer Führungsnut zu führen, damit das Kontaktelement möglichst exakt bewegt werden kann. Problematisch bei den trapezförmigen Prägungen gemäß dem Stand der Technik ist jedoch, dass sie in flächigen Kontakt mit einem Boden der Führungsnut gelangen und daher zu erhöhten Reibungskräften, wenn nicht sogar Verkantungen des Streifens in der Nut führen können. Die Gefahr von Verkantungen ist dadurch weiter erhöht, dass das Einbringen der trapezförmigen Prägungen und dem Ausstanzen der Transportlöcher aufgrund von Materialverdrängungen zu einer sogenannten Säbelkrümmung des Trägerstreifens führen kann. Sowohl der Flächenkontakt als auch die Säbelkrümmung lassen sich durch die Ausformung abgerundeter Prägungen verhindern. Der abgerundete Gipfel der Prägung hilft zu gewährleisten, dass allenfalls ein Punktkontakt zwischen dem Gipfel der Prägung und dem Boden der Nut auftritt, was die Gefahr eines Verkantens verringern hilft.
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Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Die bei diesen Ausführungsformen dargestellten Merkmalskombinationen dienen lediglich Anschauungszwecken. Einzelne Merkmale können nach Maßgabe ihrer oben beschriebenen Vorteile weggelassen werden, wenn es bei bestimmten Anwendungen auf den Vorteil des jeweiligen Merkmals nicht ankommt. In der Beschreibung der Ausführungsformen sind der Einfachheit halber gleiche Merkmale und Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Merkmale und Elemente mit einer gleichen oder zumindest ähnlichen Funktionalität weisen in der Regel die gleiche Bezugsnummer bzw. den gleichen Bezugsbuchstaben auf, die bzw. der zur Kennzeichnung einer weiteren Ausführungsform mit einem zusätzlichen Buchstaben bzw. einem Apostroph versehen sein kann.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes in einem gefalteten Zustand;
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2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bestückungsanordnung, die das mit einem erfindungsgemäßen Trägerstreifen verbundene, in 1 gezeigte Kontaktelement beinhaltet;
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3 eine schematische Draufsicht der in 2 gezeigten Bestückungsanordnung;
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4 eine schematische Vorderansicht der in 2 und 3 gezeigten Bestückungsanordnung;
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5 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 4 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
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6 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 5 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
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7 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 6 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 9 eingezeichneten Schnittlinie K-K;
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8 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 7 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 7 eingezeichneten Schnittlinie D-D;
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9 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 8 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 7 eingezeichneten Schnittlinie D-D;
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10 eine schematische Querschnittsansicht des in 1 bis 9 gezeigten Kontaktelementes entlang der in 7 eingezeichneten Schnittlinie C-C;
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11 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bestückungsanordnung umfassend einen erfindungsgemäßen Trägerstreifen und mehrere erfindungsgemäße Kontaktelemente in einem ungefalteten Zustand;
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12 eine schematische Querschnittsansicht des in 11 gezeigten Trägerstreifens entlang der in 11 eingezeichneten Schnittlinie X-X, und
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13 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes in einem gefalteten Zustand.
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Zunächst wird eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes 1 anhand 1 beschrieben, die das als Buchsenkontakt ausgeformte Kontaktelement 1 in einer schematischen Perspektivansicht zeigt. Das Kontaktelement 1 erstreckt sich mit seiner Längsachse L1 entlang einer Längsrichtung X sowie quer zur Längsachse L1 in einer Querrichtung Y und einer Höhenrichtung Z. Die Längsrichtung X, die Querrichtung Y und die Höhenrichtung Z spannen gemeinsam ein Kartesisches Koordinatensystem auf. Im Folgenden beziehen sich alle Erwähnungen von vorne oder hinten in der Regel auf in bzw. entgegen der Längsrichtung X relativ zueinander beabstandete oder angeordnete Elemente. Erwähnungen von links oder rechts beziehen sich in der Regel auf in Querrichtung Y relativ zueinander angeordnete bzw. beabstandete Elemente. Erwähnungen von oberhalb oder unterhalb beziehen sich in der Regel auf in bzw. entgegen der Höhenrichtung Z relativ zueinander angeordnete oder beabstandete Elemente.
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Das Kontaktelement 1 besitzt einen Buchsenabschnitt 2, der über einen Übergangsabschnitt 3 mit einem Crimpabschnitt 4 verbunden ist. Der Buchsenabschnitt 2 besitzt einen Einführabschnitt 5, einen Kontaktabschnitt 6 und einen Kastenabschnitt 7. Der Einführabschnitt 5 bildet im Bereich eines vorderen Randes 8 des Kontaktelementes 1 eine Öffnung 9 aus, über die elektrische Stiftkontakte (nicht gezeigt) in einer Einsteckrichtung E in den Buchsenabschnitt 2 einführbar sind, um dort im Kontaktabschnitt 6 elektrisch leitend kontaktiert zu werden. Um den Stiftkontakt ordnungsgemäß in den Kontaktabschnitt 6 zu führen, ist im Bereich der Öffnung 9 eine Einlauframpe 10 ausgeformt, die über eine Seitenwand 11 des Kontaktelementes 1 im Einführabschnitt 5 mit einem Boden 12 des Kontaktelementes 1 verbunden ist. Im Kontaktabschnitt 6 ist das Kontaktelement 1 mit einer Kontaktfeder 13 versehen. Die Kontaktfeder 13 verfügt über zwei schenkelförmige Federbereiche 14a, 14b, die jeweils über eine Wurzel 15a, 15b (siehe auch 7) mit einem Gehäuse 16 des Kontaktelementes 1 verbunden sind und ein freies Ende 17 der Kontaktfeder 13 tragen. Das freie Ende 17 verbindet die Federbereiche 14a und 14b miteinander und weist entgegen der Einsteckrichtung E in Richtung zur Öffnung 9 hin.
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Im Kastenabschnitt 7 ist das Gehäuse 16 rundherum weitgehend geschlossen. In einem Deckenbereich 18 des Gehäuses 16 ist eine Ausnehmung 19 zur Aufnahme einer Rastfeder 20 des Kontaktelementes 1 ausgeformt. Die Rastfeder 20 ist so ausgestaltet, dass sie entgegen einer ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 verlaufenden Einführrichtung I zum Einführen des Kontaktelementes 1 in eine Kontaktkammer eines Steckverbinders (nicht gezeigt) gerichtet ist. In einer in der Kontaktkammer vorgesehenen ordnungsgemäßen Endposition verrastet die Rastfeder 20 mit dem Gehäuse und sichert somit das Kontaktelement 1 in der Kontaktkammer bzw. stützt es darin entgegen der Einführrichtung I ab, so dass in Einsteckrichtung E wirkende Steckkräfte beim Einführen eines Stiftkontaktes in das Kontaktelement 1 dieses nicht aus der Kontaktkammer bewegen können. Eine weitere Abstützung entgegen der Einführrichtung I bzw. in Einsteckrichtung E kann das Kontaktelement 1 an einer Rückseite 21 des Kastenabschnittes 7 erfahren, wo weitere Sicherungsorgane, beispielsweise sogenannte zweite Kontaktsicherungen, das Kontaktelement 1 hintergreifen und gegen ungewollte Bewegungen entgegen der Einführrichtung I absichern können. In Längsrichtung X vor der Rückseite 21 gelegen ist der Übergangsabschnitt 3 zum Crimpabschnitt 4 so ausgestaltet, dass hier etwaige Sicherheitsorgane in Querrichtung Y sowie Höhenrichtung Z mit dem Kontaktelement 1 in Eingriff gebracht werden können.
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Der Crimpabschnitt 4 besitzt einen Leitercrimpabschnitt 22, einen Übergangscrimpabschnitt 23 und einen Isolationscrimpabschnitt 24, der über den Übergangscrimpabschnitt 23 mit dem Leitercrimpabschnitt 22 verbunden ist. Im Leitercrimpabschnitt 22 sind zwei Leitercrimpflanken 25a, 25b ausgeformt, die sich vom Boden 12 in Höhenrichtung Z weg erstrecken und sich bezüglich der Mittelachse L1 gegenüberliegend angeordnet sind. Auf ihrer der Mittelachse L1 zugewandten Seite sind die Leitercrimpflanken 25a, 25b mit quer zur Längsrichtung L1 verlaufenden Rillen 26 versehen, die es erleichtern, eine innige mechanische Verbindung zwischen dem Leitercrimpabschnitt 22 und einem elektrischen Leiter (siehe 5 und 6) herzustellen. Analog zum Leitercrimpabschnitt 22 verfügt der Isolationscrimpabschnitt 24 über zwei Isolationscrimpflanken 27a, 27b, die sich vom Boden 12 ausgehend bezüglich der Längsachse L1 gegenüberliegend angeordnet und dazu ausgestaltet sind, eine Isolation des elektrischen Leiters zu umgreifen (siehe 6). In den Isolationscrimpflanken 27a, 27b sind Aussparungen 28a bzw. 28b ausgeformt, die beim Vercrimpen verdrängtes Isolationsmaterial des elektrischen Leiters aufnehmen, so dass dieses nicht derart über die Außenkontur der vercrimpten Isolationscrimpflanken 27a, 27b hervorragt, dass es zur Erweiterung der Außenabmaße des Kontaktelementes 1 in der Querrichtung Y und/oder Höhenrichtung Z beiträgt.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Bestückungsanordnung 100, die wenigstens ein Kontaktelement 1 beinhaltet, das an einem Trägerstreifen 101 der Bestückungsanordnung 100 befestigt ist. Beispielsweise kann das Kontaktelement 1 über eine Materialbrücke 102 einstückig mit dem Trägerstreifen 101 verbunden sein. Das Kontaktelement 1 kann samt all seiner hierin genannten Merkmale und Elemente einstückig ausgestaltet sein. Folglich kann die gesamte Bestückungsanordnung 100 aus einem einzigen Blech gestanzt sein.
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3 zeigt die Bestückungsanordnung 100 in einer schematischen Draufsicht. Hier wird deutlich, dass eine Längsachse L101 des Trägerstreifens 101 sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 erstreckt. Mittig entlang der Längsachse L101 des Trägerstreifens 101 sind Transportlöcher 103 und Prägungen 104 im Trägerstreifen 101 ausgeformt. Ein Mittelpunt M103 eines der Transportlöcher 103 kann in Querrichtung Y auf gleicher Höhe wie die Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 liegen. Das Transportloch 103 kann mit einer Antriebskante 105 versehen sein, die im Wesentlichen geradlinig parallel zur Längsachse L101 des Trägerstreifens 101 bzw. quer zur Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 verlaufen kann. Die Antriebskante 105 kann somit entgegen einer im Wesentlichen parallel zur Querrichtung Y verlaufenden Transportrichtung T der Bestückungsanordnung verlaufen und einem Transportstift (nicht gezeigt) einer Bestückungsvorrichtung eine genügend große Anlagefläche bieten, so dass der Transportstift das Transportloch 103 beim Antreiben der Bestückungsanordnung 100 nicht ungewollt verformt.
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Des Weiteren wird in 3 deutlich, dass der Crimpabschnitt 4 mit einer weiteren Aussparung 29 versehen ist, die sich vom Isolationscrimpabschnitt 24 bis in den Übergangscrimpabschnitt 23 erstreckt und der Isolation des elektrischen Leiters weitere Ausweichmöglichkeiten bietet. Ferner ist zu erkennen, dass die Rillen 26 im Leitercrimpabschnitt 22 sich von der Leitercrimpflanke 25a aus über den Boden 12 hinweg durchgängig bis in die Leitercrimpflanke 25b erstrecken. Somit kann ein im Leitercrimpabschnitt 22 angeordneter elektrischer Leiter entlang seines gesamten Außenumfanges mit Hilfe der Rillen 26 formschlüssig umgriffen werden.
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4 zeigt die Bestückungsanordnung 100 in einer schematischen Vorderansicht. Bei einem Blick durch die Öffnung 9 entlang der Einsteckrichtung E wird hier deutlich, dass am freien Ende 17 der Kontaktfeder 13 ein pillenförmig nach unten hervorstehender Klemmbereich 30 ausgeformt ist, der entgegen einem vom Boden 12 des Kontaktelementes 1 hervorragenden, ebenfalls pillenförmig ausgestalteten Gegenklemmbereich 31 in eine Steckkontaktaufnahme 32 hineinragt. In anderen Worten ist die Steckkontaktaufnahme 32 zwischen dem Klemmbereich 30 und dem Gegenklemmbereich 31 gebildet und seitlich von der Seitenwand 11 begrenzt. Die Leitercrimpflanken 25a, 25b und Isolationscrimpflanken 27a, 27b ragen in Querrichtung Y links und rechts vom Gehäuse 16 bzw. dessen Seitenwänden 11 hervor und sind bereit, derartig mit einem elektrischen Leiter bzw. dessen Isolation vercrimpt zu werden, dass sie in einer Projektion entlang der Längsrichtung L1 des Kontaktelementes 1 im Schatten bzw. innerhalb der Außenkontur des Gehäuses 16 angeordnet sind.
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5 zeigt das Kontaktelement 1 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A und somit in einer schematischen Querschnittsansicht durch die Leitercrimpflanken 25a, 25b. Hier wird deutlich, dass ein elektrischer Leiter 200 mit seiner Längsachse L200 bzw. seinem Mittelpunkt M200, M‘200 in zwei verschiedenen in Querrichtung Y maximal voneinander beabstandeten Positionen auf dem Boden 12 des Kontaktelementes 1 abgelegt sein kann. Dieses Spiel vereinfacht ein Umcrimpen des elektrischen Leiters 200 mit den Leitercrimpflanken 25a, 25b unter der Gewährleistung, dass der elektrische Leiter 200 während des Vercrimpens auf dem Boden 12 des Kontaktelementes 1 aufliegt.
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6 zeigt das Kontaktelement 1 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie B-B und somit entlang der Isolationscrimpflanken 27a, 27b. Hier wird deutlich, dass eine Isolation 201 des elektrischen Leiters 200 mit ihrer Mittelachse bzw. ihrem Mittelpunkt M201 im Wesentlichen in Querrichtung Y mittig durch die Isolationscrimpflanken 27a, 27b auf dem Boden 12 bzw. über der weiteren Aussparung 29 zentriert angeordnet sein kann. Eine Innenkontur der Leitercrimpflanken 27a, 27b und des Bodens 12 kann die Außenkontur der Isolation 201 angepasst sein, so dass diese schon vor dem Vercrimpen der Isolationscrimpflanken 27a, 27b in einer vordefinierten Position gehalten sein kann. Die Aussparungen 28a, 28b und die weitere Aussparung 29 sind jeweils als Durchgangsöffnungen ausgestaltet, die einen geradlinigen Abschnitt 33 und einen trichterförmigen Abschnitt 34 aufweisen, der sich in Richtung zu einer zwischen den Isolationscrimpflanken 27a, 27b und dem Boden 12 gebildeten Isolationsaufnahme 35 des Kontaktelementes 1 hin weitet. Somit kann die Isolation 201 beim Vercrimpen der Isolationscrimpflanken 27a, 27b ohne übermäßige Kerbwirkung an den Rändern der Aussparungen 28a, 28b, 29 entlang der trichterförmigen Abschnitte 34 in die Aussparungen 28a, 28b, 29 eindringen und hat entlang der geradlinigen Abschnitte 33 genügend Raum, um sich vom Mittelpunkt M201 bzw. der Längsachse L1 aus nach außen auszudehnen, ohne über die Außenkontur des Kontaktelementes 1 hervorzuragen.
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7 zeigt das Kontaktelement 1 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 9 eingezeichneten Schnittlinie K-K. Hier wird deutlich, dass der Federbereich 14a der Kontaktfeder 13 über seine Wurzel 15a mit der Seitenwand 11 des Kontaktelementes 1 verbunden ist, wohingegen der Federbereich 14b über seine Wurzel 15b mit einer Zwischendecke 36 des Kontaktelementes 1 in Verbindung steht, die sich entlang des gesamten Kastenabschnittes 7 erstrecken kann. In Einsteckrichtung E sind der Klemmbereich 30 und der Gegenklemmbereich 31 in gleicher Höhe angeordnet. In anderen Worten liegt ein Scheitelpunkt 37 des Klemmbereiches 30 einem Scheitelpunkt 38 des Gegenklemmbereiches 31 in einer Projektion entlang der Querrichtung Y gegenüber. Somit können Klemmbereich 30 und Gegenklemmbereich 31 an Scheitelpunkt 37 bzw. Gegenscheitelpunkt 38 möglichst senkrecht zur Einsteckrichtung E eine Kontaktkraft auf einen Stiftkontakt ausüben.
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Um den Stiftkontakt zielsicher in die Steckkontaktaufnahme 32 zu führen und Hintersteckungen zu vermeiden, zielt die Einlauframpe 10 unter einem Einlaufwinkel α zur Längsachse L1 auf eine Fase 39, die an einer entgegen der Einsteckrichtung E weisenden Vorderkante 40 der Kontaktfeder 13 ausgeformt ist. Zwischen der Fase 39 und der Längsachse L1 ist ein weiterer Einlaufwinkel β gebildet, der größer ist als der Einlaufwinkel α. In einer Projektion entlang der Einsteckrichtung E überlappt das untere Ende der Einführrampe 10 sich mit der Vorderkante 40. Somit kann sichergestellt sein, dass selbst wenn der Stiftkontakt im ungünstiges Fall sich an die Einlauframpe 10 anschmiegend unter dem Winkel α schräg in Richtung zur Steckaufnahme 32 hin durch die Öffnung 9 in den Buchsenabschnitt 2 einläuft, er über die Fase 39 sicher auf den Klemmbereich 30 geführt wird.
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8, 9 und 10 zeigen das Kontaktelement 1 jeweils in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 7 eingezeichneten Schnittlinien D-D, E-E bzw. C-C. Hier wird deutlich, dass der Scheitel 37 des Klemmbereiches 30 in einem ungesteckten Ausgangszustand des Kontaktelementes 1 in Querrichtung Y mit einem Abstand dY,37,38 vom Gegenscheitel 38 des Gegenklemmbereiches 31 angeordnet ist. Dies hilft, bei den in ihrer Breite quer zueinander verlaufenden Federbereichen 14a, 14b bzw. von diesen gebildeten senkrecht zu einander verlaufenden Federschenkeln, den dadurch schräge zur Höhenrichtung Z verlaufenden Federweg dahingehend zu kompensieren, dass sich in einem gewünschten Steckzustand bei Aufnahme eines ordnungsgemäßen Stiftkontaktes in der Steckkontaktaufnahme 32 der Scheitel 37 und der Gegenscheitel 38 im Wesentlichen exakt gegenüberstehen. Mit anderen Worten sollte der Abstand dY,37,38 zwischen Scheitel 37 und Gegenscheitel 38 in der Querrichtung Y weitgehend minimiert sein, wenn ein Stiftkontakt in der Steckkontaktaufnahme 32 aufgenommen ist. Um die hierfür notwendige Beweglichkeit der Kontaktfeder 13 auch entlang der Querrichtung Y zu ermöglichen, ist ihr Federbereich 14a von der Seitenwand 11 aus nach innen zur Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 hin ausgelenkt bzw. versetzt angeordnet. Von seiner Wurzel 15a aus verläuft der Federbereich 14a also unter einem relativ spitzen Winkel zur Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 hin. Dadurch ist eine Beweglichkeit der Kontaktfeder 1 über die gesamte Länge der Federbereiche 14a, 14b von der Längsachse L1 des Kontaktelementes 1 nach außen gewährleistet. Des Weiteren besitzt der Scheitel 37 eine parallel zur Querrichtung Y gemessene Länge l34, die größer als eine ebenfalls quer zur Querrichtung Y gemessene Länge l38 des Gegenscheitels 38 ist. Dies hilft zu gewährleisten, dass der Scheitel 37 und der Gegenscheitel 38 sich stets möglichst parallel zueinander gegenüberliegen.
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In einer Projektion entlang bzw. entgegen der Einsteckrichtung E weist die Kontaktfeder 13 einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, wobei der Federbereich 14a den kurzen und der Federbereich 14b den langen Schenkel der L-Form bildet. Um ferner eine plastische Verformung der Kontaktfeder 13, insbesondere des Federbereiches 14a zu vermeiden, ist das Kontaktelement 1 mit einem Überbiegeschutz 41 versehen. Der Überbiegeschutz 41 kann als ein nach innen gebogener Abschnitt der Seitenwand 11 ausgeformt sein. Er kann eine in Richtung zur Kontaktfeder 13 hin gerundete Begrenzungskontor 42 ausbilden, die komplementär zu einer an der Kontaktfeder 13 ausgeformten Stützkontur 43 ausgestaltet sein kann. Somit kann die Kontaktfeder 13 mit ihrer Stützkontur 43 möglichst flächig an der Begrenzungskontur 42 anliegend in einem Zustand maximal zulässiger Auslenkung abgestützt sein, bevor ein Fließen bzw. plastisches Verformen der Kontaktfeder 13, insbesondere deren Federbereiche 14a, 14b einsetzen kann.
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11 zeigt die Bestückungsanordnung 100 in einem gestanzten, jedoch ungefalteten Zustand J in einer schematischen Draufsicht. Hier sind exemplarisch zwei Kontaktelemente 1 an einen Trägerstreifen 101 angebunden. 12 zeigt den Trägerstreifen 101 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 11 eingezeichneten Schnittlinie X-X. Es wird deutlich, dass die Prägung 104 einen wesentlichen abgerundeten Gipfelbereich 106 aufweist, was ein Verkanten des Trägerstreifens 100 in einer Führung einer Bestückungsvorrichtung verhindern helfen kann.
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Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen möglich. So kann eine Bestückungsanordnung 100 Trägerstreifen 101 umfassen, die Kontaktelemente 1 in einer beliebigen Anzahl tragen können. Die Kontaktelemente 1 können mit Buchsenabschnitten 2, Übergangsabschnitten 3, Crimpabschnitten 4, Einführabschnitten 5, Kontaktabschnitten 6, Kastenabschnitten 7, vorderen Rändern 8, Öffnungen 9, Einlauframpen 10, Seitenwänden 11, Böden 12, Kontaktfedern 13, Federnbereichen 14a, 14b, Wurzeln 15a, 15b, Gehäusen 16, feien Enden 17, Deckenbereichen 18, Ausnehmungen 19, Rastfedern 20, Rückseiten 21, Leitercrimpabschnitten 22, Übergangscrimpabschnitten 23, Isolationscrimpabschnitten 24, Leitercrimpflanken 25a, 25b, Rillen 26, Isolationscrimpflanken 27a, 27b, Aussparungen 28a, 28b, weiteren Aussparungen 29, Klemmbereichen 30, Gegenklemmbereichen 31, Steckkontaktaufnahmen 32, geradlinigen Abschnitten 33, trichterförmigen Abschnitten 34, Isolationsaufnahmen 35, Zwischendecken 36, Scheiteln 37, Gegenscheiteln 38, Fasen 39, Vorderkanten 40, Überbiegeschutzen 41, Begrenzungskonturen 42 und Stützkonturen 43 in beliebiger Form und Anzahl versehen sein, um die Kontaktelemente 1 in Kontaktkammern eines Steckverbinders zu halten und sicher einen Kontaktstift unter Aufbringung gewünschter Kontaktkräfte mit dem Kontaktelement 1 elektrisch leitend kontaktieren zu können. Entsprechend kann der Trägerstreifen 101 den jeweiligen Anforderungen gemäß Materialbrücken 102, Transportlöcher 103, Prägungen 104, Antriebskanten 105 und Gipfelbereich 106 aufweisen, die in beliebiger Anzahl den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein können, um wenigstens ein Kontaktelement 1 sicher einem Bestückungsautomat bzw. einer Bestückungsvorrichtung zuzuführen und damit handhaben bzw. verarbeiten zu können.
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In 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes gezeigt. Im Gegensatz zu dem Beispiel aus 1 ist im Beispiel der 13 die Einführrampe 10 nicht am unteren Teil, sondern am oberen Teil der Seitenwand 11 angebunden. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie produktionstechnisch leichter herzustellen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontaktelement/Buchsenkontakt
- 2
- Buchsenabschnitt
- 3
- Übergangsabschnitt
- 4
- Crimpabschnitt
- 5
- Einführabschnitt
- 6
- Kontaktabschnitt
- 7
- Kastenabschnitt
- 8
- vorderer Rand
- 9
- Öffnung
- 10
- Einlauframpe
- 11
- Seitenwand
- 12
- Boden
- 13
- Kontaktfeder
- 14a, 14b
- Federbereiche/Federschenkel
- 15a, 15b
- Wurzel
- 16
- Gehäuse
- 17
- freies Ende
- 18
- Deckenbereich/Decke
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Rastfeder
- 21
- Rückseite
- 22
- Leitercrimpabschnitt
- 23
- Übergangscrimpabschnitt
- 24
- Isolationscrimpabschnitt
- 25a, 25b
- Leitercrimpflanken
- 26
- Rillen
- 27a, 27b
- Isolationscrimpflanken
- 28a, 28b
- Aussparung
- 29
- weitere Aussparung
- 30
- Klemmbereich
- 31
- Gegenklemmbereich
- 32
- Steckkontaktaufnahme
- 33
- geradliniger Abschnitt
- 34
- trichterförmiger Abschnitt
- 35
- Isolationsaufnahme
- 36
- Zwischendecke
- 37
- Scheitel(-punkt)
- 38
- Gegenscheitel(-punkt)
- 39
- Fase
- 40
- Vorderkante der Kontaktfeder
- 41
- Überbiegeschutz
- 42
- Begrenzungskontur
- 43
- Stützkontur
- 100
- Bestückungsanordnung
- 101
- Trägerstreifen
- 102
- Materialbrücke
- 103
- Transportloch
- 104
- Prägung
- 105
- Antriebskante
- 106
- Gipfel/Scheitel der Prägung
- 200
- elektrischer Leiter
- 201
- Isolation des elektrischen Leiters
- α
- Einlaufwinkel
- β
- weiterer Einlaufwinkel
- dY,37,38
- Abstand
- E
- Einsteckrichtung
- F
- Federweg
- I
- Einführrichtung
- K
- gefalteter Zustand/Vormontagezustand
- l34
- Länge des Scheitels
- l34
- Länge des Gegenscheitels
- L1
- Längsachse des Kontaktelements
- L101
- Längsachse des Trägerstreifens
- L200
- Längsachse des elektrischen Leiters
- M103
- Mittelpunkt des Transportlochs
- M200, M‘200
- Mittelpunkt des elektrischen Leiters
- M201
- Mittelpunkt der Isolation
- T
- Transportrichtung
- X
- Längsrichtung
- Y
- Querrichtung
- Z
- Höhenrichtung