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Die Erfindung betrifft einen Einpress-Kontakt, der einen Grundkörper mit einem Anbindungsabschnitt, einem Einpressabschnitt zum elektrischen und mechanischem Verbinden des Einpress-Kontakts mit einer Kontaktöffnung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, sowie einen Einsteckabschnitt aufweist, wobei der Einpressabschnitt verformbare Einpresselemente aufweist, durch die eine Einpressverbindung herstellbar ist.
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Ein derartiger Einpress-Kontakt ist zum Beispiel aus der
DE 20 2009 017 984 U1 bekannt. Derartige Bauteile werden seit langem in der elektrischen Anschlusstechnik verwendet, um mittels einer Einpress-Verbindung (Pressfit-Verbindung) einen mechanischen und einen elektrischen Kontakt mit einer korrespondierenden Kontaktöffnung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, insbesondere einer Leiterbahn, herzustellen. Derartige Einpress-Kontakte werden einerseits eingesetzt, um eine lötfreie Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil, wie insbesondere einer Leiterplatte, und einem über den Einpress-Kontakt daran anzuschließenden Bauteil wie einer Drahtverbindung herzustellen. Wenn ein solcher Einpress-Verbinder in eine dafür vorgesehenen Kontaktöffnung mit einer metallischen Durchkontaktierung bestimmungsgemäß eingeführt wird, verändert er entsprechend seiner gewählten Geometrie seine Form und verkeilt sich mechanisch in der durchkontaktierten Kontaktöffnung. In Folge dessen wird ein elektrischer Kontakt hergestellt und gleichzeitig ein sicherer mechanischer Halt gewährleistet. In der Vergangenheit haben sich immer mehr unterschiedliche Formen von Einpress-Verbindern ausgebildet, die in der Regel als Kontaktstifte für einen Steckverbinder oder als Verbindungsstifte für eine oder mehrere Leiterplatten ausgebildet sind. Aus Gründen einer zunehmenden Miniaturisierung mussten die geometrischen Anforderungen von Leiterplatten und anderen Leiterkarten mit bedruckten Schaltungen kompakter und kleiner werden, insbesondere wenn zum Beispiel Leiterplatten sehr nahe beieinander plaziert und montiert werden sollen.
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Aus der
DE 20 2016 105 003 U1 ist ein Kontaktelement bekannt, das aus einem Einpressabschnitt besteht, der aus zwei nebeneinander verlaufenden Schenkeln gebildet wird, wobei die Schenkel an ihren jeweils oberen Schenkelenden über einen Anbindungsabschnitt stoffschlüssig miteinander verbunden sind, anschließend im Wesentlichen in einem oberen Abschnitt parallel nebeneinander verlaufen, in einem Mittelabschnitt zunächst auseinander und sodann wieder aufeinander zulaufen und dann in einem unteren Abschnitt wieder parallel nebeneinander verlaufen und an ihrem anderen, dem einsteckseitigen Ende, stoffschlüssig über einen Einführabschnitt wieder miteinander verbunden sind, wobei am Übergang des Anbindungsabschnitts zum oberen Abschnitt der Abstand der beiden Schenkel zumindest in einem Teilbereich, vorzugsweise über die gesamte Dicke in einer Richtung quer zur vorgenannten Breitenrichtung des Kontaktelements größer als der Abstand in dem sich anschließenden oberen Abschnitt ist.
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Allen vorgenannten Einpress-Kontakten ist gemeinsam, dass sie zwei nebeneinanderliegende, um 180° Grad versetzt zueinander angeordnete und somit in einer gemeinsamen Ebene liegende Abschnitte aufweisen, welche die Einpresszone der bekannten Steckverbinder ausbilden. Die bekannten Einpress-Kontakte treten somit mit der sie aufnehmenden Kontaktöffnung nur über zwei gegenüberliegende Abschnitte in mechanischen und elektrischen Kontakt. Die mechanische sowie elektrische Verbindung erfolgt daher nur über zwei relativ kleine Kontaktflächen. Dies kann dazu führen, dass keine hinreichend große Kontaktkräfte erzeugbar sind, sodass die gewünschte bzw. erforderliche Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung zwischen dem Einpress-Kontakt und der Kontaktöffnung nicht gegeben ist. Eine kleine Kontaktfläche zwischen der Kontaktöffnung und dem in diese eingesetzten Einpress-Kontakt ist auch in elektrischer Hinsicht nachteilig, da dadurch unerwünscht hohe Übergangswiederstände auftreten können.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Einpress-Kontakte ist, dass beim Montagevorgang eine Beschädigung der Leiterplatte, in welche die Einpress-Kontakte eingesteckt werden sollen, auftreten kann. Die Einpresselemente der bekannten Einpress-Kontakte verformen sich beim Einpress-Vorgang und beaufschlagen die in der Kontaktöffnung angeordnete Durchkontaktierung, die oft als eine elektrisch leitende Kontakthülse ausgebildet ist. Es besteht insbesondere die Gefahr, dass sich ein umlaufender Rand der Kontakthülse, der an einer Endseite dieser Kontakthülse verläuft, von der Leiterplatte abhebt, wodurch Risse in der Leiterplatte auftreten können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einpress-Kontakt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Haltekraft und/oder ein verbesserter elektrischer Übergang erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einpress-Kontakt ein erstes Einpresselement, ein zweites Einpresselement und mindestens ein weiteres drittes Einpresselement aufweist, und dass das weitere dritte oder mindestens eines der weiteren dritten Einpresselemente über oder unter der durch die beiden ersten Einpresselemente festgelegten Ebene angeordnet ist.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein mindestens drei Einpresselemente aufweisender Einpress-Kontakt geschaffen, bei dem die drei oder mehr Einpresselemente dreidimensional angeordnet sind, derart, dass das dritte und jedes weitere Einpresselement über bzw. unter der durch die beiden ersten Einpresselemente definierten Ebene liegen. Hierdurch wird zusätzlich zu den bei den bekannten Einpress-Kontakten vorhandenen, durch die beiden ersten Einpresselemente ausgebildeten Kontaktflächen mindestens eine weitere Kontaktfläche zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zwischen dem erfindungsgemäßen Einpress-Kontakt und der Innenwand der diesen Einpress-Kontakt aufnehmenden Kontaktöffnung des zu kontaktierenden Bauteils ausgebildet. Diese dreidimensionale Anordnung und Ausgestaltung der mindestens drei Einpresselemente des erfindungsgemäßen Einpress-Kontakts besitzt den Vorteil, dass durch die derart erreichte Erhöhung der Zahl der den mechanisch oder elektrischen Kontakt herstellenden Kontaktflächen die Haltekraft des Einpress-Kontakts erhöht und eine Verringerung des Übergangswiderstandes zwischen Einpress-Kontakt und dem zu kontaktierenden Bauteil erreicht wird. Der von dem erfindungsgemäßen Einpress-Kontakt auf die dadurch kontaktierte Kontaktöffnung, insbesondere eine in eine Öffnung eingesetzte Kontakthülse, ausgeübten Kräfte verteilen sich daher auf mindestens drei Kontaktstellen, sodass eine geringere mechanische Belastung der Durchkontaktierung der Kontaktöffnung, insbesondere einer als Durchkontaktierung fungierenden Kontaktbuchse, verringert wird. Hierdurch wird die Gefahr der Beschädigung des zu kontaktierenden Bauteils, insbesondere einer Leiterplatte, verringert. Die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirkte Anlage des Einpress-Kontakts an mindestens drei Stellen besitzt des weiteren den Vorteil, dass eine einfache Zentrierung desselben in der Kontaktöffnung in einfacher Art und Weise ermöglicht wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einpresselemente symmetrisch angeordnet sind. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch eine gleichmäßige Verteilung der Haltekräfte des in die Kontaktöffnung des elektrischen oder elektronischen Bauteils eingesetzten Einpress-Kontakts über den Umfang dieser Kontaktöffnung gegeben ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein und vorzugsweise alle Einpresselemente des Einpress-Kontakts mit ihrem ersten Ende mit dem Anbindungsabschnitt des Grundkörpers und mit ihrem zweiten Ende mit dem Einpressabschnitt des Einpress-Kontakts verbunden sind. Eine derartige Maßnahme ermöglicht in vorteilhafter Art und Weise eine einstückige Ausbildung des erfindungsgemäßen Einpress-Kontakts, welche sich durch ihre einfache Herstellbarkeit auszeichnet.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Einpress-Element als ein Schenkel ausgebildet ist, wobei dieser Schenkel einen ersten Abschnitt, der von dem Anschlussabschnitt ausgehend ansteigend verläuft, einen daran anschließenden Mittelabschnitt, der im Wesentlichen geradlinig verläuft, und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt, in dem der Schenkel zum Einsteckabschnitt hin abfällt, aufweist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass dadurch in einfacher Art und Weise ein federndes Einpresselement ausgebildet ist, welches eine zuverlässige Einpress-Verbindung ermöglicht.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Einpress-Kontakts,
- 2 der Einpress-Kontakt der 1 zusammen mit einem zu kontaktierenden Bauteil,
- 3 eine Seitenansicht der 2,
- 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV der 2,
- 5 die Anordnung der 2 in einem montierten Zustand des Einpress-Kontakts,
- 6 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß der 5,
- 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der 5, und
- 8 einen Schnitt entsprechend der Linie VIII-VIII der 5.
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In den 1 bis 8 ist ein allgemein mit 1 bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines Einpress-Kontakts gezeigt, welcher dazu dient, eine mechanische und gleichzeitig eine elektrische Verbindung mit einem in den Figuren nur schematisch dargestellten und allgemein mit B bezeichneten Bauteil (siehe 2) herzustellen. Dieses Bauteil B weist eine durchkontaktierte Kontaktöffnung O auf, in welche der Einpress-Kontakt 1 in an für sich bekannter und daher nicht mehr näher beschriebenen Art und Weise eingeführt wird und derart eine Einpress-Steckverbindung (Pressfit-Verbindung) ausbildet.
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Der Einpress-Kontakt 1 weist in ebenfalls bekannter Art und Weise einen Grundkörper 10 auf, der einen Anbindungsabschnitt 20, einen Einpressabschnitt 30 und einen Einsteckabschnitt 40 besitzt. Auch ein derartiger Aufbau eines Einpress-Kontakts 1 ist bekannt und muss daher nicht mehr weiter erläutert werden. Der Einpressabschnitt 30 weist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel drei als Einpresselemente 31'-33' fungierende nebeneinander verlaufende Schenkel 31, 32 und 33 auf, wobei jeder dieser Schenkel 31, 32 und 33 an seinem ersten Schenkelende 31a, 32a, 33a mit dem Anbindungsabschnitt 20 verbunden ist. Vorzugsweise gehen hierbei die Schenkelenden 31a-33a integral in den Anschlussabschnitt 20 des Einsteck-Kontakts 1 über. In entsprechender Art und Weise sind zweite Schenkelenden 31b, 32b, 33b der Schenkel 31-33 mit dem Einsteckabschnitt 40 verbunden und gehen ebenfalls vorzugweise integral in diesen über, sodass gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Einpress-Kontakt 1 einstückig ausgeführt ist.
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Zwischen dem Anschlussabschnitt 20 und dem Einsteckabschnitt 40 verläuft jeder Schenkel 31-33 - in Einsteckrichtung gesehen - in einen ersten Abschnitt 34 ansteigend, in einem daran anschließenden Mittelabschnitt 35 geradlinig und in einem daran anschließenden zweiten Abschnitt 36 fallen die drei Mittelabschnitte 35 wiederum zum Einsteckabschnitt 40 hin ab. Diese Ausgestaltung ist am besten aus den Schnittansichten der 4, 6 und 7 ersichtlich. Durch diese Ausgestaltung ist der Einpressabschnitt 30 des Einpress-Kontakts 1 deformierbar ausgestaltet, sodass nach dem Einstecken des Einsteck-Kontakts 1 in die Kontaktöffnung O des Bauteils B eine Einpress-Verbindung (Pressfit-Verbindung) ausgebildet ist.
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Wesentlich ist nun, dass der beschriebene Einpress-Kontakt 1 nicht - wie die bekannten Einpress-Kontakte - lediglich zwei diametral gegenüberliegende, also um 180 ° Grad versetzt angeordnete Einpresselemente 31'-33' besitzt, welche - wie eingangs beschrieben - mit sich bringen, dass die elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen dem Einpress-Kontakt 1 und der ihn aufnehmenden Kontaktöffnung O des zu kontaktierenden Bauteils B nur an zwei Kontaktflächen erfolgt. Vielmehr ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Einpress-Kontakt 1 mindestens drei Einpresselemente 31'-33' - vorzugsweise in Form der mindestens drei Schenkel 31, 32, 33 - besitzt. Hierdurch wird zusätzlich zu den zwei bei den bekannten Einpress-Kontakten vorhanden Kontaktflächen mindestens eine weitere Kontaktfläche zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung zwischen dem Einpress-Kontakt 1 und der Innenwand der diesen aufnehmenden Kontaktöffnung O ausgebildet. Von Vorteil hierbei ist, dass das dritte Einpresselement 33', hier der dritte Schenkel 33, über der durch die beiden ersten Einpresselemente 31', 32', hier die beiden Schenkel 31 und 32, festgelegten Ebene liegt, wie dies am besten aus den 4, 6 und 7 ersichtlich ist. Bei dem beschriebenen Einpress-Kontakt 1 wird somit eine dreidimensionale Ausgestaltung des Einpressabschnitts 30 erreicht, welche gegenüber der bei den bekannten Einpress-Kontakten verwendeten zweidimensionalen Ausgestaltung, bei der die beiden um 180° Grad zueinander versetzt angeordneten Einpresselemente 31', 32' in einer gemeinsamen Ebene liegen, also planar angeordnet sind, sowohl konstruktive als auch funktionelle Vorteile besitzt: Indem nun vorgesehen ist, dass die die mechanische und die elektrische Kontaktierung bewirkenden Einpresselemente nicht nur in einer gemeinsamen Ebene, also zweidimensional, angeordnet sind, sondern dass eine räumliche Anordnung der mindestens drei Schenkel 31-33 und somit Einpresselemente 31'-33' erfolgt, wird in einfacher Art und Weise eine Erhöhung der Zahl der Kontaktflächen und somit der Haltekraft des Einpress-Kontakts 1 und eine Verringerung des Übergangswiderstands erreicht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei einem Einpress-Kontakt 1 mit drei Einpresselementen 31'-33' diese um 120° Grad versetzt angeordnet sind. Hierdurch wird eine symmetrische Anordnung der Schenkel 31-33 und somit der Einpresselemente 31'-33' erzielt. Sollen gemäß den weiteren Ausführungsform des Einpress-Kontakts 1 nicht nur drei, sondern vier Einpresselemente vorgesehen sein, wird bevorzugt, dass diese um 90° Grad versetzt zueinander angeordnet sind.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise ein Einpress-Kontakt 1 ausgebildet wird, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die Einpresselemente 31'-33' des Einpressabschnitts 30 des Grundkörpers 10 dreidimensional angeordnet sind. Das dritte und jedes weitere Einpresselement 31' des Einpressabschnittes 30 liegt somit über und/oder unterhalb der durch die beiden ersten Einpresselemente 31', 32', hier die Schenkel 31 und 32, festgelegten Ebene. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise ermöglicht, dass der beschriebene Einpress-Kontakt 1 mehr als zwei Kontaktflächen aufweist, die in mechanischem und in elektrischem Wirkkontakt mit der Kontaktöffnung O des Bauteils B, in welches der beschriebene Einpress-Kontakt 1 zur Ausbildung einer Einpress-Verbindung einsetzbar ist, stehen. Hierdurch wird die Zahl der Kontaktflächen erhöht, was in vorteilhafter Art und Weise eine verbesserte Haltekraft und/oder einen geringeren Übergangswiderstand mit sich bringt. Der beschriebene Einpress-Kontakt 1 zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass er in einfacher Art und Weise als ein Stanzteil hergestellt werden kann, indem durch das Einbringen entsprechender Trennschlitze die Schenkel 31-33 vom Grundkörper 10 separiert und dann entsprechend gebogen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009017984 U1 [0002]
- DE 202016105003 U1 [0003]
- EP 0451674 A [0004]
- DE 3623453 A [0004]
- WO 2015/122337 A1 [0004]
- DE 20218295 U1 [0004]
- DE 102013103818 A1 [0004]
