DE4407556A1 - Elektrische Kontaktfeder, ihre Verwendung und Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs dafür - Google Patents
Elektrische Kontaktfeder, ihre Verwendung und Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs dafürInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Steckerfeder, welche
aus einem Kupferbasiswerkstoff besteht und durch eine
Überfeder gestützt ist, die aus einem Werkstoff mit
größerer Federhärte, aber mit niedrigerer elektrischer
Leitfähigkeit als der Kupferbasiswerkstoff besteht.
Steckverbinder für die Automobilindustrie und für die
Gebrauchsgüterindustrie, welche die sogenannte weiße
Ware (elektrische Haus- und Küchengeräte) herstellt,
sind Massenartikel, bei denen einwandfreie Funktion
zu niedrigsten Preisen gefordert wird. Steckverbinder
für diesen Einsatzzweck haben Steckerfedern, die aus
Bändern aus gut leitfähigem Kupferwerkstoff durch
Stanzen und Biegen hergestellt werden. Dabei dienen
die Steckerfedern nicht nur zur Stromführung, sondern
auch zur zuverlässigen elektrischen Kontaktgabe, und
diese erfordert eine gewisse Kontaktkraft, welche von
den Steckerfedern aufgebracht werden muß. Leider ist
bei gut leitfähigen Kupferwerkstoffen die Federeigen
schaft nicht besonders ausgeprägt, so daß die Feder
kräfte zumal bei kostengünstigen dünnen Steckerfedern
relativ gering sind. Es ist deshalb bekannt, die
Steckerkraft dadurch zu erhöhen, daß man die Stecker
feder aus dem gut leitfähigen Kupfer durch eine zu
sätzliche Feder stützt, die nur die Stützfunktion aus
übt, aber keinen Strom führen muß und deshalb aus
einem typischen Federwerkstoff bestehen kann. Eine
solche Stützfeder wird über der Steckerfeder aus dem
gut leitfähigen Kupferwerkstoff montiert und deshalb
auch als "Überfeder" bezeichnet. Die Überfeder wird
gesondert von der aus gut leitfähigem Kupferwerkstoff
bestehenden Steckerfeder aus einem Band gestanzt,
gebogen und dann über die Steckerfeder aus dem gut
leitfähigen Kupferwerkstoff montiert. Diese Fertigungs
art ist praxiserprobt, aber durch die erforderlichen
zusätzlichen Fertigungs- und Montageschritte verhält
nismäßig aufwendig.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vor
liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Weg
aufzuzeigen, wie für eine derartige Anwendung ge
eignete, gut leitfähige Kontaktfedern ohne Einbuße
an Kontaktkraft im Steckverbinder preiswerter herge
stellt werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Steckerfedern
für elektrische Steckverbinder Bimetallelemente mit
den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen verwendet wer
den. Ein preiswertes Verfahren zum Herstellen eines
bandförmigen Halbzeugs für erfindungsgemäße Stecker
federn ist Gegenstand des Anspruchs 10. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
Dadurch, daß die Steckerfeder nicht mehr durch eine
gesonderte Überfeder gestützt wird, sondern als Bi
metallelement ausgebildet wird, dessen eine Lage aus
einem gut leitfähigen Kupferwerkstoff und dessen
zweite Lage aus einem zweiten Werkstoff besteht, der
gute Federeigenschaft hat, entfallen mehrere bisher
erforderliche Arbeitsschritte, nämlich das gesonderte
Stanzen, Biegen und Montieren der Überfeder. Zur Her
stellung erfindungsgemäßer Steckerfedern geht man
zwar wie bisher von zwei unterschiedlichen band
förmigen Halbzeugen aus, nämlich von einem aus einem
gut leitenden Werkstoff und von einem zweiten aus einem
guten Federwerkstoff, doch werden diese nicht ge
trennt zu Federn verarbeitet, sondern zunächst zu
einem Bimetallband als Halbzeug verarbeitet, aus wel
chem dann durch Stanzen und Biegen Bimetall-Stecker
federn gebildet werden, die sowohl die gewünschte
elektrische Leitfähigkeit zeigen als auch die ge
wünschte Federkraft aufbringen können, und diese Bi
metall-Steckerfedern werden dann im Steckverbinder
so montiert wie früher die allein aus einem Werk
stoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit bestehen
den Steckerfedern. Ein weiterer Vorteil besteht da
rin, daß für das Stanzen und Biegen auch nur noch
ein Werkzeug erforderlich ist, wohingegen beim
Stand der Technik für das Stanzen und Biegen der
stützenden Überfeder ein weiteres Werkzeug erfor
derlich war.
Zusammengefaßt ergibt sich so durch die einfachere
Herstellung der Steckerfedern und durch ihre ein
fachere Handhabung und Montage im Steckverbinder
eine erhebliche Kosteneinsparung.
Die Erfindung ist auch auf Kontaktfedern in Lampen
fassungen anwendbar, in denen beim Stand der Technik
die Federkraft von Kontaktfedern, die für die Kon
taktgabe seitlich am Lampensockel vorgesehen sind,
häufig zu gering ist; hier können die neuen Kontakt
federn mit ihrer größeren Federhärte Abhilfe schaffen.
Bimetallkontaktfedern sind zwar zur Verwendung in
Thermoschaltern an sich bekannt, um bei einer vor
gegebenen Temperatur einen Schaltvorgang zu bewirken.
Bei den erfindungsgemäßen Anwendungen geht es im
Gegensatz zu Thermoschaltern aber nicht um Schalter,
sondern um elektrische Verbinder, in denen eine
dauerhafte Kontaktgabe erfolgt.
Bimetallbänder können beispielsweise durch Walz
plattieren oder durch Verkleben hergestellt werden.
Für Zwecke der Erfindung ist jedoch eine voll
flächige Verbindung der Lager aus dem Federwerkstoff
mit der Lage aus dem gut leitfähigen Kupferwerkstoff
grundsätzlich nicht erforderlich; es genügt vielmehr,
die beiden Lagen stellenweise miteinander zu verbin
den, z. B. durch punktweise elektrische Widerstands
schweißung. Besonders bevorzugt ist es, ein Band aus
einem gut leitfähigen Kupferwerkstoff und ein Band
aus einem Federwerkstoff durch elektrisches Rollnaht-
Widerstandsschweißen miteinander zu verbinden. Bei
diesem Schweißverfahren wird eine dichte Folge von
Schweißpunkten ("Schweißlinsen") gebildet, die sich
unter Umständen auch überlappen können, aber keines
wegs überlappen müssen. In Längsrichtung der Bänder
kann man mehrere zueinander parallele Spuren solcher
Schweißpunkte setzen und dadurch eine für Zwecke der
Erfindung völlig ausreichende Verbindung zwischen den
beiden Bändern schaffen. Prinzipiell genügt es, die
beiden Bänder längs einer einzigen Schweißspur mitein
ander zu verbinden. In diesem Fall erhält man Stecker
federn mit angepunkteter Stützfeder. Wenn man die
Bänder längs zweier Schweißspuren, die in Längsrich
tung der Steckerfedern einen Abstand haben, miteinan
der verschweißt, dann erhält man Bimetall-Steckerfedern
mit erhöhter Steifigkeit, wobei die Federkraft über
den Thermobimetalleffekt temperaturabhängig sein kann,
wenn sich die beiden Werkstoffe in ihrem Wärmeaus
dehnungskoeffizienten unterscheiden. Will man das ver
meiden, dann kann man den Federwerkstoff aber auch so
wählen, daß sein Wärmeausdehnungskoeffizient überein
stimmt mit dem Wärmeausdehnungskoeffizient des gut
leitfähigen Kupferwerkstoffs. Besonders bevorzugt als
Federwerkstoff wird für die Zwecke der Erfindung ein
nicht rostender Federstahl. Stähle haben meist Wärme
ausdehnungskoeffizienten zwischen 12 und 13 × 10-6/° K,
was etwas weniger ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient
von Kupfer (16 × 10-6/° K); es gibt aber auch Stähle
mit höherem Wärmeausdehnungskoeffizient, z. B. FeCr 17,7
Ni 9,6 C 0,06 Si 2,28 Mn 2,36 mit einem Wärmeaus
dehnungskoeffizienten von 16,5 × 10-6/° K.
Durch Rollnaht-Schweißen lassen sich erfindungsgemäß
verwendbare Halbzeuge mit hoher Produktionsgeschwindig
keit besonders preiswert herstellen, wobei auch dann,
wenn die Bänder längs zweier Spuren miteinander ver
schweißt werden, die beiden Spuren in ein und demselben
Arbeitsgang geschweißt werden können. Die für Zwecke der
Erfindung geeigneten Federwerkstoffe, insbesondere nicht
rostende Federstähle, lassen sich gut mit einem gut
leitfähigen Band aus einem Kupferwerkstoff verschweißen;
die Haftung zwischen beiden ist gut. Besonders geeignet
für Zwecke der Erfindung sind Bänder aus dem Kupferwerk
stoff in einer Dicke von 0,05 bis 1 mm und Bänder aus
dem Federwerkstoff in einer Dicke von 0,05 bis 0,5 mm
bei Längen von Steckerfedern von 10 bis 100 mm, wobei
sich die Lage aus dem zweiten Werkstoff, dem Federwerk
stoff, vorzugsweise nicht über die volle Länge der
Steckerfeder erstreckt, sondern nur etwa über die
halbe Länge.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind schemati
sche Zeichnungen beigefügt.
Fig. 1 zeigt schematisch die Herstellung eines
rollnahtgeschweißten Bimetallbandes,
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer daraus herge
stellten Steckerfeder, und
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer aus dem Bimetall
band hergestellten Kontaktfeder für eine
Lampenfassung.
Fig. 1 zeigt in einer Schrägansicht ein Bimetallband
bestehend aus einer Lage 1 aus einer gut leitenden
Kupferbasislegierung und aus einer Lage 2 aus einer
weniger gut leitenden, aber dafür einen höheren
Elastizitätsmodul aufweisenden Legierung, insbesondere
aus einem rostfreien Federstahl. Die Dicke der beiden
Lagen ist stark übertrieben dargestellt.
Zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Bimetall
bandes wurde von zwei Bändern ausgegangen, die mit
ihrem in der Zeichnung linken Rand bündig aufeinander
gelegt und durch Rollnahtschweißen miteinander verbunden
wurden. Die beiden Elektroden 3 und 4 einer Rollnaht
schweißvorrichtung sind in Fig. 1 symbolisch darge
stellt. Sie wirken von oben und unten auf die Bänder
ein. Mit einem Elektrodenpaar erzeugt man längs einer
Spur 5 eine dichte Folge von Schweißlinsen 6, welche
die beiden Lagen 1 und 2 miteinander verbinden. Will
man - wie in einem anderen Abschnitt des Bimetall-
Bandes dargestellt - längs zweier Spuren 7 und 8 je
weils eine Folge von Schweißlinsen 6 erzeugen, dann
läßt man zwei Elektrodenpaare gleichzeitig nebenein
ander einwirken.
Aus dem Bimetall-Band können durch Querteilen und Bie
gen Steckerfedern 9 gebildet werden, wie in Fig. 2
dargestellt. Zu diesem Zweck ist die Folge der Schweiß
linsen 6 so auf die vorgegebene Breite der Steckerfe
dern abzustimmen, daß auf jeder Steckerfeder 9
mindestens eine Schweißlinse 6 liegt. Die in Fig. 2
dargestellte Steckerfeder hat einen zwischen den ge
strichelten Linien liegenden Einspannbereich 10, auf
der einen Seite davon eine Anschlußfahne 11 und auf
der anderen Seite den eigentlichen Federabschnitt 12,
in welchem die Lage 2 auf der kontaktgebenden Vorder
seite und die stützende, eine größere Federhärte auf
weisende Lage 1 die Rückseite bildet. Zweckmäßiger
weise erstreckt sich die Lage 1 bis an den Einspann
bereich 10. Der eigentliche kontaktgebende Bereich 13
der Steckerfeder ist ballig ausgebildet und kann nach
Bedarf mit einer Edelmetallbeschichtung versehen oder
durch Vernieten oder Aufschweißen mit einem Kontakt
stück versehen sein. Biegt man die Anschlußfahne 11
der Kontaktfeder in die entgegengesetzte Richtung um
90° ab, wie in Fig. 3 dargestellt, dann erhält man
eine für Lampenfassungen geeignete Kontaktfeder, die
mit ihrer Anschlußfahne am Basisteil der Lampenfassung
festgenietet werden kann.
Claims (17)
1. Verwendung einer elektrischen Kontaktfeder (9),
welche ein Bimetallelement ist, in welchem eine
erste Lage (1) aus einem Kupferbasiswerkstoff und
eine zweite Lage (2) aus einem Werkstoff mit größerer
Federhärte, aber mit niedrigerer elektrischer Leit
fähigkeit als der Kupferbasiswerkstoff, miteinander
vereinigt sind, als Steckerfeder für elektrische
Steckverbinder oder als Kontaktfeder in Lampen
fassungen.
2. Steckerfeder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Lagen (1, 2) mit
einander verschweißt sind.
3. Steckerfeder nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Lagen (1, 2) nur
stellenweise miteinander verschweißt sind.
4. Steckerfeder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Lagen (12) durch
Rollnahtschweißen miteinander verbunden sind.
5. Steckerfeder nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (1, 2)
an Stellen (6) miteinander verschweißt sind, die in
Längsrichtung der Steckerfeder einen Abstand vonein
ander haben.
6. Steckerfeder nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage
(2) aus dem zweiten Werkstoff kürzer ist als die Lage
(1) aus dem Kupferbasiswerkstoff.
7. Steckerfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (1) aus
dem Kupferbasiswerkstoff 0,05 bis 1 mm und die Lage
(2) aus dem zweiten Werkstoff 0,05 bis 0,5 mm dick ist.
8. Steckerfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (1) aus
dem Kupferbasiswerkstoff 10 bis 100 mm, die Lage (2)
aus dem zweiten Werkstoff 5 bis 50 mm lang ist.
9. Steckerfeder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werk
stoff ein rostfreier Federstahl ist.
10. Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halb
zeuges, aus welchem durch Stanzen und Biegen Stecker
federn (9) aus einem Kupferbasiswerkstoff hergestellt
werden, die durch eine Überfeder aus einem zweiten
Werkstoff mit größerer Federhärte, aber mit niedrigerer
elektrischer Leitfähigkeit als der Kupferbasiswerkstoff
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Band (1)
aus dem Kupferbasiswerkstoff und ein Band (2) aus dem
zweiten Werkstoff zu einem Bimetallband zusammenge
schweißt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Bänder (1, 2) durch Roll
nahtschweißen verbunden werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Band (2) aus dem zweiten
Werkstoff schmäler ist als das Band (1) aus dem Kupfer
basiswerkstoff.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Bänder (1, 2) mit einem ihrer
Ränder bündig liegend zusammengeschweißt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Band (1) aus dem Kupfer
basiswerkstoff 10 bis 100 mm breit, das andere Band
(2) aus dem zweiten Werkstoff nur ungefähr halb so
breit ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß das Band (1) aus dem
Kupferbasiswerkstoff 0,05 bis 1 mm, das Band (2) aus dem
zweiten Werkstoff 0,05 bis 0,5 mm dick ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß der zweite Werkstoff
ein rostfreier Federstahl ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Bänder (1, 2) längs
zweier paralleler Spuren (7, 8) miteinander verschweißt
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4407556A DE4407556A1 (de) | 1994-01-10 | 1994-03-07 | Elektrische Kontaktfeder, ihre Verwendung und Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs dafür |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4400364 | 1994-01-10 | ||
DE4407556A DE4407556A1 (de) | 1994-01-10 | 1994-03-07 | Elektrische Kontaktfeder, ihre Verwendung und Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs dafür |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4407556A1 true DE4407556A1 (de) | 1995-07-20 |
Family
ID=6507593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4407556A Withdrawn DE4407556A1 (de) | 1994-01-10 | 1994-03-07 | Elektrische Kontaktfeder, ihre Verwendung und Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs dafür |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4407556A1 (de) |
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DE10163228A1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Volkswagen Ag | Elektrischer Steckkontakt |
CN108429028A (zh) * | 2017-02-13 | 2018-08-21 | 泰连公司 | 抑制电谐振的电连接器 |
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-
1994
- 1994-03-07 DE DE4407556A patent/DE4407556A1/de not_active Withdrawn
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