电接触元件的制作方法
【专利摘要】用于机械地插入至在组件支架内提供的容纳开口内的电接触元件，该电接触元件具有由导电连接导线缠绕制成的接触部件，该接触部件包括至少两匝完整的线圈以形成两端均开放的基本上呈圆柱形的接触容纳区域，用于容纳将被连接至接触元件的组件的电连接插针，所述连接插针具有多个用于产生接触的外缘。
【专利说明】电接触元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及如权利要求1所述的电接触元件以及如权利要求11所述的接触配件。更具体地，本发明涉及一种用于插入组件支撑部件的一个或多个凹部的电接触元件和接触配件，所述电接触元件包括用于与将要被连接的电子组件或设备的一连接器插针进行电连接的接触-收纳空间。
【背景技术】
[0002]在很多应用中，特别是在电子装置或设备的固定件和/或移动件的操作中，大量不同的电连接和/或机械连接是必要的，从而将设备机械地安装在支撑元件上所需要的位置内，并且在电源和设备之间产生电连接。
[0003]从最一般的方面而言，在本发明的意义上，电子设备可被理解为例如电照明器，部件，组件，装置以及设备的其它电操作部件，这些电子设备不论以何种方式最终都要电连接到电源或者车载电源，或者还彼此相互连接。
[0004]而且，应当考虑到设备的组件或部件常常必须被设置为在空间上彼此分离，并且在很多情况下，从技术和经济的方面上看，这样所能采用的连接技术和解决方案是有限的。
[0005]例如，刚性印刷电路由于其几何外形，并不能被通用。例如，在机动车车灯或者配件的例子中，这些设备通常被设计为具有复杂和曲线的几何形状并且处在不同的平面上，印刷电路板只能在有限的情况下被采用，或者根本不能被采用。如果，作为替代方案，采用如柔性印刷电路板(柔性印刷电路)等柔性解决方案是有利的，焊接连接是通常采用的连接技术。该技术也被局限于此，然而，这通常是被避免的。
[0006]而且，由于随之产生的一个进一步的问题是电子部件的空间定位或者结构设置，需要附加的部件支撑。为了达到该目的，除了所述柔性印刷电路板之外，还需要独立的机械支撑元件或者，概括的说，需要部件能够被安装在之上的部件支撑元件。
[0007]与印刷电路板共同使用的一种典型的连接技术是压装技术。DE19831672A1和DE19726856C1公开了包括穿孔弯曲部件的接触元件,特别是以铜合金制作。所述接触元件是具有各种插头形状或者接触形状的压装元件，以便能够电连接至刀口式触点、印刷电路板的接触区、插头插座连接器的触点或者连接至电缆的线芯。所述接触元件通过压装被安装在印刷电路板的压装区域内。具有基本上呈现圆形的横截面的一个或者多个开口被设于接触支撑部件内，开口通常通过打孔的方式来实现。专门的弓I线套筒接着被插入至所述开口内，并且然后将接触压装元件的压装插针插入至所述接触套筒内，正如DE19831672A1中所公开的那样。
[0008]穿孔格栅是另外一种可选的方式；然而，其需要专用于各个应用的工具。在产品开发过程中将不能灵活地实现后续或者在后的变更，并且造成较高的工具成本。DE102004006575A1公开了一种接触元件，其压装至金属穿孔格栅内。该方案的缺点是接触面积太小而不能传导大电流，特别是在具有薄壁的穿孔格栅内，而且也不能达到较高的机械稳定性。[0009]另外一种典型的用于例如安装和连接电子设备和电子组件中空间分离的部件的连接技术包括安装并机械附着于组件支撑件并且通过插头插座连接的方式实现电连接。
[0010]然而，在所有的连接技术中，都必须考虑到环境影响、温度波动以及腐蚀，全部这些因素都能够导致问题和技术上的失败，特别是对于汽车的暴露点。通常，每个插头插座连接器包括至少一个公插和一个母插，二者彼此可插接，其中两个接触配合部件中的一个通常被设计为弹簧支承触点。现有技术中只通过弹簧支承方式进行接触的接触配合部件以及其所产生的非气密性连接造成的缺点和问题已经充分地加以介绍。
[0011]从现有技术中可知的其它问题在于:大量不同的应用，例如汽车部门中的大量模块，还要求具有相应的大量不同的安装条件和连接方案，但这是人们所不希望的。为了实现简化的组装，有必要采用尽可能通用的方案，或者甚至是标准化的方案；在任何情况下，减少类型的数量都将作为一个目标。
[0012]在大电流应用中以及当电流负荷增大时会产生其它缺点，特别是在汽车的大电流片上电源当中缺点会变得明显，这在现有技术当中已经充分地加以介绍。
【发明内容】
[0013]因而，本发明的目的是克服上述缺点，并且提供一种可通用连接构造，其在机械连接和电连接两方面都是可靠的，并且可被应用于复杂的安装环境中，特别是几何形状复杂的环境中。
[0014]在权利要求中限定的本发明可以达到上述目标，提供了一种电接触元件，用于机械地插入至组件支撑部件、基底或者机械支撑板内为其提供的收纳开口中，所述接触元件形成接触部件，该接触部件由导电连接导线缠绕而成，优选地采用可批量供应的导线，该接触部件包括至少两匝完整的导线线圈，所述导线线圈形成两端均开放的基本上呈圆柱形的接触-收纳空间，即用于在该接触-收纳空间内收纳连接器插针。在本发明中，所述连接器插针包括多个外缘，用作触点、用于在单片接触部件的多个连接点处接触所述接触元件。
[0015]所述电接触元件一般还可以包括多匝导线线圈或者绕组，在所有情况下相邻的导线线圈可被设计为紧密地贴在一起。根据本发明的接触元件的所述接触-收纳空间具有内径为D1的基本上呈圆形的横截面，用于收纳连接器插针，该连接器插针优选的是具有比所述接触-收纳空间的内SD1略大的外径的矩形或者正方形触针。这样能够保证特别是当实心连接器插针被插入所述接触元件内时，材料形变以及/或者产生冷焊，从而在所述插针的外缘和所述连接点之间生成气密性连接。
[0016]根据本发明，公开了用于根据本发明的连接器插针的电接触元件自身，以及包括所述接触元件和连接器插针的连接结构。连接器插针的两个外缘(所述外缘用于接触)之间的外径应被选择为大于接触-收纳空间的内径D1，根据本发明，这一条件以如下方式实现:被提供或者被插入的插针优选地在沿着连接器插针的插入方向上包括多个(优选为四个)接触边缘，所述边缘相对于彼此被设置为使得两个边缘之间的距离一优选的是在每两个(径向)相对边缘之间的距离一被选择为大于所述内径Dp
[0017]所述插针的用于接触的外缘(在下文中也被称为接触边缘)优选地在接触部件的接触-收纳空间的整个高度范围上延伸，并且从而与接触元件在多个(内侧的)连接点相接触。[0018]接触元件或者多个接触元件可以例如通过自动化机器处理的方式直接由一卷导线制造。在本发明中，具有外径Dwike的导线围绕一个工具缠绕，优选的是围绕一具有外径D1的工具插针缠绕，并且被缠绕两匝或者两匝以上。
[0019]根据本发明的导线接触元件被构造用于插入至基本上呈圆柱形的开口或者凹槽，所述开口或凹槽在组件支撑部件内提供，并且该插入也是机械上的插入。以这种方式，所述接触元件可以是相互隔开的并且通过导线进行相互连接，从而形成一体，这样，在优选实施例中，可以形成包括多个相互连接的接触元件的整体接触配件，所述接触元件空间上彼此分离并且以导线成形。
[0020]本发明进一步的优点是它适用于自动化装配作业。即可以采用写入CNC操作来生成一体的接触元件以及接触元件之间必要的连接(导线连接)，并且将所述元件插入复合的组件支撑部件内或者插入在复合的组件支撑部件中提供的凹槽内，而不需要组件支撑件表面或内部的导电路径或者附加的线缆连接。
[0021]通过选择适当的导线材料、导线厚度以及工具插针直径，具有所希望的内、外径的接触元件能够可变地加以制作，并且根据应用，该接触元件可以适应将要连接的插针的尺寸或者是连接器插针的连接形状而不对工具带来损耗性的改变。
[0022]在优选的实施例中，所述连接器插针被设计为压装插针。在任何情况下，接触对的几何形状应合适，以便当连接器插针被插入至所述接触元件或者其中的接触-收纳空间时，其进入气密，优选的是冷焊、连接，以及在连接器插针的接触边缘和接解部件的接触-收纳空间的内侧部分之间，其空间由导线缠绕而成。
[0023]在优选的方式中，本发明通过具有接触部分的连接器插针的方式实现，所述接触部分相对于接触部件具有更高的材料强度，并且具有矩形或者正方形横截面，即准备在该区域内产生与接触元件的电连接和机械连接。
[0024]在特定的优选实施例中，所述接触插针的用于接触所述接触元件的外缘,包括边缘半径R，其表示例如圆角或者拉长的边缘。在本发明中，大约0.08mm的边缘半径R被认为是适合作为连接的几何形状，其通常在实践中采用。
[0025]根据本发明的接触元件还可以用具有绝缘外壳的导线形成。该外壳然后在连接器插针的边缘被插入时将按预想在导线连接点被切开和/或去除或剥离，而在其它区域所述外壳保持不被破坏，从而不需要任何附加的步骤就可以生成可安全触摸并且绝缘的接触配件。这样还可以使所述导线能够经济地以交叉方式安装。而且，选择导线形状将带来附加的自由度，例如，圆形导线或扁平导线均可以采用。
[0026]进而，本发明提供了一种电接触配件，包括以同一根连接导线制作的至少两个，优选为多个相互连接的接触元件，如上文所述。更具体的，还提供了一种电接触配件，包括以同一根连接导线制作的至少两个，优选为多个相互连接的接触元件，如上文所述，部分或者全部的所述接触元件被连接至或者能够被连接至相应的连接器插针。
[0027]有利的是，接触插针包括锥形尖端。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本发明的其它优点、目标和细节将在下面以举例的方式进行介绍，但是并不作为限制，参考如下附图，其中:[0029]图1是第一实施例的接触元件的侧视图，接触元件在未连接状态下位于组件支撑部件上方；
[0030]图2是接触元件及设置在其上方的连接器插针的示例性示图；
[0031]图3是与图1相似的视图，其在连接状态下并且没有组件支撑部件；
[0032]图4示出了包括两个相互连接的接触元件的接触构造，左侧的接触元件被设置在组件支撑部件上方；以及
[0033]图5示出了根据本发明在接触元件和附加的连接器插针形状之间的连接构造的
另一实施例。
【具体实施方式】
[0034]图1是接触元件I的第一实施例的侧视图，所述接触元件I具有在其上方的连接器插针10，二者处于未连接的状态下，并且处于具有收纳开口 41的组件支撑部件40的上方。接触元件I具有由导线5缠绕而成的接触部件2，该接触部件形成了基本上呈圆柱形的两端均开放的接触-收纳空间4。所述接触-收纳空间4因此具有上方开口 6a和下方开口6b,上方开口 6a和下方开口 6b分别由最上面和最下面的一阻导线3a, 3b形成和限定。
[0035]本实施例示出的接触部件2由四匝完整的线圈3，3a，3b缠绕而成，该接触部件用导线螺旋地缠绕而成。所述接触部件2具有螺距H，该螺距H表示导线5完整地绕满一圈产生的(在圆柱的轴向Z上的)螺旋向上距离。如果该螺距H对应于导线直SDwike，如图1和3所示，则导线相邻的每两匝3，3a，3b彼此贴合并且形成在外壳区域被导线外壳6封闭的接触-收纳空间4。这里，当导线被缠绕至大约360度时被理解为上面所说的导线完整地绕满一圈。
[0036]如图1和图3中的基本方式所示，导线段5a，5b可以引至相邻的接触部件2或者可以一体化地加以制作并且连接至此。这也使接触元件I可以自由地插入至组件支撑部件，其在空间上彼此分离，并且因此如果适合的话，将导线5于组件支撑部件40上提供的位置处转向和弯曲多次。
[0037]图1进一步示出了适用于接触部件2的接触-收纳空间4的连接器插针10。有利的是，将该连接器插针10设计成具有锥形插针尖端12。图2示出了接触元件I的接触部件2的导线3的一匝的示例性视图，设置于其上的连接器插针10具有方形横截面。
[0038]接触元件2的接触-收纳空间4具有内径为D1基本上呈圆形的横截面。这里所示的连接器插针10具有四个在插入方向上延伸的外缘11，该外缘在下面也被标注为接触边缘11。连接器插针10的外径，也就是两个相对接触边缘11之间的距离，被设计为略大于接触-收纳空间4的内径Dp特别是当实心连接器插针10被插入时，如图3所示，接触边缘11产生材料性形变和/或冷焊至接触元件2的接触点，其产生插针的外缘11及接触元件2内的连接点之间气密性连接。
[0039]用于接触的插针外缘11优选地在接触部件2的接触-收纳空间4的整个高度上延伸，并且如图2所示，具有半径范围。在连接状态下，每匝导线3，3a，3b因而通过所述接触边缘11进行接触。接触部件2具有外径D2。通过改变导线的直径Dwike及接触元件2的内径D1，可以形成多种不同的接触元件I。
[0040]图4示出了包括由同一根导线5制成的两个相互连接的接触元件I的接触配件50。根据本发明，接触配件50还可以通过复合的方式形成并且能够例如通过绝缘导线形成。
[0041]图5示出了根据本发明在接触元件和本发明相应的另一种连接器插针形状之间的连接结构的另一个实施例。可以看到具有特殊形状的连接器插针的外缘刺入至接触元件I的绝缘外壳内。
[0042]附图标记列表
[0043]I接触元件
[0044]2由导线缠绕而成的接触部件
[0045]3 线圈
[0046]3a, 3b位于最上方和最下方的线圈
[0047]4接触-收纳空间
[0048]5 导线
[0049]5a, b 导线段
[0050]6导线外壳
[0051]6a, 6b位于最上方和最下方的开口
[0052]10连接器插件
[0053]11外缘(接触边缘)
[0054]12插针尖端
[0055]20 组件
[0056]30连接导线
[0057]40组件支撑部件
[0058]41 收纳开口
[0059]50接触构造
[0060]Dl 内径
[0061]D2 外径
[0062]Dwiee导线直径
[0063]H 螺距
[0064]Z圆柱轴
【权利要求】
1.用于机械地插入组件支撑部件(40 )上提供的收纳开口( 41)内的电接触元件(I )，所述支撑部件包括由导电连接导线(30 )缠绕制成的接触部件(2 )，所述接触部件具有至少两匝完整的线圈(3，3a，3b)，用于形成实质上呈圆柱形的接触-收纳空间(4)，所述接触-收纳空间的两端均开放，用于收纳将被连接至所述接触元件(I)的组件(20)的电连接器插针(10),所述插针包括多个用于接触的外缘(11)。
2.根据权利要求1所述的电接触元件(1)，其特征在于，在各种情况下相邻的线圈(3，3a，3b)被设计为紧密贴合在一起。
3.根据权利要求1或2所述的电接触元件(1)，其特征在于，所述接触-收纳空间(4)具有内SD1以收纳连接器插针(10)，该内径小于连接器插针(10)的用于接触的至少两个外缘(11)之间的距离，以便在连接器插针(10)按照预想被插入至所述接触-收纳空间(4)时在连接器插针(10)和接触部件(2)之间产生气密性连接，优选的为冷焊连接。
4.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(1)，其特征在于，所述连接器插针(10)是压装插针。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(1)，其特征在于，所述连接器插针(10)包括用于电连接至所述接触部件(2)的具有矩形或者正方形横截面的接触部分(12)。
6.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(1)，其特征在于，连接器插针(10)用于接触的外缘(11)具有边缘半径R。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(I)，其特征在于，连接导线(30)包括电绝缘外壳。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(1)，其特征在于，其进一步包括至少一个连接器插针(10)。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(1)，其中连接器插针(10)的用于接触的外缘(11)包括具有大约0.08mm的半径范围的边缘半径。
10.根据上述权利要求中任意一项所述的电接触元件(I)，其特征在于，所述连接导线(30)是圆形导线或扁平导线。
11.电接触配件(50)，包括以同一根连接导线(30)制作的至少两个相互连接的如权利要求I至10中任意一项所述的接触元件(I)。
12.根据权利要求11所述的电接触配件(50)，其包括至少一个连接器插针(10)。
【文档编号】H01R13/187GK103688416SQ201180070673
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2011年5月6日 优先权日:2011年5月6日
【发明者】安德雷斯·维格 申请人:安德雷斯·维格