CN102474032A - 用于插接式插座的接触弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接触弹簧(1)，其包括两个在各自基部区域上通过桥部连接的触臂(2、2’)，触臂用于夹紧和接触沿插入方向插入的对置接头(301)，其中触臂(2、2’)基本上指向对置接头(301)的插入方向的反方向，并设计成在此方向上彼此接近，触臂在自由端部区域(21、21’)上以彼此背离的方式弯曲，接触弹簧(1)包括至少一个第一钎焊连接部(5)，其直接形成在桥部(4)上并指向对置接头(301)的插入方向的反方向。由触臂(2、2’)冲压出附加的弹性臂(6、6’)，其设置成起始于触臂(2、2’)的端部区域(21、21’)并与触臂(2、2’)相反、分别以自由端部沿对置插头(300)的插入方向彼此接近。

Description

用于插接式插座的接触弹簧

技术领域

本发明涉及一种用于插接式插座的接触弹簧，所述接触弹簧一方面用于布置和固定在绝缘体中、另一方面用于以表面安装工艺(SMT)与印制线路板钎焊连接，其中接触弹簧包括两个用于夹紧和接触能沿插入方向插入的对置接头的触臂；其中所述触臂分别布置成起始于基部区域、终止于自由端部区域、基本上指向所述对置接头的插入方向的反方向、并主要是彼此接近，所述触臂在自由端部区域上以背离彼此的方式弯曲；其中所述接触弹簧还包括一桥部，通过该桥部所述两个触臂在各自的基部区域上彼此连接；其中所述接触弹簧包括至少一个第一钎焊连接部，所述至少一个第一钎焊连接部具有至少一个用于钎焊在印制线路板上的接触面。

在此，“基本上指向对置接头的插入方向的反方向”是指：所述接触弹簧为保持待插入的对置接头而在触臂的自由端部区域上与对置接头/对向触头的插入方向相反地敞开。

这种接触弹簧用于将插接式插座以SMT方法特别是在两侧安装到印制线路板上。

背景技术

例如，在文献EP 1 170 827 A2中已知，将接触弹簧设计成摇杆，由此确保了：接触弹簧在多个位置处以相同的压力与对置接头相接触。

在文献JP 07-169523 A中已知一种用于插座触头的接触弹簧。这种接触弹簧具有两个在其基部区域中通过桥部彼此连接的触臂，所述触臂基本上指向待插入的对置接头的方向。所述接触弹簧具有一用于以所谓的“压入”法钎焊到印制线路板的引脚式钎焊连接部。这种方法提出：穿过印制线路板的贯通开口插入所述引脚式钎焊连接部并对其进行钎焊。

在文献US 7,621,784 B2中已知，设计一种用于SMT应用的接触弹簧。SMT方法的优点是：在印制线路板中不需要贯通开口，进而所述印制线路板能无问题地在两侧进行安装，由此可以实现较高的安装密度。该文献提出：对置接头的插入方向被选择成与触臂打开和闭合的方向垂直。由此能避免对钎焊连接部的机械加载。接触弹簧在触臂的下方在两侧分别具有一钎焊连接部，所述接触弹簧设置成插入一绝缘体、保持在其中并借助SMT钎焊在印制线路板上。

然而事实表明，使对置接头与印制线路板垂直地插入插接式插座的布置结构对于多种应用场合都是不充分的。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种可廉价制造的接触弹簧，所述接触弹簧一方面即使在插入对置接头时也能避免在其钎焊连接部与印制线路板之间的力和机械应力，另一方面实现了与印制线路板平行地插入对置接头。

所述目的以以下方式实现，所述第一钎焊连接部直接形成在所述桥部上并指向对置接头的插入方向的反方向。

本发明有利的实施方式在权利要求2-9中给出。

本发明涉及一种用于插接式插座的接触弹簧，所述接触弹簧可以以SMT方法钎焊到印制线路板上。特别是，两个这种类型的接触弹簧能钎焊到一个可双侧安装的印制线路板的两个对置的接触区域上，并与一个对置插头的两个对置接头同时进行接触。

本发明一个优点特别是在于：因为两个触臂的力在形成于桥部上的钎焊连接部上相互抵消，所以即使在插入对置插头时也没有持续的机械应力作用在钎焊连接部与印制线路板之间。

本发明的一个特别的优点是：由于不仅在接触弹簧与对置接头之间而且在接触弹簧与印制线路板之间具有特别大的有效电接触面积，所以形成高传导性/电导率。

如果两个接触弹簧以有利的方式钎焊到一个可双侧安装的印制线路板的两个对置的接触区域上并与一个对置插头的两个对置接头同时进行接触，则以机械的方式基本上避免了在插入过程中作用在钎焊连接部上的轴向力矩，其原因是在插入过程期间对置插头的轴向取向不改变，因此没有对插接式插座施加杠杆作用。

有利地，所述接触弹簧附加地具有第二钎焊连接部，所述第二钎焊连接部与第一钎焊连接部对置且反向地直接形成在桥部上。由此总体上在接触弹簧和印制线路板之间形成较大的接触面，进而提高所述连接的传导性。这还提高了所述连接的机械稳定性。

此外较有利的是：所述第一钎焊连接部具有导向区域，所述导向区域用于插入绝缘体的下导向缺口中，该绝缘体同样属于该插接式插座，因为这种结构能方便接触弹簧在绝缘体中的定位。

此外较有利的是：每个触臂具有一导向部，所述导向部指向与触臂相同的方向，因为这种结构能方便将接触弹簧插入绝缘体。在此特别有利的是：所述接触弹簧在导向部的区域中具有倒钩，通过所述倒钩使接触弹簧在插入后以增大的摩擦力保持在绝缘体中。在此特别有利的是：在绝缘体中设置导向切口，所述绝缘体在相应位置处由可弹性变形的材料构成，从而使所述倒钩至少部分地埋入所述材料中。

此外特别有利的是：所述触臂具有附加的弹性臂，其中所述弹性臂布置成起始于触臂的端部区域、朝向触臂的反方向、分别以自由端部沿对置插头的插入方向彼此接近。在此，除了触臂的自由端部区域之外，弹性臂的自由端部也用于接触对置接头。由此总体上扩大了在触臂和插入的对置接头之间的有效电接触面积，进而提高了相应的传导性。

此外，有利于降低制造成本的是，所述接触弹簧一体形成。特别是，所述接触弹簧以冲压弯曲技术(Stanzbiegetechnik)由具有弹性的材料冲压和成型。

相应地，附加的弹性臂由触臂的材料冲压出。

在此有利的是：在冲压时在触臂材料与弹性臂材料之间保留一自由区域。因此，能相互独立地对触臂的形状和弹性臂的形状进行优化，从而在插入的对置接头引起弹性变形时仅形成尽可能小的机械应力。

特别是，如果通过压离触臂端部区域而使弹性臂的自由端部彼此接近，甚至能通过对接触弹簧的精巧尺寸设计利用成本经济的措施而产生摇杆效果。在完全插入对置接头时，不仅提高了在触臂端部区域和对置接头之间的压力而且还提高了在弹性臂的自由端部和对置接头之间的压力。由此，即使在对置接头宽度不同的情况下仍然确保了在所有接触区域上的均匀接触。

有利地，两个触臂和/或各相应的弹性臂以彼此对称的方式设计。特别是有利的是：整个接触弹簧设计成关于相应的对称面镜像对称，其原因是由此可将两个接触弹簧半部之一的最佳形状用于另一接触弹簧半部。

有利地，长方体形的绝缘体在用于安装在印制线路板上的一侧具有一连接开口，通过该连接开口能使接触弹簧的钎焊连接部与印制线路板相接触。其中绝缘体具有一用于方便插入钎焊连接部的导槽和一用于接纳钎焊连接部的导向区域的下导向缺口。此外有利的是：绝缘体具有用于引导和固定接触弹簧的导向部的导向切口，其中特别有利的是：这些导向切口在绝缘体的可弹性变形的材料中加工出，其原因是：这样便可使倒钩特别深地埋入所述可变形的材料中而接触弹簧因此被稳固地保持在绝缘体中。此外，绝缘体具有一用于插入对置接头的接触开口。此外有利是：所述绝缘体具有导向榫头以及至少一个用于观察和递热的窗口，所述导向榫头用于固定在为此设置在印制线路板中的凹部内。

附图说明

在图1a至图1c中示出本发明的第一实施例。其中：

图1a从倾斜的观察方向示出接触弹簧的三维视图，

图1b从接近竖直的观察方向示出接触弹簧的三维视图，和

图1c从倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧的三维视图。

在图2a至图2c中示出本发明的第二实施例。其中：

图2a从倾斜的观察方向示出具有附加的弹性臂的接触弹簧的三维视图，

图2b从接近竖直的观察方向示出接触弹簧的三维视图，和

图2c从倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧的三维视图。

在图3a至图3c中示出本发明的第三实施例。其中了：

图3a从倾斜的观察方向示出具有附加的弹性臂和第二钎焊连接部的接触弹簧的三维视图，

图3b从接近竖直的观察方向示出接触弹簧的三维视图，和

图3c从倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧的三维视图。

在图4a至图4f中示出用于接纳在三个实施例中描述的所有接触弹簧的绝缘体。其中：

图4a以示出用于接触弹簧的插入开口的形式示出绝缘体，

图4b以示出用于对置接头的插入开口的形式示出绝缘体，

图4c示出绝缘体，其中接触弹簧处于插入过程期间，

图4d示出带有插入的接触弹簧的绝缘体，其中示出用于使第一钎焊连接部与印制线路板接触的开口。

图4e以穿过相应对称面的剖面示出一沿对称面剖开的、带有插入的接触弹簧的绝缘体。

在图5中示出第四优选实施例。其中了：

图5示出包括两个插接式插座、一个印制线路板和一个对置插头的布置结构。

具体实施方式

第一实施例

在图1a中沿倾斜的观察方向示出接触弹簧1。在图1b中沿接近竖直的观察方向示出接触弹簧1。图1c沿倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧1。

接触弹簧1通过冲压弯曲技术由导电、有弹性的材料制成。

接触弹簧1具有两个彼此对称的、各带一相应的导向部3、3’的触臂2、2’。此外，接触弹簧具有一使两个触臂2、2’在其基部区域中彼此连接的桥部4。两个略弯曲的触臂2、2’的自由端部区域21、21’基本上指向待插入的对置接头301的插入方向Z的反方向，并主要是略微彼此接近。在端部区域21、21’上使两个触臂2、2’成型成以背离彼此的方式弯曲，进而为了接纳待插入的对置接头301而与其插入方向Z相反地敞开。

在导向部3、3’的区域中，接触弹簧1具有倒钩31、31’，所述倒钩用于以增大的摩擦力使接触弹簧保持在绝缘体100中。

在桥部4上形成一用于钎焊在印制线路板200上的第一钎焊连接部5。第一钎焊连接部5基本上指向与两个触臂2、2’相同的方向。第一钎焊连接部5在其自由端部上具有导向区域51。

第二实施例

在图2a中沿倾斜的观察方向示出接触弹簧1。在图2b中沿接近竖直的观察方向示出接触弹簧。图2c沿倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧1。

接触弹簧1通过冲压弯曲技术由导电、有弹性的材料制成。

接触弹簧1具有两个彼此对称的、各带一相应的导向部3、3’的触臂2、2’。此外，接触弹簧具有一使两个触臂2、2’在其基部区域中彼此连接的桥部4。两个略弯曲的触臂2、2’的自由端部区域21、21’基本上指向待插入的对置接头301的插入方向Z的反方向，并主要是略微彼此接近。在端部区域21、21’上使两个触臂2、2’成型成以背离彼此的方式弯曲，进而为了接纳待插入的对置接头301而与其插入方向Z相反地敞开。

由触臂以使三侧自由的方式冲压出两个附加的弹性臂6、6’。所述弹性臂6、6’在触臂2、2’的端部区域21、21’上与所述触臂连接。从该连接处起、朝向触臂2、2’的反方向，附加的弹性臂6、6’布置成使其自由端部沿对置插头的插入方向Z彼此接近。

在导向部3、3’的区域中，接触弹簧1具有倒钩31、31’，所述倒钩用于以增大的摩擦力使接触弹簧保持在绝缘体100中。

在桥部4上形成一用于钎焊在印制线路板200上的第一钎焊连接部5。第一钎焊连接部5基本上指向与两个触臂2、2’相同的方向。第一钎焊连接部5在其自由端部上具有导向区域51。

第三实施例

在图3a中沿倾斜的观察方向示出一接触弹簧1。在图3b中沿接近竖直的观察方向示出接触弹簧。图3c沿倾斜的观察方向示出在其对称面中截开的接触弹簧1。

接触弹簧1通过冲压弯曲技术由导电、有弹性的材料制成。

接触弹簧1具有两个彼此对称的、各带一相应的导向部3、3’的触臂2、2’。此外，接触弹簧具有一使两个触臂2、2’在其基部区域中彼此连接的桥部4。两个略弯曲的触臂2、2’的自由端部区域21、21’基本上指向待插入的对置接头301的插入方向Z的反方向，并主要是略微彼此接近。在端部区域21、21’上使两个触臂2、2’成型成以背离彼此的方式弯曲，进而为了接纳待插入的对置接头301而与其插入方向Z相反地敞开。

由触臂以使三侧自由的方式冲压出两个附加的弹性臂6、6’。所述弹性臂6、6’在触臂2、2’的端部区域21、21’上与所述触臂连接。从该连接处起、朝向触臂2、2’的反方向，附加的弹性臂6、6’布置成使其自由端部沿对置插头的插入方向Z彼此接近。

在导向部3、3’的区域中，接触弹簧1具有倒钩31、31’，所述倒钩用于以增大的摩擦力使接触弹簧保持在绝缘体100中。

在桥部4上形成一用于钎焊在印制线路板200上的第一钎焊连接部5。第一钎焊连接部5基本上指向与两个触臂2、2’相同的方向。第一钎焊连接部5在其自由端部上具有导向区域51。

附加地，所述接触弹簧具有第二钎焊连接部7，所述第二钎焊连接部与第一钎焊连接部5对置且反向地直接形成在桥部4上。由此，总体上在接触弹簧1和印制线路板200之间形成较大的接触面，由此提高所述连接的传导性。

相应的绝缘体100是第一、第二、第三实施例的共同特征，所述绝缘体与接触弹簧1一起属于插接式插座8。

由图4a可见，绝缘体100设计成长方体形并具有一用于插入对置接头301的接触开口106。此外，所述绝缘体具有两个导向榫头107、107’用以固定在为此设置在印制线路板200中的凹部内，绝缘体还具有另一窗口108用以在以SMT进行钎焊时进行观察和传热。

由图4b可见，绝缘体100在用于安装在印制线路板200上的一侧具有一能使第一钎焊连接部5与印制线路板200相接触的连接开口101。在该连接开口中具有一用于方便插入以及用于引导第一钎焊连接部5的导槽102和一用于接纳钎焊连接部5的导向区域51的下导向缺口103。此外有利的是：绝缘体100具有用于引导和固定接触弹簧的导向部3、3’的导向切口104、104’。在此，导向切口104、104’可在绝缘体100的可弹性变形的材料中加工出。

图4c和图4d示出，如何穿过安装开口105将接触弹簧1插入绝缘体100中。为此，首先将钎焊连接部5插入导槽102中。在进一步插入接触弹簧1时，钎焊连接部5的导向区域51插入绝缘体100的导向缺口103中。同时，导向部3、3’被推入绝缘体100的相应导向切口104、104’中，其中接触弹簧1的倒钩31、31’埋入绝缘体100的在该区域中可弹性变形的材料中。

图4e示出一在其对称面截开的、已组装的插接式插座，其中示出接触开口106。在该图中，可以特别好地看到插入有钎焊连接部5的连接开口101以及插入有钎焊连接部5的导向区域51的导向缺口103。

第四实施例

图5示出具有一个印制线路板200和两个插接式插座8的布置结构。这两个插接式插座8对置地布置在印制线路板200的边缘的两侧上，并以SMT(方法)通过其相应的接触弹簧1的钎焊连接部5、7钎焊在印制线路板200的对置连接部上。在此，绝缘体100的接触开口106、106’位于印制线路板200的边缘。

在超出印制线路板200的边缘处，一个具有两个对置接头301的对置插头300同时插入两个接触开口106、106’中。由此，自动地避免了对置插头300的轴向偏转，不会有相应的机械杠杆力矩作用到两个插接式插座8、8’的钎焊连接部5、7上。

附图标记

1              接触弹簧

2、2’         触臂

21、21’       触臂的端部区域

3、3’         导向部

31、31’       倒钩

4              桥部

5              第一钎焊连接部

51             导向区域

6、6’         附加的弹性臂

7              第二钎焊连接部

8、8’         插接式插座

100            绝缘体

101            连接开口

102            导槽

103            导向缺口

104、104’     导向切口

105            安装开口

106            接触开口

107            导向榫头

108            窗口

200            印制线路板

300            对置插头

301、301’     对置接头

Claims (9)

1.一种用于插接式插座(8)的接触弹簧，所述接触弹簧设置成一方面用于布置和固定在绝缘体(100)中、另一方面用于以表面安装方法(SMT)钎焊到印制线路板(200)，其中所述接触弹簧(1)包括两个触臂(2、2’)，所述两个触臂用于夹紧和接触待沿插入方向插入的对置接头(301)；其中所述触臂(2、2’)分别布置成起始于基部区域、终止于自由端部区域(21、21’)、基本上指向所述对置接头(301)的插入方向的反方向、并主要是彼此接近，所述触臂在自由端部区域(21、21’)上以背离彼此的方式弯曲；其中所述接触弹簧(1)还包括一桥部(4)，通过该桥部所述两个触臂(2、2’)在各自的基部区域上彼此连接；其中所述接触弹簧(1)包括至少一个第一钎焊连接部(5)，所述至少一个第一钎焊连接部具有至少一个用于钎焊在印制线路板(200)上的接触面；其中所述第一钎焊连接部(5)直接形成在所述桥部(4)上并指向所述对置接头(301)的插入方向的反方向。

2.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，所述接触弹簧(1)附加地具有第二钎焊连接部(7)，所述第二钎焊连接部与所述第一钎焊连接部(5)对置且反向地直接形成在所述桥部(4)上。

3.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，在所述触臂(2、2’)的端部区域(21、21’)上形成有附加的弹性臂(6、6’)，其中所述弹性臂(6、6’)布置成起始于所述触臂(2、2’)的端部区域(21、21’)、朝向触臂(2、2’)的反方向、分别以自由端部沿对置插头(300)的插入方向彼此接近。

4.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，由所述触臂(2、2’)冲压出附加的弹性臂(6、6’)，其中所述弹性臂(6、6’)布置成起始于所述触臂(2、2’)的端部区域(21、21’)、朝向触臂(2、2’)的反方向、分别朝向自由端部沿对置插头(300)的插入方向彼此接近。

5.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，所述接触弹簧(1)由具有弹性的材料冲压和成型出。

6.根据权利要求5所述的接触弹簧，其特征在于，在冲压出所述接触弹簧(1)时在触臂的材料和弹性臂的材料之间保留一自由区域。

7.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，所述接触弹簧(1)一体形成。

8.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，两个触臂(2、2’)彼此对称地设计。

9.根据权利要求1所述的接触弹簧，其特征在于，所述接触弹簧(1)设计成关于相应的对称面镜像对称。

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