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1-2-2019

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Elektromechanik

Elektromechanik Anwendungen gibt es inzwischen weitere Optionen mit weicheren und härteren Federn. In den Hochstromversionen mit 5 A und 9 A werden vergoldete Edelstahlfedern mit 120 g bei mittlerem Federweg verbaut. Bild 6: Federoptionen den Taschen der Rolle gepickt werden können, oder Sie werden mithilfe von einem eigenen Kunststoffkörper (Sleeve) oder einer Kunststoffkappe automatisch bestückbar gemacht. 3. Elektrisch isolierte Federkontakte In bestimmten Anwendungen, in denen die Federkontakte durch leitendes Material gesetzt werden, oder von umliegenden Bauteilen elektrisch isoliert sein sollen, gibt es jetzt Versionen mit einer Hochtemperatur Nylon-46-Ummantelung. Diese erlaubt zudem einen sicheren Halt in den Rollentaschen und einfache automatische Bestückung. 4. Federoptionen In den Standardgrößen (2 A) werden vergoldete Beryllium-Kupfer Federn mit 60 g Stärke bei mittlerem Federweg verbaut. Für bestimmte 5. Horizontale Federkontakte Für horizontale oder rechtwinklige Verbindungen gibt es 90° abgewinkelte Versionen für THT-Montage und SMD sowie Z-gebogene Versionen für die Oberflächenmontage. Hinzu kommen jeweils passende Gegenkontaktmodule, wie die Federkontaktmodule in Rastermaßen von 1,27 und 2,54 mm. 6. Doppelt gefedert In Anwendungen, in denen z. B. mehrere bereits fertig bestückte Lagen Leiterplatten miteinander verbunden werden sollen, oder in denen kein Löten möglich ist, kommen doppelt gefederte Versionen zum Einsatz. Bei Verwendung dieser Federkontakte ist darauf zu achten, dass die Kompression nahe dem Maximum gewählt wird, da einzig der Druck der Feder diese Kontakte zwischen den Leiterplatten hält. Bild 8: Federkontaktmodule zu Kabel- und Leiterplattenmontage 7. Leistungs- und Signalübertragung Die Federkontakte sind zur Leistungs- und zur Signalübertragung geeignet. Um beides in einer Steckerlösung darstellen zu können ist es möglich unterschiedlich lange Federkontakte, oder Versionen mit unterschiedlich langen Federwegen in einem Modul zu kombinieren. Dies stellt dann vorlaufende oder nachlaufende Kontaktierungen für Signal- und Datenübertragungen sicher. Typische Anwendungen für Federkontakte 1. Board-to-Board Leiterplattenverbindungen Die typischste aller Anwendungen ist das Verbinden von zwei oder mehreren Leiterplatten. Alleine hierbei gibt es zahlreiche Varianten, die das parallele übereinander stapeln von Leiterplatten, horizontale Kontaktierungen von Leiterplatten nebeneinander oder senkrecht aufeinander stellen von Leiterplatten ermöglichen. Dabei haben Federkontakte signifikante Vorteile gegenüber starren Steckverbindern, denn sie verzeihen neben Schock und Vibration auch Fertigungstoleranzen falls die Leiterplatten nicht ganz parallel montiert sind. Für Anwendungen mit geringem Platz gibt es neben den Standardversionen mit 2,54 mm Raster auch 2 und 1,27 mm Raster. 2. Blindkontaktierungen In schlecht einsehbaren Anwendungen ist ein Einsatz von traditionellen Stift- und Buchsenleisten oft schwierig. Bei Fehlausrichtung könnten so die Stifte oder Buchsen beim Einstecken verbiegen oder abbrechen und diese Schäden können dann zu schlechter oder sogar gar keiner Kontaktierung führen. Für diese Fälle ist eine Blindkontaktierung mit Federkontakten prädestiniert, da kein Einstecken erforderlich ist. Der Federstift kontaktiert auf eine leitende Kontaktfläche oder einen Gegenkontakt auf einer Leiterplatte. Da diese Kontaktflächen typischerweise größer sind als der Federstift kann die Kontaktierung mit relativ großen Toleranzen beim Stecken erfolgen. Der Einsatz von Abstandshaltern als mechanische Unterstützung und Verhinderung von Überkompression der Feder ist hierbei sinnvoll. Bild 7: Abgewinkelte und z-gebogene SMD Federkontaktmodule im Raster 1,27 mm Bild 9: Horizontale Leiterplattenverbindung mit Federkontaktmodul und Gegenkontaktmodul 30 PC & Industrie 1-2/2019

Elektromechanik 4. Kabelanbindung Für die individuelle Steckerlösung und Kabelkonfektion kundenspezifischer Kabel gibt es einzelne Federkontakte (Standard 2 A und größere mit 9 A) sowie einreihige und doppelreihige Mehrfachmodule mit rückseitigem Lötkelch oder Krimpende für die einfache Anbringung von Kabeln (von 24 bis 16 AWG). Bei Verwenden von einzelnen Federkontakten mit Lötkelch oder Krimpende können durch Umspritzen der Kontakte individuelle Kabellösungen geschaffen werden, die wiederum eine Blindkontaktierung für eigene Anwendungen darstellt. Durch die extreme Schockund Vibrationsbeständigkeit sowie Langlebigkeit der Federkontakte ist dieser Lösungsansatz gerade bei sehr hohen Steckzyklen von großem Vorteil. Bild 10: Blindkontaktierung im Gehäuse mit Hilfe von Federkontakten Bild 11: Interne und externe Ladekontakte für Akku und Dockingstationsanbindung bei mobilen Endgeräten zur Daten- und Signalübertragung 3. Ladekontakte Federkontakte werden häufig in mobilen Geräten als Schnittstelle eingesetzt. Sie sind perfekt für die interne Verbindung als Ladekontakte der Akkus, oder extern in den Dockingstationen für die Datenübermittlung und zur Ladung. Auch diese Verbindung beim Einstellen der mobilen Geräte in die Station ist eine Art Blindkontaktierung und erlaubt gewisse Schiefstellungen und unsauberes Einsetzen. 5. Testpunkte Federkontakte werden naturgemäß auch häufig zum Testen/Prüfen und Programmieren verwendet. Durch die komplett vergoldeten Komponenten, dem sehr geringen Innenwiderstand von max. 20 mR und dem sehr geringen Rauschen sind sie für analoge und digitale Anwendungen einsetzbar. Auch hier findet oft eine Blindkontaktierung statt indem die Federstifte auf Kontaktpads auf die zu prüfenden Leiterplatten und Systeme gesetzt werden. Dies kann dadurch schneller geschehen, da keine Steckverbindung hergestellt und wieder gelöst werden muss und kann zudem auch hier mit einer größeren Toleranz beim Platzieren geschehen als mit klassischen Steckern. Quellen: https://www.shutterstock.com/imagephoto/businessman-blindfolder-oneyes-walking-building-722702905 https://www.shutterstock.com/imagephoto/workers-use-concrete-breaker-electric-452653414 https://www.shutterstock.com/imagephoto/man-hand-turning-knob-highest-position-329970629 ◄ Bild 12: Federkontakte mit Lötkelch zur einfachen Kabelkonfektionierung für individuelles Steckerdesign Bild 13: Federkontakte und SMD Kontaktpads zur Leiterplattenprüfung PC & Industrie 1-2/2019 31

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel