触针、包括触针的连接器以及用于制造触针的方法

摘要

触针、包括触针的连接器以及用于制造触针的方法。本发明涉及具有第一和第二端部(10,20)及位于端部之间的弯曲部分(30)的触针(1)，其中至少一个端部(10,20)的横截面具有优选弯曲方向(V1)和至少一个抵抗弯曲方向(R1)，且所述至少一个端部(10,20)的横截面在优选弯曲方向(V1)上的惯性矩小于在抵抗弯曲方向(R1)上的惯性矩。如果这种触针通过一个方向(F)上的弯曲力垂直于其纵向延伸(Z)被弯曲，则实际弯曲方向(X)偏离弯曲力方向(F)。为消除或减小该偏离，根据本发明设置为在弯曲部分(30)的横截面中在优选弯曲方向(V1)和抵抗弯曲方向(R1)上的惯性矩的差值小于在所述至少一个端部(10,20)中的差值。此外，本发明涉及包括根据本发明的触针(1)的连接器(70)以及用于制造根据本发明的触针的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及触针，该触针带有第一端部部分和第二端部部分，以及位于 端部部分之间的弯曲部分，至少一个端部部分的横截面具有优选弯曲方向和 至少一个抵抗弯曲方向(bending resistance direction)，并且其中至少一个端 部部分的横截面在优选弯曲方向的惯性矩小于在抵抗弯曲方向的惯性矩。本 发明还涉及带有这种类型触针的连接器。此外，本发明涉及用于制造这样触 针的方法。

背景技术

触针用在电力装备和电子的很多领域中。通常，带有多边形的，通常为 大体上矩形的横截面的触针用在这些领域中。在许多应用中，这些触针必须 在弯曲部分被弯曲，该弯曲部分位于两个端部部分之间。在垂直于触针的纵 向延伸且垂直于优选弯曲轴(其垂直于触针的纵向延伸)的方向上，弯曲是 相对容易的。沿着至少一个抵抗弯曲方向(该方向垂直于触针的纵向延伸并 垂直于与触针的纵向延伸垂直的抵抗弯曲轴)，弯曲是更困难的。触针沿弯 曲方向可被弯曲有多困难或容易的度量为惯性矩，特别是相应地弯曲方向或 弯曲轴的惯性矩。弯曲轴的惯性矩被定义为某一点到弯曲轴距离的平方在横 截面面积上的积分。如果相关于弯曲轴或弯曲方向(该方向垂直于弯曲轴并 且垂直于触针的纵向延伸)的惯性矩大，则绕这个轴或在这个方向上的弯曲 是困难的。

触针经常被插入带有互补形状的针座中，并且继而越过边缘被弯曲。然 而，由于产品公差，触针和针座并不经常精确地配合在一起，使得当触针被 接收进入针座并锁定的时候，触针绕着它的纵轴扭转。如果在后续阶段，弯 曲力施加在触针上，此力并不沿着优选弯曲方向而是在不同的方向起作用。 当触针被弯曲的时候，触针朝着优选弯曲方向，使得触针不是沿着弯曲力的 方向，而是在不同的方向被弯曲。触针的方向必须继而在附加步骤中被校正， 其会引起生产中的高支出。

发明内容

本发明要解决的问题为提供一种触针，它的制造过程不需要这样附加的 校正步骤。

根据本发明，这通过一种触针得以解决，在所述触针中，在弯曲部分的 横截面中在优选弯曲方向和在抵抗弯曲方向上的惯性矩的差值小于在至少 一个端部部分中的惯性矩差值。借助于根据本发明的解决方案，当弯曲部分 被弯曲的时候，弯曲力更好地和更精确地作用于触针上。因此，可以避免用 于在弯曲处理后对齐触针的附加的校正步骤。

根据本发明的解决方案可根据下列发展例来改进，每个发展例都是有利 的，并且能自由地组合。

弯曲部分可相比于至少一个端部部分不同地布置。它可具有不同的横截 面，即不同的横截面形状和/或不同的横截面面积。

优选弯曲方向可为在横截平面上具有最小的惯性矩的方向。

抵抗弯曲方向可为在横截平面上具有最大的惯性矩的方向。

所述至少一个端部部分，可具有多于一个的抵抗弯曲方向。例如，具有 矩形横截面的端部部分可具有四个抵抗弯曲方向，该抵抗弯曲方向的每个从 矩形的中心延伸至拐角。与沿着不同抵抗弯曲方向的弯曲相关联的惯性矩的 数值，可以相等或不同。特别地，在弯曲部分的横截面上，在优选弯曲方向 的和在有着最大惯性矩的抵抗弯曲方向的惯性矩的差值可小于至少一个端 部部分的惯性矩。

在优选实施例中，弯曲部分中在横向于触针纵向延伸的方向上的惯性矩 是恒定的。在直的或弯曲的触针情况下，触针的纵向延伸可为纵轴。

在另一个实施例中，弯曲部分中横向于端部部分的纵向延伸的惯性矩是 恒定的。在两种情况下，如果有多个抵抗弯曲方向，则在抵抗弯曲方向之间 的区域中在横向于触针的纵向延伸的方向上的惯性矩恒定可为足够的。

弯曲部分的横截面可为圆形的。在这样的实施例中，弯曲部分可在任意 方向被弯曲。优选弯曲方向可因此包括所有方向，该方向横向于纵向延伸延 伸。在优选弯曲方向上和在抵抗弯曲方向上的惯性矩的差值可为零或接近于 零。优选弯曲方向可与抵抗弯曲方向相匹配。在截面为圆形的实施例中，实 际的弯曲可准确地跟随弯曲力。触针方向的校正可因此变得完全是多余的。

触针的弯曲部分的横截面仅部分地弯曲(curved)也可是足够的。例如， 弯曲部分可仅在一个纵向侧面是弯的。可替代地或附加地，该截面至少在轮 廓的一些地方可具有圆形部分，例如半圆形。其余的轮廓可有角度，或者圆 形部分可用直线封闭。可替代地或附加地，弯曲部分的截面可具有轮廓为弯 的区域。这些弯的部分非必须像圆形部分一样延伸，但也可具有其他形状。 例如，它们可部分地为椭圆的、抛物线的，或沿着多项式函数的曲线延伸。 弯曲部分的横截面可具有凸形的外部轮廓，意味着在两点之间的区域，到中 心的距离大于在两点上的距离。

该至少一个端部部分，可具有多边形的横截面。例如，端部部分可具有 矩形的，优选地正方形的横截面。特别地，端部部分可具有横截面，其为大 体上正方形的，但是具有圆的拐角。横截面也可只部分地为多边形。在这种 方式下，一个侧面可具有角度，而另一个侧面是弯曲的。

所述至少一个端部部分和弯曲部分之间可有连结部分，端部部分的截面 和弯曲部分的截面在这里连结。连结部分可为阶梯式的。可替代地，端部部 分和弯曲部分的连结可为流畅的，意味着连结部分不具有任何台阶或边缘。

在优选实施例中，在弯曲部分的横截面中在优选弯曲方向和在抵抗弯曲 方向上的惯性矩的差值小于在两个端部部分中的惯性矩差值。第二端部部分 可具有和第一端部部分相同的优选横截面。特别地，第二端部部分可具有和 第一端部部分相同的横截面。因此第二端部部分可具有和第一端部部分相同 的横截面形状、尺寸和/或面积。特别地，至少在非弯曲状态下，第二端部部 分的横截面可具有和第一端部部分相同的取向。如果，例如，两个端部部分 均具有正方形横截面，则当沿着触针的纵向延伸看去的时候，两个正方形可 在非弯曲状态下一致地被叠加。然而，在弯曲状态下，两个正方形可被相对 彼此扭转。可替代地，有着相同横截面面积的相同形状的横截面可被不同地 定向。例如，两个端部部分均可具有正方形的横截面，而在两个端部部分的 正方形的拐角指向不同的方向。

弯曲段可借助于横截面重塑而生产。例如，已经存在的弯曲部分可被重 塑，使得触针变成根据本发明的触针。可替代地，弯曲部分可仅起源于截面 重塑，例如最初不是弯曲部分的另一个部分可被重塑成为弯曲部分。由于第 一端部部分和/或第二端部部分的一部分被重塑为弯曲部分，因而具有第一端 部部分和第二端部部分的触针可被重塑为根据本发明的触针。这借助于横截 面重塑是可能的。在优选实施例中，具有各自具有多边形横截面的两个端部 部分的触针，由于其第一端部部分和第二端部部分被重塑成为弯曲的，优选 地为圆形的横截面，因而被重塑为根据本发明的触针。

横截面的重塑，例如，借助于压缩，是可能的。横截面的重塑过程可特 别地为冷成型过程。横截面可在简单地通过非升温地施加压力来被重塑。这 可例如发生在预先确定未来横截面的冲模或模具的帮助下。不使用固定模具 的自由重塑也是可能的。借助于在纵向方向或横向方向的轧制的重塑也是可 能的。在任意情况下，触针的长度可由于重塑过程而改变；特别地，触针可 因此被延长。弯曲部分的横截面面积可由于重塑过程而改变；特别地，横截 面可变得更小。只改变横截面形状但不改变横截面面积的重塑也是可能的。 在这种情况下，触针不可延长。

在优选实施例中，触针在重塑过程之前具有第一端部部分和第二端部部 分，该端部部分的每个具有相同的横截面形状和面积。

在弯曲部分的重塑过程中，端部部分也可同时被重塑。特别地，至少一 个端部部分可被重塑以至少部分地成为弯曲部分。作为结果，重塑的端部部 分长度可改变。

触针可具有多个弯曲部分，特别地，根据本发明的多个弯曲部分。

触针可具有附加的功能性部分。例如，在端部部分和弯曲部分之间可具 有连结部分。

根据本发明的触针可在弯曲部分中被弯曲。通过这种方式，两个端部部 分可在不同的方向延伸。两个方向可特别地在一个点处交叉。根据本发明的 触针可被布置在连接器内。特别地，第一端部部分可被正性地(positively) 插入到针座中，该针座带有互补的横截面形状。第一端部部分可被布置为完 全地或只部分地在针座内。正性锁定可仅横向于插入端部部分的纵向延伸作 用，使得触针可沿着插入的端部部分的纵向延伸被移动。

连接器可具有根据本发明的各种触针。例如，有各种的触针，该触针的 每个在至少一个端部部分和弯曲部分中具有相同的横截面，但是具有不同的 长度。因而，在弯曲状态下，触针的端部可位于相同的平面上。

附图说明

本发明的优势实施例的示例参照附图被描述如下。描述的实施例仅代表 可能的实施例，然而，其中以上描述的个体特征也可相互独立地彼此结合或 被省略。各种附图中的相同附图标记代表相同的物体。

在附图中：

图1A是根据本发明的触针的第一实施例的透视示意图。

图1B是沿着垂直于触针的纵向延伸的横向平面穿过图1A示出的触针 的端部部分的横截面示意图。

图1C是沿着垂直于触针的纵向延伸的横向平面穿过图1A示出的触针 的弯曲部分的横截面示意图。

图2是根据本发明的触针的第二实施例的透视示意图。

图3是根据本发明的触针在针座中的透视示意图。

图4是图3中示出的触针和针座的前视示意图。

图5是根据本发明的触针的第三实施例的透视示意图。

图6是图5中示出的触针从不同视线得到的透视示意图。

图7是根据本发明的连接器的透视示意图。

具体实施方式

图1A中示出了根据本发明的触针1。该触针具有第一端部部分10和第 二端部部分20以及第一端部部分10和第二端部部分20之间的弯曲部分30。 第一端部部分10在触针1的纵向延伸方向Z上的长度L1小于第二端部部分 20的对应长度L2。弯曲部分30的长度L3独立于该两个端部部分的长度L1, L2。在这情况下，弯曲部分30的长度L3大约为触针1在纵向延伸方向Z 上的长度L的20％。然而，弯曲部分30的长度L3可与这个数值不同，并 且适应于相应的预期目标。

在这个情况下，触针的长度L由第一端部部分10、第二端部部分20以 及弯曲部分30的长度L1、L2以及L3组成。在可替代的实施例中，可有除 两个端部部分10,20以及弯曲部分30之外的附加部分。特别地，可具有附 加的弯曲部分，例如根据本发明的第二弯曲部分。

这里示出的端部部分10,20均具有插入部分11,21，该插入部分中端部 部分渐缩以便于插入到针座中。

第一端部部分10和第二端部部分20在横截平面T上的横截面是相同 的，该横截平面垂直于触针的纵向延伸Z延伸。在这个情况下，它们具有相 同的形状、面积和朝向。

图1B中示出了第一部分和第二部分10,20的这样的横截面。外部轮廓 U1、U2为大体上正方形的，但是具有倒棱的拐角3。轮廓U1、U2因此为 多边形的，在这个情况中为八边形的。拐角也可为圆的。示出的端部部分10, 20具有第一优选弯曲方向V1和第二优选弯曲方向V2。端部部分10,20可 沿着和逆着这些带有最轻微的抵抗的优选弯曲方向V1、V2被弯曲。在该过 程中，绕弯曲轴B1在优选弯曲方向V1上发生弯曲。绕这个弯曲轴B1的惯 性矩，特别是轴向惯性矩，小于在其他轻微地偏离于优选方向V1的方向上 的惯性矩。在此示出的示例中，优选弯曲方向V1代表有着最小惯性矩的弯 曲方向。惯性矩通常被定义为横截面面积A上的对到弯曲轴的距离的平方的 面积分，该弯曲轴延伸通过面积A的中心点M。

在如这里示出的横截面的情况下，还具有第二优选弯曲方向V2，沿其 的弯曲和沿优选弯曲方向V1的弯曲一样容易。

此外，示出的端部部分10,20具有抵抗弯曲方向R1，在此方向上弯曲 是困难的；关于抵抗弯曲方向R1和关于属于抵抗弯曲方向R1的弯曲轴W1 的惯性矩在这里是增大的。示出的端部部分10,20具有多个抵抗弯曲方向， 例如画入的第二抵抗弯曲方向R2。在这里示出的对称实施例的情况下，关 于沿着第二抵抗弯曲方向R2的弯曲的惯性矩等于关于沿着第一抵抗弯曲方 向R1的弯曲的惯性矩。

如果尝试沿着抵抗弯曲方向R1，也就是说用指向抵抗弯曲方向R1的方 向的弯曲力F，来弯曲端部部分10,20，则甚至小的偏离也会引起弯曲不沿 着方向R1发生，而是沿着实际弯曲方向X，该实际弯曲方向朝着优选弯曲 方向V1被转动。

图1C示出了如图1所示的触针1的弯曲部分30的横截面。在这个情况 下，横截面是圆形的。弯曲部分30具有沿着横截平面中的所有方向的相同 的抵抗弯曲，也就是说，关于横截平面上的所有方向的惯性矩都是相等的。 同时所有方向都为抵抗弯曲方向R1。关于优选弯曲方向V1和抵抗弯曲方向 R1的惯性矩的差值因而为零。这里示出弯曲部分30的圆形实施例的情况下， 横截平面上的任意方向的弯曲力F引起在此弯曲方向上的弯曲。实际弯曲的 方向X因此与弯曲力的方向F相匹配。具有圆形轮廓的弯曲部分30如图1A 和1C所示，其可从另一个横截面通过重塑而生产。例如，具有类似于端部 部分10,20的横截面的横截面的弯曲部分30，可被重塑成为根据本发明的横 截面。这可，例如，通过轧制和压缩来实现。由于这个重塑过程触针1的长 度L可依赖于重塑过程而改变或者甚至保持相同。特别地，因此，图1C所 示的弯曲部分30的面积A3可与第一端部部分和/或第二端部部分10,20的 面积A相同。

在图2中示出了根据本发明的触针1的第二实施例。这个触针1再次具 有第一端部部分10、第二端部部分20以及位于两个端部部分10,20之间的 弯曲部分30。这里示出的触针1已经在弯曲部分30处被弯曲。第一端部部 分10的纵向延伸的方向Z1是与第二端部部分20的纵向延伸的方向Z2不同 的。纵向延伸的两个方向Z1,Z2交叉于一点，并且在这个示例中形成大约为 90°的角度。第一端部部分和第二端部部分10,20的横截面在垂直于纵向延 伸方向Z1,Z2的平面上，该横截面与图1B中示出的横截面相似。

弯曲部分30具有通过曲形部31的横截面，该横截面偏离圆形。在位于 弯曲部分30和第一端部部分10之间的接合部分40，横截面仍然近似为圆形 的。进一步在弯曲部分30的中心，相对于圆形形状的偏离可更大。在位于 弯曲部分30和第二端部部分20之间的第二接合部分50，横截面再次近似为 圆形的。

这里示出的触针1可通过弯曲直的触针1来生产。例如，弯曲力F可已 经被施加。由于圆形弯曲部分30的缘故，这个力F引起弯曲部分在弯曲力 的方向F弯曲。实际弯曲方向X因此与弯曲力的方向F相匹配。

图3示出了根据本发明的触针1被插入到针座60中。针座60可例如为 连接器70的一部分，该连接器也可具有附加的针座60以及附加的触针1。 第一端部10和第二端部20再次地具有多边形横截面，其大体上为正方形， 但是具有倒棱的边缘2。在第一端部部分和第二端部部分20之间，有弯曲部 分30，其具有曲形部31。两个端部部分10,20因此在不同空间方向上延伸。

连接器70的针座60具有互补于第二端部部分20的横截面。针座60的 内部轮廓61具有大体上正方形的横截面。

触针1可沿着垂直于连接器的表面延伸的插入方向S被插入到连接器针 座60中。

根据本发明，示出的触针1通过弯曲直的触针1而生产。在弯曲过程中， 触针1在针座60的内部。尽管触针的外部轮廓和针座60的内部轮廓61的 布置带有互补的横截面，但是触针1可绕着第二端部部分20的纵向延伸方 向Z2(意味着旋转方向T)被轻微地旋转。然而，由于弯曲部分30的横截 面的圆形构造，这样的针座60内部的旋转，不引起实际弯曲方向X偏离于 弯曲力的方向F。两个方向F,X均因此彼此重合。在这样实施例的情况下， 校正端部部分10的对准的附加对准阶段被省略。

图4中示出了如图3中所示的触针1和针座60的前视图。

第二端部部分20被扭转并且被锁定在针座60中。尽管弯曲力F的方向 不同于优选弯曲方向V1并且具有在抵抗弯曲方向R1的方向上的分量，但 是实际弯曲方向X为在弯曲力的方向F上。这是因为弯曲部分30的圆形截 面造成的。如果弯曲部分30具有和第二端部部分20相同的横截面，则未理 想地位于优选弯曲方向V1上，而是具有沿着抵抗弯曲方向R1的分量的弯 曲力F将引起方向X与弯曲力的方向F不同的实际弯曲。

在图5和图6中示出了根据本发明的触针1的第三实施例。在第一端部 部分10和第二端部部分20之间再次具有弯曲部分30。然而，这里示出的弯 曲部分30不具有像迄今为止示出的示例中的圆形的横截面，而是只具有部 分地弯的横截面。这引起在方向F上的弯曲力，引导沿着方向X的弯曲，该 方向只轻微地差别于弯曲力的方向F。弯曲力的方向F和实际弯曲方向X因 此未恰好地匹配，即使它们相比于在触针1(其在弯曲部分30中具有和第一 端部10、第二端部20相同的横截面)的情况下更靠近彼此。弯曲力的方向 F和实际弯曲方向X可如此相互接近，以至于为校正被弯曲的触针1的对准 的附加校正步骤是不需要的。

弯曲部分30的横截面在内侧32是弯曲的。在外侧33上其具有多个角。

图5中所示的触针1在图6中再次从另一个透视角度示出。外侧33上 有角形构造以及内侧32上弯曲的构造使得将第一端部部分10朝着第二端部 部分20弯曲更为容易。实际弯曲方向X因此靠近于弯曲力的方向F。

图7中示出了根据本发明的连接器70。连接器70包括多个针座60，根 据本发明的触针1可被插入到该针座中。由于根据本发明的触针1的构造， 延伸至连接器的外部的第一端部部分10都指向相同的方向Z1。各种触针1 的个体端部部分10有着不同的长度，使得所有触针1终止于一个平面中。