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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktstift zum Befestigen in einer Durchbrechung, insbesondere zum Einpressen in durchmetallisierte Bohrungen einer Leiterplatte, mit einem eine Überweite und einen doppelsymmetrischen Querschnitt aufweisenden Befestigungsabschnitt, der
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die gegeneinander beweglichen Seitenteile im Bereich ihrer Aussenflächen keine der Krümmung des Durchbrechungsquerschnittes entsprechende Krümmung auf. Dadurch ist der Kontakt des
Kontaktstiftes mit einer Leiterplatte auf ein Flächenminimum beschränkt, es erfolgt lediglich eine Linienberührung.
Von einem Kontaktstift der eingangs bezeichneten Gattung ausgehend ist es Aufgabe der
Erfindung, bei einem in eine Durchbrechung einer Leiterplatte eingesetzten Kontaktstift eine weitestgehend gleichmässige Verteilung des Klemmdruckes über die gesamte Umfangsfläche und damit einen innigen Kontakt der Kontaktflächen zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Seitenteile an den Aussenseiten eine Krümmung aufweisen, die der Krümmung des Querschnittes der Durchbrechung, insbesondere der Krümmung der zur Aufnahme des Stiftes vorgesehenen Leiterplattenbohrung, entspricht, und dass die beiden Seitenteile über einen in einer Diametralsymmetrieebene des Kontaktstiftes verlau- fenden, elastisch verformbaren Steg miteinander verbunden sind.
Durch diese Massnahmen wird eine sehr grosse Kontaktfläche und damit eine hohe Kontakt- sicherheit erzielt und ausserdem auch die Gasdichtheit der Kontaktverbindung verbessert. Weiters wird hiedurch eine symmetrische Verteilung des Klemmdruckes erreicht und verhindert, dass die Beanspruchung der Durchbrechung der Leiterplatte zu schädlichen Belastungsspitzen führt, wodurch sich auch die Neigung zu Kriecherscheinungen, wie sie bei bekannten Kontaktstiften zu beobachten sind, wesentlich verringert.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können die sich in Längsrichtung des Stiftes erstreckenden Nuten einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch wird eine sehr weitgehende Symmetrie der Federeigenschaften erreicht. Es ergeben sich dabei im Querschnitt etwa kreissegmentförmige Seitenteile des Befestigungsabschnittes mit grossem Verformungswiderstand, der zu einem festen Kontaktsitz führt, das sich auch über lange Zeitspannen kaum ändert und eine hohe Rückhaltekraft gewährleistet, ohne dass besonders hohe Drücke zum Einpressen des Kontaktstiftes angewendet werden müssen, die zu Beschädigungen der die Stifte aufnehmenden Platte führen können.
Die beiden zueinander geneigt verlaufenden Begrenzungswände der Längsnuten sollen zweck- mässigerw-eise einen Winkel kleiner als 900 bilden.
Zur Verbesserung der elastischen Verformbarkeit des Steges kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vorgesehen sein, dass in diesem die beiden Seitenteile verbindenden Steg eine in Längsrichtung des Kontaktstiftes verlaufende schlitzförmige Durchbrechung ausgebildet ist.
Zur Gewährleistung weitgehend symmetrischer Verhältnisse im Befestigungabschnitt cles eingesetzten Kontaktstiftes soll das gesamte Materialvolumen dieses Steges 4 bis 10% des Gesamtvolumens des Befestigungsabschnittes betragen.
Mit besonderem Vorteil kann der Steg durch den gemeinsamen Boden der beiden einander diametral gegenüberliegenden, sich in Längsrichtung des Stiftes erstreckenden Nuten gebildet sein. Dadurch wird eine sehr hohe Symmetrie der Federeigenschaft erzielt.
Diese Längsnuten können gegebenenfalls mit einer elektrisch leitenden Paste ausgefüllt sein, um auf diese Weise den elektrischen Kontakt zu optimieren.
Die Erfindung erstreckt sich des weiteren auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktstiftes, demzufolge Draht, vorzugsweise Vierkantdraht, von einem Drahtwickel abgezogen wird, in den Befestigungsabschnitt diametral gegenüberliegende Nuten eingeprägt und die Aussenflächen des Befestigungsabschnittes durch Verformung zur Überweite so gekrümmt werden, dass diese Krümmung der Krümmung der Innenwand der Aufnahmedurchbrechung, insbesondere einer Leiterplattenbohrung, entspricht.
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Im Zuge dieses Verfahrens wird dann der durch den gemeinsamen Boden der Nuten gebildete
Steg mit einer schlitzförmigen Durchbrechung ausgebildet, die später aufgeweitet wird.
Ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung erfindungsgemässer Kontaktstifte ist besonders rationell, die hiefür erforderlichen Werkzeuge haben geringe Gestehungskosten.
Die schlitzförmige Durchbrechung des Steges ist unter lediglich geringem Kraftaufwand herstellbar, so dass bei Herstellung stets gleich dicker Federelemente eine konstante Qualität der Kontaktstifte gesichert ist.
An Stelle einer Aufweitung der schlitzförmigen Durchbrechungen nach deren Herstellung ist. es auch möglich, die Kontaktstifte mit einer von vornherein breiteren schlitzförmigen Durchbrechung anzufertigen, was vorzugsweise dann erfolgen wird, wenn der Kontaktstift beim Anprägen im Bereich der schlitzförmigen Durchbrechung mit einem Durchmesser hergestellt wird, der grösser als der Durchmesser der zur Aufnahme des Kontaktstiftes vorgesehenen Bohrung ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen die Fig. la bis 1d einen erfindungsgemässen Kontaktstift, Fig. 2a bis 2d einen abgewandelten erfindungsgemässen Kontaktstift, Fig. 3a bis 3d eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kontaktstiftes und Fig. 4a und 4b wieder eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kontaktstiftes.
In den Fig. la bis 1d ist ein erfindungsgemässer Kontaktstift --1-- dargestellt, welcher aus einem Volldrahtmaterial mit quadratischem Querschnitt hergestellt ist. Hiebei zeigt Fig. la den Kontaktstift in einer perspektivischen Teilansicht, Fig. lb und 1c den in eine Leiterplattenbohrung eingesteckten Kontaktstift im Querschnitt längs Linie AA der Fig. la, wobei die Kontaktstifte nach Fig. lb und Ic jeweils nach einer andern Verfahrensvariante hergestellt sind, und Fig. ld gleichfalls im Querschnitt längs Linie AA den Kontaktstift gemäss Fig. lc im nicht eingesteckten Zustand.
Im Befestigungsabschnitt ist der Kontaktstift --1-- mit zwei Seitenteilen --3-- und einer zwischen diesen liegenden schlitzförmigen Durchbrechung --2-- ausgebildet. Im nicht eingesteckten Zustand weist der Befestigungsabschnitt Überweite auf, d. h., dass sein Durchmesser grösser als die innere lichte Weite der für seine Aufnahme bestimmten Bohrung in der Leiterplatte --5-ist.
Die schlitzförmige Durchbrechung --2-- des Kontaktstiftes --1-- ist im gemeinsamen Boden zweier durch Anprägen hergestellter, einander diametral gegenüberliegender Längsnuten --8-- ausgebildet, die Längsnuten --8-- besitzen eine Tiefe a. Hiedurch weist der Kontaktstift im
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und schlitzförmiger Durchbrechung --2-- besitzen die Seitenteile --3-- Federwirkung, die im wesentlichen durch die Wahl der Tiefe a und die Grösse der Überweite bestimmt ist.
Das Anprägen erfolgt prinzipiell in einer Form bzw. Gesenk bei welcher die Krümmung der Forminnenwand der Krümmung der Innenwand der Leiterplattenbohrung entspricht. Der Innendurchmesser bzw. die lichte innere Weite dieser Form kann nun unterschiedlich gewählt werden, Entweder entspricht der lichte Forminnendurchmesser genau dem Durchmesser der Aufnahmebohrung --4-- in der Leiterplatte --5--, dann muss nach dem Anprägen und Herstellung der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- im gemeinsamen Boden der beiden Längsnuten --8-- nach der Entformung die schlitzförmige Durchbrechung --2-- aufgeweitet werden. Einen solcherart hergestellten Kontaktstift zeigt Fig. 1c im eingesteckten Zustand.
Alternativ kann das Anprägen und Schlitzen aber auch in einer Form erfolgen, deren lichter Innendurchmesser grösser als der Durchmesser der. Aufnahmebohrung --4-- in der Leiterplatte --5-- ist, so dass sich ein nachträgliches Aufweiten der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- erübrigt. Einen solcherart hergestellten Kontaktstift zeigt Fig. ld im nicht eingesteckten Zustand und Fig. 1 b im eingesteckten Zustand. Wie Fig. 1b zeigt, verringert sich die Breite der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- im eingesteckten Zustand ; die Federwirkung wird durch die durch die Herstellung in der Form bedingte, somit von vornherein erreichte Überweite des Kontaktstiftdurchmessers im Einpressbereich erreicht.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen eine Ausführungsform eines in Übereinstimmung mit den Fig. la
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bis 1d hergestellten Kontaktstiftes --1--, wobei das Anprägen und Schlitzen über die Kanten des aus Vierkantmaterial hergestellten Stiftes erfolgt.
In den Fig. 3a bis 3d ist ein Kontaktstift --1-- ersichtlich, der aus einem Rundmaterial entsprechend den in Zusammenhang mit den Fig. la bis 1d erläuterten Verfahrensschritten her- gestellt ist. Technisch gesehen entsprechen die Fig. 2b bis 2d bzw. 3b bis 3d den Fig. lb bis ld. Insbesondere entspricht auch bei diesen Ausführungsbeispielen die Krümmung der Aussenseite des Kontaktstiftquerschnittes im Befestigungsabschnitt der Krümmung der Innenwand der den
Stift aufnehmenden Bohrung --4-- und der Stiftquerschnitt ist doppelt symmetrisch.
In den Fig. 3b und 3c ist die Längsnut --8-- bis zum Innenrand der Leiterplattenbohrung mit einer leitfähigen Paste --10-- ausgefüllt, die : punktiert angedeutet ist. Dies kann in gleicher
Weise auch bei Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 erfolgen.
Allen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Stifte --1-- gemeinsam ist der in einer
Diametralebene als Steg verlaufende gemeinsame Boden --9-- der beiden Längsnuten. Dieser
Boden --9-- ist von besonderem Vorteil für einen symmetrischen Aufbau des erfindungsgemässen
Kontaktstiftes, wodurch ein gleichmässiger, über einen grossen Bereich der Wand der Bohrung verteilter Anpressdruck gewährleistet ist.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die zwingend eine schlitz- förmige Durchbrechung --2-- aufweisen. Wie Fig. 4a und 4b im Querschnitt zeigen, kann der
Steg als solcher belassen werden. Insbesondere dann, wenn das gesamte Materialvolumen des
Steges 4 bis 10% des Gesamtvolumens des Befestigungsabschnittes beträgt, ist der Steg so dünn, dass er sich beim Einsetzen des Stiftes ohne Beeinträchtigung der übrigen Eigenschaften des
Kontaktstiftes verformen kann. In der den Kontaktstift --1-- im Querschnitt in nicht eingestecktem
Zustand zeigenden Fig. 4a und im eingesteckten Zustand zeigenden Fig. 4b sind die mit den Kontakt- stiften der andern Figuren übereinstimmenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Wie bereits erwähnt, kann die Herstellung der vorstehend beschriebenen und keinesfalls auf einen bestimmten Drahtquerschnitt beschränkten Kontaktstifte ausgehend von einem Endlosdrahtwickel kontinuierlich erfolgen. Die Herstellung der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Kontaktstifte kann zweckmässig so erfolgen, dass zunächst in einer Prägestation das Anprägen der Längsnuten erfolgt. In einer zweiten Station erfolgt dann für die Stifte gemäss Fig. 1 bis 3 das Anbringen der schlitzförmigen Durchbrechungen --2-- und gegebenenfalls auch das Aufweiten.
Der Vorschub von einer Station zur andern entspricht zwecks Gewährleistung der Kontinuität der Herstellung einer Stiftlänge.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt ; Anprägen und Anbringen der schlitzförmigen Durchbrechungen bzw. gegebenenfalls auch das Aufweiten in einer Station gleichzeitig oder hintereinander vorzunehmen, ist ebenso möglich.
Die Stifte können nach erfolgter Herstellung abgelängt und lose bzw. gegurtet der weiteren Verarbeitung bzw. dem Einsetzen zugeführt werden. Alternativ kann der mit den erfindungsgemässen Kontaktstiften ausgebildete Drahtstrang auch in den Kontaktstiftlängen entsprechenden Abständen mit Sollbruchstellen z. B. Kerben, Einschnürungen od. dgl. ausgebildet werden, so dass die Leiterplattenbestückung vom endlosen Drahtstrang aus erfolgen kann.
Die Erfindung ist des weiteren auf die Herstellung der Kontaktstifte aus einem Drahtmaterial bestimmten Querschnittes nicht beschränkt. Neben den in den Zeichnungen dargestellten Materialien eines Vierkant- bzw. Runddrahtes können auch Flachdrähte, Sechskantdrähte usw. als Ausgangsmaterialien für die Stiftherstellung Verwendung finden.
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The invention relates to a contact pin for fastening in an opening, in particular for pressing into through-plated bores of a printed circuit board, with a fastening section which has an oversize and a double-symmetrical cross section
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the mutually movable side parts in the area of their outer surfaces do not have a curvature corresponding to the curvature of the opening cross section. This is the contact of the
Contact pin with a circuit board limited to a minimum area, there is only a line contact.
Starting from a contact pin of the type described above, it is the task of
Invention, to achieve a largely uniform distribution of the clamping pressure over the entire circumferential surface and thus an intimate contact of the contact surfaces in a contact pin inserted into an opening in a printed circuit board.
According to the invention, this object is achieved in that the side parts have a curvature on the outer sides which corresponds to the curvature of the cross section of the opening, in particular the curvature of the printed circuit board bore provided for receiving the pin, and in that the two side parts have a diametrically symmetrical plane of the contact pin extending, elastically deformable web are interconnected.
These measures result in a very large contact area and thus a high level of contact reliability and also improve the gas tightness of the contact connection. Furthermore, a symmetrical distribution of the clamping pressure is achieved and prevents the stress on the opening in the printed circuit board from leading to harmful load peaks, which also significantly reduces the tendency to creep, as can be observed in known contact pins.
According to a further feature of the invention, the grooves extending in the longitudinal direction of the pin can have a trapezoidal cross section. A very extensive symmetry of the spring properties is thereby achieved. In cross-section, there are approximately circular segment-shaped side parts of the fastening section with great deformation resistance, which leads to a firm contact seat, which hardly changes even over long periods of time and ensures a high retention force, without the need to use particularly high pressures to press in the contact pin can damage the plate receiving the pins.
The two boundary walls of the longitudinal grooves which are inclined to one another should expediently form an angle of less than 900.
In order to improve the elastic deformability of the web, it can be provided according to a further feature of the invention that in this web connecting the two side parts a slot-shaped opening running in the longitudinal direction of the contact pin is formed.
To ensure largely symmetrical conditions in the fastening section of the contact pin used, the total material volume of this web should be 4 to 10% of the total volume of the fastening section.
The web can be formed with particular advantage by the common bottom of the two diametrically opposite grooves which extend in the longitudinal direction of the pin. This results in a very high symmetry of the spring properties.
These longitudinal grooves can optionally be filled with an electrically conductive paste in order to optimize the electrical contact in this way.
The invention also extends to a method for producing such a contact pin, according to which wire, preferably square wire, is withdrawn from a wire winder, diametrically opposed grooves are embossed in the fastening section and the outer surfaces of the fastening section are curved so that they become too wide Curvature corresponds to the curvature of the inner wall of the receiving opening, in particular a circuit board hole.
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In the course of this process, the one formed by the common bottom of the grooves is then formed
Web formed with a slot-shaped opening, which will be expanded later.
Such a method for the continuous production of contact pins according to the invention is particularly efficient, the tools required for this have low production costs.
The slot-shaped opening of the web can be produced with only a small amount of force, so that a constant quality of the contact pins is ensured when the spring elements are always of the same thickness.
Instead of an expansion of the slot-shaped openings is after their manufacture. it is also possible to manufacture the contact pins with a slot-shaped opening which is wider from the outset, which will preferably be done if the contact pin is produced in the area of the slot-shaped opening with a diameter which is larger than the diameter of the bore provided for receiving the contact pin .
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. 1a to 1d show a contact pin according to the invention, FIGS. 2a to 2d show a modified contact pin according to the invention, FIGS. 3a to 3d show a further embodiment of a contact pin according to the invention and FIGS. 4a and 4b again show another embodiment of a contact pin according to the invention.
1a to 1d, a contact pin according to the invention --1-- is shown, which is made of a solid wire material with a square cross-section. 1a shows the contact pin in a partial perspective view, FIGS. 1b and 1c show the contact pin inserted into a printed circuit board bore in cross section along line AA of FIG. 1 a, the contact pins according to FIGS. 1 b and 1 c each being produced according to a different process variant, and FIG. 1d likewise in cross section along line AA the contact pin according to FIG. 1c in the non-inserted state.
In the fastening section, the contact pin --1-- is formed with two side parts --3-- and a slot-shaped opening --2-- lying between them. In the non-inserted state, the fastening section has an oversize, ie. that is, its diameter is larger than the inside clearance of the hole in the circuit board intended for its reception --5.
The slot-shaped opening --2-- of the contact pin --1-- is formed in the common bottom of two diametrically opposed longitudinal grooves --8-- made by stamping, the longitudinal grooves --8-- have a depth a. Through this the contact pin in the
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and slot-shaped opening --2-- have the side parts --3-- spring action, which is essentially determined by the choice of depth a and the size of the excess width.
The stamping takes place in principle in a mold or die in which the curvature of the mold inner wall corresponds to the curvature of the inner wall of the circuit board bore. The inside diameter or the inside diameter of this shape can now be selected differently, either the inside diameter of the die exactly corresponds to the diameter of the mounting hole --4-- in the PCB --5--, then you have to stamp and produce the slot-shaped opening --2-- the slit-shaped opening --2-- are widened in the common bottom of the two longitudinal grooves --8-- after removal from the mold. 1c shows a contact pin produced in this way in the inserted state.
Alternatively, the stamping and slitting can also take place in a form whose inside diameter is larger than the diameter of the. Mounting hole --4-- in the PCB --5-- is, so that a subsequent widening of the slot-shaped opening --2-- is unnecessary. A contact pin produced in this way is shown in FIG. 1d in the non-inserted state and FIG. 1b in the inserted state. As shown in Fig. 1b, the width of the slot-shaped opening --2-- decreases in the inserted state; the spring effect is achieved by the excess width of the contact pin diameter in the press-in area, which is caused by the manufacture in the mold and thus has been achieved from the start.
2a to 2d show an embodiment of a in accordance with Fig. La
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to 1d manufactured contact pin --1--, whereby the stamping and slitting takes place over the edges of the pin made of square material.
3a to 3d show a contact pin --1--, which is made from a round material in accordance with the method steps explained in connection with FIGS. La to 1d. Technically speaking, FIGS. 2b to 2d and 3b to 3d correspond to FIGS. 1b to 1d. In particular, in these exemplary embodiments, too, the curvature of the outside of the contact pin cross section in the fastening section corresponds to the curvature of the inner wall
Pin-receiving bore --4-- and the pin cross-section is double symmetrical.
3b and 3c, the longitudinal groove --8-- is filled up to the inner edge of the circuit board bore with a conductive paste --10--, which: is indicated by dotted lines. This can be done in the same
Way also in embodiments according to FIGS. 1 and 2.
Common to all of the embodiments of the inventive pins --1-- is that in one
Diametrical plane as a web running common floor --9-- of the two longitudinal grooves. This
Bottom --9-- is particularly advantageous for a symmetrical structure of the invention
Contact pin, which ensures a uniform contact pressure distributed over a large area of the wall of the bore.
However, the invention is not limited to embodiments which necessarily have a slot-shaped opening -2--. 4a and 4b show in cross section, the
Be left as such. Especially when the entire material volume of the
Web is 4 to 10% of the total volume of the fastening section, the web is so thin that when the pin is inserted it does not impair the other properties of the
Can deform contact pin. In the cross-section of the contact pin --1-- in not inserted
4a showing the state and FIG. 4b showing the inserted state, the parts which correspond to the contact pins of the other figures are provided with the same reference numerals.
As already mentioned, the manufacture of the contact pins described above and in no way limited to a specific wire cross section can be carried out continuously from an endless wire winding. The contact pins shown in FIGS. 1 to 4 can expediently be produced in such a way that the longitudinal grooves are first stamped in a stamping station. In a second station, the slit-shaped openings --2-- are then made for the pins according to FIGS. 1 to 3 and, if appropriate, also widened.
The feed from one station to the other corresponds to the continuity of the manufacture of a pin length.
However, the invention is not limited to this; It is also possible to stamp and attach the slot-shaped openings or, if appropriate, also to widen them in a station at the same time or in succession.
After manufacture, the pins can be cut to length and can be fed loose or taped for further processing or insertion. Alternatively, the wire strand formed with the contact pins according to the invention can also have corresponding breakpoints with predetermined breaking points in the contact pin lengths. B. notches, constrictions or the like. Are formed so that the circuit board assembly can be done from the endless wire strand.
The invention is furthermore not limited to the production of the contact pins from a wire material having a specific cross section. In addition to the materials of a square or round wire shown in the drawings, flat wires, hexagonal wires, etc. can also be used as starting materials for the manufacture of pins.
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