CN100423376C - 用于压入到印刷电路板的插孔内的接触元件 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了一种用于压入到印刷电路板的插孔内的接触元件，此接触元件有一个带插入区的销钉状压入区域以及一个与之相邻的可变形区，这个可变形区的宽度大于插孔直径，而插入区的宽度小于插孔直径。可变形区有一个前区和一个后区，这两个区各具有一个封闭的孔口，这两个孔口被一个与接触元件的插入方向横向相交的横隔板隔断。这个横隔板至少在一个分区内与插入方向成5至85度的锐角，因此在挤压插脚时，横隔板弯曲弹性地受载，由此产生一个均匀增大的压紧力将插脚压紧到孔壁上。

Description

用于压入到印刷电路板的插孔内的接触元件
技术领域
本发明涉及一种用于压入印刷电路板插孔的接触元件。此接触元件具有一带插入区的销钉状压入区域以及一与之相邻的可变形区；所述可变形区的宽度大于插孔直径；插入区的宽度小于插孔直径；可变形区至少有两个插脚以及沿插入方向有一个前区和一个后区；这两个区各具有一个封闭的孔口，所述孔口被横隔板隔断。
背景技术
压入技术是一种无需焊接来实现印刷电路板和电触头连接的方法。压入触头有一个可变形(柔性)或刚性的压入区域。这个压入区域的尺寸大于镀有铜的印刷电路板上相应的钻孔。压接插针和印刷电路板之间的电接触是通过用机械力将插针插入套筒中、而不是通过焊接或利用其他辅助方式实现的。通过压入区域(柔性插针)及印刷电路板(实心插针)的弹性变形产生了为保证稳定、可靠连接所需的法向力。此外，压入区域较高的机械压力还形成了冷焊。
在这种柔性压入技术中，压入区域有一个弹性变形区域。通过在压接状态下压入区域变形，向包覆的铜套施加法向力，法向力决定了插针在套筒中的附着力。弹性压入区域最简单可行的实例是所谓的针眼区，即成针眼形状。在针眼区，外压入脚形成连续凹陷的弯曲。这种几何形状导致在压接状态下在整个压入区域的长度上力的分配特别不均匀。在与压入区域的中心紧密相邻的区域内产生了很大的力，而在压入区域上部和下部压力却几乎不增大，而且压入脚在很大范围内与套筒不接触。如果插脚的外侧在变形区设计成互相平行，那么，在变形区的边缘上就会形成最大负荷，在中心形成较小的负荷，或者甚至插脚在中心向内隆起。
专利说明书DE 97 26759A1中描述了一种改进的针眼区。这个区域有一个改进的内轮廓，它可以在压入状态下形成均匀的力分配。
专利EP 0 148 792或EP 0 367 866或US 5,564,954中描述了有弹性压入区域的接触元件。在这些元件的插脚上设计有向内相互对应的限位块，这些限位块可以相应地限制插脚在与插入方向横向相交方向上的变形，而且在继续压合时会对插脚产生相应的反作用力。这个反作用力的大小取决于对插脚的压合程度，刚开始时很小，随着限位块不断地靠近而剧增。因此，如果压入力预先已确定，插孔直径与插脚之间的外间距以及限位块的内间距之间就必须精确协调，很小的偏差都可能导致所达到的压入力的巨大偏差。
为此在自成一类的专利DE 19934709中提出一种接触元件。这种接触元件的可变形区被分为一个前区和一个后区，而且这两个区各有一个封闭的孔口，这个孔口被一个与接触元件的插入方向横向相交的横隔板隔断，即压入区域的插脚被孔口隔断，但又被横隔板相互连接。然而，这种接触元件在横隔板范围内形成一个瓶颈，并且在前区形状较窄小，位于插孔边缘的插脚外边缘同样没有在足够大面积上接触到插孔，从而导致局部负荷极度不均。横隔板的走向与插入方向垂直，所以几乎起不到弹性作用。
发明内容
因此，本发明的任务就是介绍一种接触元件，它可以保证印刷电路板插孔内的固定和接触尽最大可能地安全和均匀。
这种接触元件的可变形区被分为一个前区和一个后区，而且这两个区各有一个封闭的孔口，这两个孔口被一个与接触元件的插入方向横向相交的横隔板隔断，即接触元件具有至少两个插脚，所述插脚在可变形区被两个孔口隔断，但又被横隔板相互连接。这个横隔板在一定程度上将针眼区典型的孔口分成两部分。
然而，这个横隔板的至少一个分区与插入方向成5至85度的锐角，因此在与插入方向横向相交的方向上挤压插脚时，由于这个锐角的原因，对这个区域内的横隔板形成一个弯曲应力，从而造成反作用力均匀加大。这个横隔板向外支撑插脚，其弯曲弹性变形保证了负荷均匀，特别是当在变形区内的插脚的与孔口边缘相邻的外侧设计成基本平行时。
同时，这个横隔板沿插入方向成波纹状起伏，即沿插入方向、或者说在插入方向所在的平面内形成弯曲区域，相反，在现有的技术水平下，横隔板最多在与插入方向垂直的平面内为弯曲的。
横隔板和插脚之间的过渡区近似垂直于插入方向，横隔板的中间区相应地设置成倾斜于插入方向，这样最大弯曲力就不会直接位于插脚和横隔板之间的过渡处上。这种接触元件的特点是有一个平面，不仅带横隔板的接触元件而且插入方向都位于这个平面内，而且这个接触元件关于这个平面对称地构成。
横隔板的厚度，即沿插入方向的尺寸以及锐角的大小和横隔板的形状很大程度上取决于应用场合，应根据不同的要求而变化。最终是要为预先规定的插孔直径找到最佳的横隔板，较薄的横隔板不能产生足够的反作用力，从而使插脚在可变形区的中心对孔壁的挤压不足，而较厚的横隔板产生过大的反作用力，从而插脚仅仅在可变形区的中心被充分挤压。
本发明的目的是尽可能大面积和均匀地压紧，这种压紧方式在接触元件和印刷电路板之间产生了很高的机械强度，同时导电性能也很好。
附图说明
下面结合实施实例和附图，对本发明进行进一步地说明。其中
图1接触元件第一种构造的两个视图；
图2接触元件第二种构造的两个视图。
具体实施方式
图1中描述了一种用于压入印刷电路板插孔的接触元件，这种接触元件有一个包括插入区(L1)的销钉状压入区域以及一个与之相邻的可变形区(L2，L3)。
这个可变形区的宽度(D1)大于插孔直径，而插入区的宽度(D2)小于插孔直径，这样，首先可以毫不费力地将带插入区的接触元件沿插入方向F插入，同时，由于插脚在过渡区L2内倾斜延伸，使得接触元件在插孔内自行对准。
可变形区分为一个前区(1)和一个后区(2)，而且这两个区各有一个封闭的孔口，这两个孔口被一个横隔板(3)隔断。因此，插脚(4，4a)在可变形区被一个长孔隔断，这个孔被一个将插脚连接的横隔板分成两个孔口。
这个横隔板至少在一个分区内与插入方向F成5至85度的锐角(α)延伸，在本实例中约为45度。这个倾角导致在将接触元件压入印刷电路板的插孔时，以及在可变形区域内压紧插脚4，4a时，横隔板弯曲弹性地受载。
插脚在可变形区的长度L3内基本互相平行，并与孔壁平行。在压入孔口内时，横隔板作用于可变形区的中心，使插脚在整个长度L3内都均匀压紧。接触元件的两个插脚(4，4a)在可变形区被两个孔口隔断，又被横隔板互相连接，其中横隔板具有到各插脚的近似垂直的、角度为β的过渡区，这个角度优选在75和90度之间；以及一个位于各过渡区之间的、与插入方向成5至85度(在此实例中为约45度)锐角倾斜延伸的中部区。
横隔板与两个插脚之间的过渡可以参考插入方向设计在同一高度上，如图2所示，或如图1所示偏移一定距离。横隔板(3)优选成波纹状起伏。
按照图1的横隔板3沿插入方向(F)基本上成s-形波状构成，中部区与插入方向(F)成锐角倾斜延伸，并以边缘区连续地通向与插脚4，4a垂直的过渡区。因而在两个插脚上沿插入方向F产生了离开尖角不同距离的与插脚的过渡区。
相反，按照图2的横隔板3至少在中部区沿插入方向(F)呈V形波状起伏。V形的两个部分与插入方向F呈锐角。按照图2的横隔板3的优点是，横隔板沿插入方向对称地构成，所以与横隔板的过渡位于同等高度。
这种接触元件此外优选在插入区的反面有一个挡块，这个挡块限制接触元件的可插入长度L。
这个接触元件整体设计得很平整，因此形成一个平面E，带横隔板的接触元件以及插入方向F都位于在这个平面内。这个平面E即图1a和2a中的绘图平面。这个接触元件关于这个平面对称地构成，如侧视图1b和2b所示。

Claims (7)

1. 一种用于压入到印刷电路板的插孔内的接触元件，
此接触元件具有一带插入区的销钉状压入区域以及一与之相邻的可变形区；
所述可变形区的宽度(D1)大于插孔直径；
插入区的宽度(D2)小于插孔直径；
可变形区至少有两个插脚(4，4a)以及沿插入方向(F)有一个前区(1)和一个后区(2)；
所述前区和后区各具有一个封闭的孔口，所述孔口被横隔板(3)隔断，
其特征在于，横隔板沿插入方向(F)成波状起伏，而且横隔板的至少一个分区与插入方向(F)成5至85度的锐角(α)延伸。
2. 按照权利要求1所述的接触元件，其特征在于，横隔板具有与各插脚成75至90度之间的角度的过渡区以及一个位于各过渡区之间的、与插入方向成锐角倾斜延伸的中部区。
3. 按上述权利要求之一所述的接触元件，其特征在于，横隔板(3)至少在中部区具有沿插入方向(F)波状起伏的V形形状。
4. 按照权利要求1或2所述的接触元件，其特征在于，横隔板(3)沿插入方向(F)成s形波状构成，中部区与插入方向(F)成锐角倾斜地延伸，并以边缘区连续地通向与插脚(4，4a)垂直的过渡区。
5. 按权利要求1所述的接触元件，其特征在于，可变形区的所述至少两个插脚在其与孔口边缘相邻的外侧设计成相互平行的。
6. 按照权利要求1或2所述的接触元件，其特征在于，接触元件形成一个平面(E)，带横隔板(3)的接触元件以及插入方向(F)都位于这个平面内，而且这个接触元件在这个平面(E)内成对称结构。
7. 一种具有至少一个按照上述权利要求之一的接触元件的电组件。
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