CN107112663B - 具有构造为可卷起的压入区的压入触头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压入触头。所述压入触头具有接触区段和形成在所述接触区段上的压入销。所述压入销具有沟槽形的纵向区段，其中，所述沟槽形的纵向区段构造为与圆柱形的穿孔的内壁电接触并且特别是通过传力连接的方式固定地保持在所述穿孔中。根据本发明，所述纵向区段、特别是接触触头的压入区具有两个分别构造为有弹性的弹簧侧边，所述弹簧侧边分别具有圆形部。所述弹簧侧边分别构造为，在被压入到所述穿孔中时使所述圆形部的曲率半径缩小。优选地，所述弹簧侧边分别构造为，使所述圆形部的曲率半径与圆柱形的穿孔的曲率半径相匹配。
Description
技术领域
本发明涉及一种压入触头。压入触头具有接触区段和形成在接触区段上的压入销。压入销具有沟槽形的纵向区段，其中，所述沟槽形的纵向区段构造为与圆柱形的穿孔的内壁接触、并且特别是通过传力连接的方式固定地保持在穿孔中。
背景技术
在压入触头中存在的问题是，压入触头不仅应以尽可能很小的压入力被压入到电路载体的穿孔中，而且还应在穿孔中良好地与电路载体电接触。
发明内容
根据本发明，纵向区段、特别是压入触头的压入区具有两个分别构造为有弹性的弹簧侧边，所述弹簧侧边分别具有圆形部。弹簧侧边分别构造为在被压入到穿孔中时使圆形部的曲率半径缩小。优选地，弹簧侧边分别构造为，使圆形部的曲率半径与圆柱形的穿孔的曲率半径相匹配。这样，弹簧侧边可有利地在尽可能大的表面区域上与穿孔的内壁电接触并且因此均匀地紧靠到内壁上。
进一步有利地，通过弹簧特性，亦即类似在圆形部的曲率半径的缩小下沿径向向内卷起的特性，可在被压入时保持压入力很小。
在一种优选实施方式中，沟槽形的纵向区段构造为沿着周向区段并且沿着不间断的弧形部、特别是圆弧部与内壁接触。有利地，例如构造为U形使得弹簧侧边分别形成U形的U边的沟槽形的纵向区段可沿着周向区段产生弹簧应力，该弹簧应力构造为使弹簧侧边紧靠到内壁上，并且因此使弹簧侧边的圆形部与穿孔的内壁的圆形部匹配。
在一种优选实施方式中，之前提到的不间断的弧形部至少为内壁的侧周的一半。如此，与构造为切入内壁的压入销相比，可大面积地接触内壁。
在一种优选实施方式中，弹簧侧边具有至少一个—优选地在沟槽形的纵向区段的内壁上—弯曲的端部区段，该端部区段构造为在被压入时使相对于弹簧侧边的角缩小。通过端部区段，如此，可有利地形成弹簧臂，其可使之前提到的紧靠到内壁上以及卷起弹簧侧壁更加容易。弯曲优选地通过沿着压入销的纵向轴线延伸的沟槽(Rinne)或凹入部形成。因此，如此弯曲的区段可在其相对于相邻区段、特别是周向区段的角的缩小的情况下进一步沿径向向内弯曲地弹入。
沟槽形的纵向区段在下文中也称为沟槽。沟槽沿着压入销的纵向轴线延伸。
优选地，端部区段在内壁的区域中弯曲，使得在纵向区段上形成的沟槽在内壁处在横截面中具有一种凹部或角，该角通过之前提及的弹簧臂和弹簧侧边形成。
在一种优选实施方式中，侧边长度和端部区段的长度如此构造，即，压入触头可压入具有彼此不同的直径的穿孔中。有利地，纵向区段可平滑地紧靠到具有彼此不同的直径的穿孔的内壁上。
在一种优选实施方式中，弹簧侧壁具有至少两个弯曲的区段，其中，弯曲的区段中的一个区段形成之前提到的端部区段。如此，弹簧侧边可构造为，沿着不间断的弧形部紧靠到具有彼此不同的直径的、圆柱形的穿孔处。
沟槽优选地具有在横截面中呈弧形的外壁(以下也称为周面)和在横截面中构造为四边形的内壁。优选地，内壁—更为优选地至少在压入触头的沟槽形的纵向区段上—在横截面中形成多边形的一部分，特别是多边形曲线轮廓的一部分。
沟槽优选地具有沟槽底部，弹簧侧边形成到沟槽底部上。如此，沟槽可形成先前描述的U形。
沟槽形的纵向区段优选地沿着纵向轴线具有起始区域(Einlaufbereich)、接触区域和终止区域(Auslaufbereich)，其中，起始区域和终止区域彼此间围成接触区域。
优选地，沟槽底部沿着压入销的纵向轴线背离接触区域地具有增大的底部厚度。由此，压入力可沿着压入销的纵向延伸部分在压入时有利地增大。
优选地，起始区域朝向接触销的一个端部具有或包括所述端部，并且形成到接触区域上。终止区域优选地形成到接触区域上。
优选地，接触销的沟槽底部在接触区域中具有沿着沟槽的纵向轴线凹陷的形状。由此，沟槽、特别是弹簧侧边可在接触区域中有利地均匀地卷起。
优选地，沟槽底部在起始区域中和/或在终止区域中构造得比在接触区域中更厚。由此，沟槽的弹簧侧边可在弯曲以将沟槽卷起时产生沿着纵向延伸部分均匀的、沿径向向外作用的弹力。
优选地，终止区域的沟槽底部具有沿着纵向轴线凸起的形状。由此，可维持在压入过程要结束时压入力的增大。如此，力测量装置可有利地良好地检测压入过程的结束。进一步有利地，如此，由压入销在终止区域中的减小的侧周所引起的力减小可借助于凸状地上升的底部厚度进行补偿。
在另一实施方式中，终止区域的沟槽底部具有沿着纵向轴线笔直的形状。如此，沟槽底部的厚度均匀地增大。压入力于是可在压入时线性地增大。
在另一实施方式中，终止区域的沟槽底部具有沿着纵向轴线凹陷的形状。如此，沟槽底部的厚度可上升地增大。压紧力于是可在压入时强烈上升地、特别是指数地增大。如此，即使在敏感度很低时力测量装置也可可靠地防止过深地压入。
沟槽底部的厚度优选地相当于沟槽的深度，在压印的沟槽中相当于沟槽的压印深度。随着沟槽深度的增大，弹簧侧边的侧边长度也增大，沟槽底部的弯成圆形的能力也增大。
优选地，沟槽底部的厚度可背离接触区域地增大，以及/或者弹簧侧边的长度可减小。
优选地，沟槽底部在接触区域中沿着纵向轴线构造为凹陷的或笔直的。由此，压入销在接触区域中可通过均匀的或稍微减少的力压入。
优选地，沟槽的沟槽壁的壁厚为沟槽在接触区域中的直径的四分之一至三分之一。由此可在弹簧侧边同时良好地贴靠和拱起的情况下通过弹簧侧边产生良好的弹力。
四边形的角部分别形成弯折线。弹簧侧边构造为沿着弯折线沿径向向内地弹性地摆入。弯折线例如通过形成在内壁处的角的脊顶线(Scheitellinie)形成，或者通过在沟槽的内壁中的沿着纵向轴线延伸的凹痕形成。如此，弯折线形成一种摆动活节，在该摆动活节处弹簧侧边可沿径向向内地摆动。
在一种优选实施方式中，压入触头构造为一件式的。压入触头例如可有利地借助于冲压和/或冷成型制造。如此，压入触头例如可通过切下线材、特别是具有圆形横截面或矩形横截面的线材的端部区段来制造，其中，线材的区段可在切下时或在切下之后冲压成型并附加地冷成型，使得可借助于成型工艺使压入触头构造有接触区段和沟槽形的纵向区段。
在一种优选实施方式中，压入销通过铜合金、例如CuSn6形成，其包括作为主要成分的铜和重量百分比为6％的锡。铜合金在另一实施方式中例如是包括混入物且绝大部分为铜的铜合金，混入物包括铬、银、铁、钛、硅。混入物的成分例如为重量百分比为0.5％的铬、重量百分比为0.1％的银、重量百分比为0.08％的铁、重量百分比为0.06％的钛和重量百分比为0.03％的硅。铜合金例如是根据标准UNS18080的合金。铜合金有利地具有良好的导电性和大的弹性模量，使得弹簧侧边可产生大的压紧力。
本发明还涉及一种接触系统，其具有根据以上所描述的类型的至少一个压入触头。接触系统具有带有用于压入销的穿孔、特别是钻孔的电路载体。穿孔具有圆柱形的内壁，其中，穿孔的直径构造为小于压入销的直径、特别是横向直径。
本发明还涉及一种用于借助于压入销与电路载体、特别是电路板、引线框架或陶瓷的电路载体(特别是DBC衬底(DBC＝直接敷铜))接触的方法。
在所述方法中，将压入销引入到电路载体的穿孔或盲孔中，其中，压入销的沟槽的两个侧边分别紧靠到穿孔的内壁上，并且沟槽的周面在此形成不间断的圆弧形状，该圆弧形状与内壁接触。
附图说明
现在，在下文中依据附图和其他实施例对本发明进行说明。其他有利变型的实施方式由在从属权利要求和在附图中描述的特征得出。
图1示出了压入触头和接触系统的一种实施例，该压入触头构造为在被压入时紧贴到圆柱形穿孔的内壁上，接触系统包括具有穿孔和压入触头的电路载体；
图2以在压入触头的压入销的沟槽形纵向区段的区域中的横截面示出了在图1中所示的压入触头；
图3示出了在穿孔中的压入销的沟槽形纵向区段，其中，通过纵向区段形成的沟槽已沿径向向内弹性地卷起；
图4示出了在穿孔中的压入销的沟槽形纵向区段，其中，通过纵向区段形成的沟槽已沿径向向内弹性地卷起，其中，沟槽形纵向区段的直径比在图3中的小；
图5以沿着压入销的纵向轴线的纵向剖视图示出了图1中的压入销；
图6以简图示出了在压入到电路板的穿孔中时压入销的随压入位移变化的力变化曲线。
具体实施方式
图1示意性地示出了压入触头1的一种实施例。压入触头1具有沟槽形纵向区段2，在该沟槽形纵向区段上构造有两个彼此间隔开的弹簧侧边3和4作为沟槽5的组成部分。
纵向区段2形成压入触头1的压入区。
压入触头1还具有压入台肩10和压入台肩11，它们分别横向于纵向轴线32延伸。压入台肩10和11分别沿着纵向轴线32构造在纵向区段9上。压入触头1还具有接触区段12，该接触区段沿着纵向轴线32并且沿着纵向区段13构造、并且形成接触元件1的端部区段。接触区段12构造为与电导体连接。电导体例如可借助于电阻焊或借助于钎焊与接触区段连接。接触区段也可构造为用于与插头插接连接的触销。
压入触头1还具有与纵向区段9紧接着的纵向区段8，压入触头1的特别是做成圆形的颈部33与该纵向区段9紧接着。压入触头1在纵向区段2上在沟槽5的区域中具有紧接着纵向区段2的、朝向颈部33逐渐变细的纵向区段7，其中，压入触头1在沟槽5的区域中、特别是在纵向区段2中的直径34构造得比颈部33的横向于纵向轴线32的横向直径更大。
压入触头1构造为沿着纵向轴线32朝向与接触区段12背离的端部36逐渐变细，使得压入触头1可轻松地被引入到电路载体30的穿孔28中。
电路载体30例如由电路板、特别是纤维增强的环氧树脂电路板或者仿形切割的板(也被称为引线框架)形成。穿孔28在本实施例中由圆柱形的孔形成。穿孔28具有圆柱形的内壁29，其中，穿孔28的直径35构造得比压入触头的在纵向区段2上的沟槽5的区域中的直径34更小。内壁29在电路板的情况中可通过金属层、特别是电镀产生的层或金属套筒形成。
沟槽5构造为在纵向区段6上朝向端部36逐渐变细，其中，在沟槽5的逐渐变细的纵向区段6上紧接着端部区段15，在该端部区段15处压入触头1具有顶端14。压入触头1可通过顶端14被引入到穿孔28中。压入触头1构造为，通过包括弹簧侧边3和4的沟槽5电接触穿孔28的内壁29。在此，在压入触头1压入时，弹簧侧边3和4彼此相向运动，就此而言，压入触头在沟槽5区域中的直径34构造得比穿孔28的直径35更大。沟槽5在本实施例中沿着压入触头1的纵向轴线32沿着纵向区段2、沿着纵向区段6和沿着纵向区段7延伸。
纵向区段8、7、2、6和15在本实施例中形成压入销43。
纵向区段2形成之前所提及的接触区域，纵向区段6形成之前所提及的起始区域，并且纵向区段7形成之前所提及的终止区域。
沟槽5、特别是沟槽底部在本实施例中横向于纵向轴线32凹陷地构造在纵向区段2上。
图1还示出了接触系统44。接触系统44包括电路载体30和压入触头1。压入触头1构造为被压入到电路载体30的穿孔28中，并且在此特别是通过弹簧侧边3和4的沿径向向内的弯曲并通过在图2中详细说明的周面的卷起弹性地压抵到内壁29上。
图2在沿着图1所示的剖切线31剖切的剖视图中示意性示出了在图1中所示的压入触头1。剖切线31在沟槽5的区域中横向于纵向轴线32延伸。
图2示出了沟槽5，其具有沟槽底部16，其中，沟槽底部16沿着周向区段17构造。在沟槽底部16上形成有弹簧侧边4，该弹簧侧边沿着周向区段18和周向区段19延伸。周向区段18和19的长度相当于先前所描述的侧边长度。
在沟槽底部16上还形成有弹簧侧边3，该弹簧侧边沿着周向区段20和沿着周向区段21延伸。
弹簧侧边3和4在彼此相反的周向方向上围绕纵向轴线32延伸。
沟槽5在内壁37处具有弯折线23，其中，弹簧侧边3构造为，沿着弯折线23沿径向向内朝纵向轴线32—从沟槽底部16弯曲地—弹入。沟槽5在内壁处也具有弯折线24，其中，弹簧侧边4构造为，沿着弯折线24弯曲地沿径向向内弹。
弯折线23和24例如通过构造在内壁37处的角的脊顶线形成，或者通过在沟槽5的内壁37中的沿着纵向轴线32延伸的凹痕形成。
沟槽5还具有外壁38，该外壁与内壁37对置地布置。外壁38在本实施例中具有弧形形状，其中，沟槽5被构造为，在弹簧侧边3和4沿径向向内弹入时保持外壁38(下文中也称为周面)的弧形形状。
沟槽5的周面38构造为，在弹簧侧边3和4沿径向向内弹入时紧靠到图1中的穿孔28的内壁29上。
弹簧侧边3具有端部区段26，该端部区段沿着弯折线22朝在端部区段26和沟槽的沟槽底部16之间、沿着周向区段20延伸的侧边区段沿径向向内弯曲。
弹簧侧边4具有沿着弯折线25在沟槽5的内侧37处弯曲的端部区段27，该端部区段构造为沿着弯折线25沿径向向内弹入。端部区段26和27可分别在图1所示的压入触头1被压入到穿孔28中时紧靠到内壁29上。
端部区段26沿着周向区段21构造，并且侧边4的端部区段27沿着周向区段19构造。在弯折线24和25之间，侧边4沿着周向区段18延伸。在弯折线23和22之间，侧边3沿着周向区段20延伸。
周面38沿着周向区段19、18、17、20和21形成弧形形状，其构造为在压入触头被压入到穿孔28中时形成圆弧形状并且因此紧靠到圆形的穿孔28、特别是内壁29上。
沟槽5在本实施例中构造为没有侧凹部，使得弹簧侧边3和4—特别是在沟槽5的内壁37处—在沟槽的未压入状态中彼此平行地、或V形地延伸。这样，压入触头1可有利地仅借助于冲压和/或压印过程由金属坯件制造而成。
图3沿着剖切线31在纵向区段2的区域中示出了在图1中已经示出的压入触头1。图3示出了在图1中已经示出的穿孔28，其中，压入触头1的沟槽5在周向区段39上与穿孔28的内壁29电接触。周向区段39的长度在此相当于在图2中的沟槽5的周向区段19、18、17、20和21的总和。弹簧侧边3和4在引入到电路载体30的穿孔28中之后沿径向向内朝纵向轴线32弹入至直径35。在此，周面38在周向区段39上与内壁29接触。弹簧侧边4在压入穿孔28时在沟槽5的内壁37处沿着弯折线22和23径向向内地弹入。周面38在此可在形成圆弧形状的情况下平滑地紧靠到圆柱形内壁29上。弹簧侧边3在此为了紧靠到内壁29上而沿着弯折线24和25径向向内地弹入。
图4示出了穿孔40，其直径41小于在图1和图3中所示的穿孔28的直径35。穿孔40具有内壁42，其构造用于被压入触头1的沟槽5接触。与图3所示的穿孔28相比，弹簧侧边3和4分别沿着弯折线22和23或24和25还要进一步沿径向向内地弹入。在此，周面38可沿着侧周39平滑地紧靠到内壁42上。
沟槽5构造为，从在图2中所示的在扩开的、即未压入的状态中的U形形状在压入时沿径向向内卷成在图3和图4中所示的C形形状。沟槽在此从其在扩张状态中的直径缩小至在压入状态中的直径35和41。
周面38构造为，在弹簧边3和4的弹入状态中保持周面38的圆弧形横截面。
图5在沿着纵向轴线32的纵向剖视图中示出了在图1中已经示出的压入销43。沟槽5具有在图2中已经示出的沟槽底部16。沟槽底部16在纵向区段6的区域中具有朝端部36增加的厚度。
在纵向区段7中的沟槽底部在本实施例中具有凸状的拱起部46。沟槽底部16的底部厚度49在纵向区段7上朝向压入销43的在纵向区段8上形成的颈部增加。凸状的拱起部引起以下在图6中所示的、在压入到穿孔(如图1中的穿孔28)中时在压入过程结束时增长较弱的力变化曲线。
沟槽底部16可在虚线所示的另一实施方式中具有笔直上升的形状，这在压入时引起均匀的力增加。
沟槽底部16可在虚线所示的又一实施方式中具有凹陷形状47，这在压入时引起均匀的力增加。
沟槽底部16的纵向区段7的—例如在中心的—厚度49大于沟槽底部16的在纵向区段2的区域中的厚度50。
纵向区段2、6和7共同形成沟槽5。
图6以横坐标52和纵坐标53示出了简图51。横坐标52特别是以线图代表在图1和图5中所示的压入销43沿着纵向轴线32的压入位移。在压入图1的穿孔28中之后设置有由纵向区段2形成的接触区域，其中，弹簧侧边3和4沿径向向外压抵到图1中的穿孔28的内壁29上。
纵坐标53特别是以线图代表与压入位移有关的、用于将接触销压入到穿孔28中的压入力。还示出了曲线54，其代表与沿着纵向轴线32的压入位移有关的、用于将接触销43压入到穿孔28中的压入力。
曲线54的位移区段55具有力增加56，该力增加由图5中的拱起部46引起。力增加56在压入销43的沿着纵向轴线32的压入位移的末端60比在压入位移开始时更弱。
还示出了在将压入销43压入时的力增加57，该力增加对应于沟槽底部16的在纵向区段7上的笔直上升的纵向形状。用于将具有形状47的压入销43压入的力根据力增加57沿着压入位移均匀地增大。
力增加58对应于沟槽底部16的在纵向区段7上的凸状形状48并且沿着压入位移逐渐地增加并且朝向末端程度更大地增加。
曲线54的位移区段61对应于将端部区段15引入到穿孔28中，由此在弹簧侧边3和4开始径向弯曲时引起沿着压入位移的大的力增加，该力增加由于沟槽底部16的在纵向区段6上的朝向纵向区段2减小的厚度而变得更小。在将压入销43压入时的力变化曲线因此与沟槽5的沟槽底部16沿着纵向轴线32的厚度变化曲线有关，并且可通过沟槽底部15的厚度的厚度变化曲线来设定。
曲线59代表具有均匀的底部厚度和/或侧边长度的压入销的力变化曲线。可以看到，朝向压入位移的末端60，力下降。
Claims (11)
1.压入触头(1)，其具有接触区段(12)和形成在所述接触区段(12)上的压入销(43)，其中，所述压入销(43)具有沟槽形的纵向区段(5)，所述沟槽形的纵向区段构造为与圆柱形的穿孔(28、40)的内壁(29、43)电接触并且固定地保持在所述穿孔(28、40)中，
其中，所述沟槽形的纵向区段(5)具有两个分别构造为有弹性的弹簧侧边(3、4)，所述弹簧侧边在横截面中分别具有圆形部(38)、并且构造为在被压入到所述穿孔(28、40)中时使所述圆形部(38)的曲率半径缩小，使得缩小的曲率半径相当于所述穿孔(28、40)的半径(35、41)，
其中，所述沟槽形的纵向区段(5)沿着所述压入销(43)的纵向轴线(32)具有起始区域(6)、接触区域(2)和终止区域(7)，其中，所述起始区域(6)和所述终止区域(7)彼此间围成所述接触区域(2)，并且所述沟槽形的纵向区段(5)的沟槽底部(16)沿着所述压入销的纵向轴线(32)背离所述接触区域(2)具有增大的厚度(50、46)，
其特征在于，所述终止区域(7)的沟槽底部具有沿着纵向轴线(32)凸起的形状(46)。
2.根据权利要求1所述的压入触头(1)，其特征在于，所述沟槽形的纵向区段(5)构造为沿着周向区段(39)形成不间断的弧形部并且沿着所述不间断的弧形部与所述内壁紧靠。
3.根据权利要求2所述的压入触头(1)，其特征在于，所述不间断的弧形部是圆弧部。
4.根据权利要求2所述的压入触头(1)，其特征在于，所述周向区段(39)至少为所述内壁(29、42)的侧周的一半。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压入触头(1)，其特征在于，所述弹簧侧边(3、4)具有至少一个在所述沟槽形的纵向区段(5)的内壁(37)处弯曲的区段(26、27)，所述区段构造为在被压入时使相对于所述弹簧侧边(3、4)的角缩小。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的压入触头，其特征在于，构造为有弹性的弹簧侧边(3、4)的侧边长度(18、19、20、21)和侧边端部区段(19、21)的长度分别构造为使得所述压入触头(1)能够被压入到具有彼此不同的直径(35、41)的穿孔中。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的压入触头(1)，其特征在于，所述压入触头(1)通过冲压和/或冷成型制造，其中，所述沟槽形的纵向区段(5)构造为没有侧凹，其中，所述弹簧侧边(3、4)在所述沟槽形的纵向区段(5)的扩张状态中彼此平行地或V形地延伸。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的压入触头(1)，其特征在于，至少所述压入销(43)通过铜合金形成。
9.接触系统(44)，其具有根据上述权利要求中任一项所述的压入触头(1)，其中，所述接触系统(44)具有电路载体(30)，所述电路载体(30)具有用于压入销(43)的穿孔(28、40)，所述穿孔(28、40)具有圆柱形的内壁(29、41)，所述穿孔(28、40)的直径(35、41)构造为小于所述压入销(43)的横向直径(34)。
10.按照权利要求9所述的接触系统(44)，其特征在于，所述穿孔是钻孔。
11.用于借助于根据上述权利要求中任一项所述的压入触头(1)的压入销接触电路载体的方法，其特征在于，在所述方法中，将压入销(43)引入到所述电路载体(30)的穿孔(28、40)或盲孔中，其中，所述压入销(43)的沟槽(5)的两个侧边(3、4)分别紧靠到所述穿孔(28、40)的内壁(29、42)上，并且所述沟槽(5)的周面(38)在此形成不间断的圆弧形状，该圆弧形状与所述内壁(29、42)接触。
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