DE102014107438A1 - Press-in contact with double-layer press-in section - Google Patents
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Abstract
Einpresskontakt mit einem Einpressabschnitt (E), der mindestens einen Einpressstift (1) aufweist, der mit seinem, eine Frontkante ausbildenden freien Ende (1') voran in ein durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte einsteckbar ist, und mit einem an die dem freien Ende (1') gegenüberliegenden Seite des Einpressstiftes (1) materialeinheitlich angeformten Kontaktabschnitt (K), wobei der Einpressabschnitt (E) zwei entlang einer Faltkante (2) übereinander gefaltete Blechlagen (3, 4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltkante (2) entlang der Frontkante (1') verläuft.Press-in contact with a press-in section (E), which has at least one press-in pin (1), which is inserted with its, a front edge forming free end (1 ') first in a plated-through hole of a printed circuit board, and with a to the free end (1 ') opposite side of the press - in pin (1) integrally formed contact portion (K), wherein the press - in section (E) along a folded edge (2) folded metal layers (3, 4), characterized in that the folded edge (2) along the Front edge (1 ') runs.
Description
Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt mit einem Einpressabschnitt, der mindestens einen Einpressstift aufweist, der mit seinem freien Ende voran in ein durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte einsteckbar ist, und mit einem an die dem freien Ende gegenüberliegenden Seite des Einpressstiftes materialeinheitlich angeformten Kontaktabschnitt, wobei der Einpressabschnitt zwei entlang einer Faltkante übereinander gefaltete Blechlagen aufweist. The invention relates to a press-in contact with a press-fit, which has at least one press-in pin which is inserted with its free end in a plated-through hole of a printed circuit board, and with an opposite side to the free end of the Einpressstiftes integrally formed contact portion, wherein the press-in two Having folded over a folded edge sheet metal layers.
Einen Einpresskontakt, bei dem der Einpressstift aus zwei Blechlagen besteht, die entlang einer Faltkante miteinander verbunden sind, zeigt die
Die
Ein Einpresskontakt ist aus der
Um die Leiterplatte und deren Durchkontaktierung und insbesondere deren Innenleiterbahnen beim Einpressen nicht zu beschädigen, ist es sinnvoll, dass der Einpresskontakt elastisch ausgelegt ist und möglichst mit geringer Kraft auf die Lochwandung drückt. Um dieses zu erreichen, ist eine geringe Normalkraft der an der Lochwandung anliegenden Schenkel der Einpresskontakte anzustreben. Die erforderliche Ausdrückkraft der Einpresskontakte aus der Leiterplattenlochung muss jedoch aus Stabilitätsgründen, insbesondere bei freistehenden Kontakten, relativ hoch sein. Diese qualitätswichtige Forderung ist jedoch bei geringeren Materialdicken der Kontakte, unter 0,6 mm, kaum erreichbar; insbesondere wenn die Normalkraft der Schenkel der Einpresskontakte gering ist. Eine geringe Ausdrückkraft oder auch Haltekraft ist auch bei Vibrationsbeanspruchungen, wie sie bei automotiven Anwendungen im Motorraum auftreten, nachteilig, da die Kontakte sich lockern und dadurch der Übergangswiderstand sich erhöht. Eine derartige Beschädigung kann zum Totalausfall der elektrischen Verbindung führen. In order not to damage the printed circuit board and its plated through-hole and in particular their inner conductor tracks during pressing, it makes sense that the press-in contact is designed to be elastic and pushes as possible with little force on the hole wall. To achieve this, a low normal force of the voltage applied to the hole wall legs of the press-fit contacts should be sought. However, the necessary ejection force of the press-in contacts from the PCB holes must be relatively high for reasons of stability, especially for free-standing contacts. However, this quality-important requirement is hardly achievable with smaller material thicknesses of the contacts, below 0.6 mm; especially when the normal force of the legs of the press-fit contacts is low. A low squeezing force or holding force is also at vibration stresses, such as occur in automotive applications in the engine compartment, disadvantageous because the contacts loosen and thereby the contact resistance increases. Such damage can lead to total failure of the electrical connection.
Oft sind derartige Einpresskontakte mit fortführenden Bereichen materialeinheitlich verbunden. Diese können als Buchsenkontakte für Rund- oder Flachstecker, IDC-Kontakte oder Stanzgitter, etc., ausgebildet sein. Derartige Anwendungen erfordern federnd elastische Eigenschaften, um eine einwandfreie Kontaktierung mit dem Gegenstecker zu ermöglichen. Daher ist die Materialstärke meistens gering, z. B. 0,3 mm. Diese Dicke reicht aber oftmals nicht, um die obigen Anforderungen für derartige Einpresskontakte zu erfüllen. Insbesondere ist wegen der geringen Materialquerschnitte die gewünschte hohe Stromtragfähigkeit kaum zu erreichen. Deshalb werden beim Stand der Technik derartige Bauteile aus stufengefrästem Bandmaterial hergestellt. Das bedeutet, dass das Band beispielhaft 0,6 mm dick für den Bereich der Einpresszone, auf 0,3 mm im Bereich der anschließenden Kontaktbereiche reduziert werden muss. Da dieser Vorgang üblicherweise frästechnisch durchgeführt wird, sind derartige Bänder teuer. Often, such press-in contacts are connected in a uniform manner with continuous areas. These can be designed as socket contacts for round or flat plugs, IDC contacts or stamped grid, etc. Such applications require resilient properties to allow proper contact with the mating connector. Therefore, the material thickness is usually low, z. B. 0.3 mm. However, this thickness is often insufficient to meet the above requirements for such press-fit contacts. In particular, the desired high current carrying capacity can hardly be achieved because of the small material cross sections. Therefore, in the prior art, such components are made of step-milled strip material. This means that the strip must be reduced by 0.6 mm thick for the area of the press-in zone to 0.3 mm in the area of the subsequent contact areas. Since this process is usually carried out by milling, such bands are expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Einpresskontakt gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.The invention has for its object to further develop the above-mentioned press-in nutzsvorteilhaft.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. The object is achieved by the invention specified in the claims.
Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Faltkante von der Frontkante des freien Endes gebildet ist. Die Frontkante des Einpressstiftes ist diejenige Randzone, die die Spitze des Einpressstiftes ausbildet. Im Bereich der Spitze des Einpresskontaktes sind die beiden Blechlagen materialeinheitlich miteinander verbunden. Sie sind dort um 180° gefaltet. Die Faltkante verläuft dabei quer zur Erstreckungsrichtung des Einpressstiftes, also entlang der quer zur Einsteckrichtung verlaufenden Frontkante. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Blechlagen im Bereich des Einpressstiftes deckungsgleich und mit einem Abstand nebeneinander liegen. Die Blechlagen können parallel zueinander verlaufen, so dass sich zwischen den beiden Blechlagen ein Abstandsfreiraum ausbildet, der über eine gesamte Erstreckungslänge der Einpresszone einen gleichen Spaltabstand besitzt. Zumindest eine der beiden Blechlagen ist materialeinheitlich mit dem Kontaktabschnitt verbunden. Der Kontaktabschnitt ist derjenige Bereich des Einpresskontaktes, der im eingepressten Zustand über die Breitseitenebene der Leiterplatte hinausragt, und der mit Steckern, Kabeln, elektrischen Bauelementen oder dergleichen verbunden ist. Beispielsweise kann der Kontaktabschnitt ein Steckkontaktmittel aufweisen, das mit einem Steckerteil verbindbar ist. Es kann beispielsweise als Kontaktfahne ausgebildet sein, auf welche ein Anschlussstecker aufsteckbar ist. Der Kontaktabschnitt kann aber auch als Lötfahne oder Lötauge ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Kontaktabschnitt zumindest einen Teilbereich, der nur von einer Blechlage gebildet ist. Bevorzugt besitzt der Kontaktabschnitt aber einen anderen Teilbereich, bei dem die beiden Blechlagen berührend aneinander liegen. Dort können die beiden Blechlagen auch formschlüssig, kraftschlüssig oder anderweitig miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Blechlagen dort über einen Schweißpunkt miteinander verbunden sein. Bevorzugt erfolgt die Verbindung der ersten Blechlage mit der zweiten Blechlage über Formschlussverbindungsmittel. Die Formschlussverbindungselemente sind örtlich dem Kontaktabschnitt zugeordnet. Beispielsweise kann der Kontaktabschnitt Zungen ausbilden. Diese Zungen können aus der Blechlage freigeschnitten sein, so dass Löcher verbleiben. Die Zungen können einen Halteabschnitt der jeweils anderen Blechlage formschlüssig umfassen. Die beiden Blechlagen liegen im Einpressbereich deckungsgleich übereinander. Jede der beiden Blechlagen bildet einen nach außen gewölbten Kontaktschenkel aus. Die beiden Kontaktschenkel werden durch einen Längsschlitz gebildet, der sich im Bereich zwischen Frontkante des Einpressstiftes und Formschlussverbindungszone befindet. Als Folge der Doppellagigkeit und der Längsschlitze besitzt jeder Einpressstift vier Kontaktschenkel, die alle voneinander beabstandet sind. Die Weite des Längsschlitzes kann dem Abstand der beiden Lagen entspreichen. Die einer Blechlage zugehörigen beiden Kontaktschenkel sind über den Längsschlitz voneinander getrennt. Die Kontaktschenkel zweiter voneinander verschiedener Blechlagen sind über den Abstandsfreiraum voneinander getrennt. Als Folge der elastischen Eigenschaften des Blechs, aus dem der Einpresskontakt gefertigt ist, können die Kontaktschenkel sich jeweils aufeinander zu verlagern, wobei sich eine elastische Rückstellkraft ausbildet. Die Kontaktschenkel können aber auch in Richtung auf eine gemeinsame gedachte Achse im Zentrum des Einpressstiftes elastisch verbogen werden. Die Achse liegt im Abstandsraum bzw. auf Höhe der Mitte der Längsschlitze. Die Kontaktschenkel können somit diagonal aufeinander zu bewegt werden. Die diagonal äußeren Randkanten der Kontaktschenkel besitzen Rundungen. Diese Rundungen sind die Kontaktzonen, die beim Einpressen des Einpressstiftes in das durchkontaktierte Loch der Leiterplatte berührend an der Lochwandung anliegen. Beim Einpressen werden die Kontaktschenkel nach innen gedrückt. Die dabei sich aufbauende elastische Rückstellkraft drückt die Kontaktschenkel an die Wandung des Lochs. Erfindungsgemäß wurde der elastische Bereich des Einpresskontaktes derart verändert, dass die Normalkraft der Kontaktschenkel des Einpresskontaktes relativ gering ist. Der bauchige oder schräge Bereich der Kontaktschenkel wird bis zum Erreichen des größten Hüllkreisdurchmessers der Kontaktes erhalten. Hierdurch sind nur geringe Eindrückkräfte erforderlich. Die Kräfte, die erforderlich sind, um den Einpresskontakt aus dem Loch wieder herauszudrücken, sind jedoch relativ hoch. Die Materialdicke der Einpresszone ist gleich mit dem materialeinheitlich damit verbundenen Bauteil, nämlich dem Kontaktabschnitt. Ferner ist vorgesehen, dass in die Breitseiten des gedoppelten Einpresskontaktes, nämlich in die nach außen gewölbten Kontaktschenkel des Einpresskontaktes durch druckbeaufschlagtes Verformen jeweils einseitig Vertiefungen eingebracht werden. Es handelt sich hierbei um Prägezonen. Somit besteht der Einpresskontakt aus zwei Teilen, die jedoch an dem unteren Spitzenmaterial einheitlich verbunden sind. Im Bereich der größten Wölbung der Kontaktschenkel ist der Einpresskontaktstift sogar vierteilig. Die Fertigung des Einpresskontaktes erfolgt durch die Bereitstellung eines Blechstreifens von beispielsweise einer Materialstärke von 0,3 mm. Aus diesem Blechstreifen wird ein Stanzgitter hergestellt, welches zwei Zonen aufweist, die im Bereich der Spitze des mindestens einen Einpressstiftes über 180° zusammengebogen wird. Eine derartig entstandene Blechlage bildet den Kontaktabschnitt. Die andere Blechlage ist mit dem Kontaktabschnitt verbunden. Die Verbindung kann kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig sein. Insbesondere kann die Verbindung durch Prägen, Überlappen, Clinchen, Verstemmen oder aber auch mittels Laserschweißen erfolgen. Bei der Form des Stanzgitters werden die beiden in Überlappung bringbare Zonen so geformt, dass die spätere 180°-Faltung zu einem Abstandsfreiraum zwischen den beiden Lagen führt. Das Aufbringen einer galvanischen Oberfläche ist dann vereinfacht, weil das Beschichtungsmaterial zwischen die Kontakte fließt. Es wird eine spätere Korrosion innen und im Kantenbereich und eine Unterwanderung der Oberfläche verhindert. Der Luftspalt hat aber auch eine wesentliche Aufgabe, weil er eine Federung der Kontaktschenkel in Diagonalrichtung ermöglicht. Beim Einstecken des Einpressstiftes in die durchkontaktierte Lochöffnung der Leiterplatte wird die Durchkontaktierung geschont. Der Endbereich des Kontaktbereichs kann gebogen sein, um dadurch eine Einpressschulter auszubilden. First and foremost, it is proposed that the fold edge is formed by the front edge of the free end. The front edge of the press-fit pin is the edge zone that forms the tip of the press-fit pin. In the area of the tip of the press-in contact, the two sheet metal layers are connected to each other in the same material. They are folded there by 180 °. The folding edge runs transversely to the direction of extension of the press-fit pin, that is to say along the front edge extending transversely to the insertion direction. In a development of the invention, it is provided that the two sheet-metal layers lie congruently and at a distance next to one another in the region of the press-fit pin. The sheet metal layers may be parallel to each other, so that forms a clearance between the two sheet metal layers, which has an equal gap distance over a total extension length of the press-in zone. At least one of the two sheet metal layers is materially connected to the contact portion. The contact section is that region of the press-in contact which, in the pressed-in state, projects beyond the broad side plane of the printed circuit board and which is connected to plugs, cables, electrical components or the like. For example, the contact portion may comprise a plug contact means which is connectable to a plug part. It can be formed, for example, as a contact lug on which a connector plug can be plugged. The contact portion may also be formed as Lötfahne or pad. In a preferred embodiment, the contact portion has at least a portion which is formed only by a sheet metal layer. Preferably, however, the contact portion has a different portion, in which the two sheet metal layers are touching each other. There, the two sheet metal layers may also be positively, positively or otherwise connected to each other. For example, the sheet metal layers can be connected to each other there via a welding point. Preferably, the connection of the first sheet-metal layer with the second sheet-metal layer via positive locking connection means. The positive connection elements are assigned locally to the contact section. For example, the contact portion can form tongues. These tongues can be cut free from the sheet metal layer so that holes remain. The tongues may comprise a holding section of the respective other sheet metal layer in a form-fitting manner. The two sheet metal layers lie in the press-fit congruent one above the other. Each of the two sheet metal layers forms an outwardly curved contact leg. The two contact legs are formed by a longitudinal slot, which is located in the region between the front edge of the press-fit pin and positive connection zone. As a result of the double layer and the longitudinal slots, each press-in pin has four contact legs, which are all spaced from each other. The width of the longitudinal slot can be the distance between the two layers. The two contact legs associated with a sheet metal layer are separated from one another via the longitudinal slot. The contact legs second different sheet metal layers are separated from each other by the clearance. As a result of the elastic properties of the sheet from which the press-in contact is made, the contact legs can each shift to each other, forming an elastic restoring force. The contact legs can also be bent elastically in the direction of a common imaginary axis in the center of the press-in pin. The axis lies in the distance space or at the level of the middle of the longitudinal slots. The contact legs can thus be moved diagonally toward each other. The diagonally outer marginal edges of the contact legs have curves. These curves are the contact zones, which bear in contact with the hole wall during pressing of the press-fit pin into the plated-through hole of the printed circuit board. When pressing in, the contact legs are pressed inwards. The thereby developing elastic restoring force presses the contact legs to the wall of the hole. According to the invention, the elastic region of the press-fit contact has been modified such that the normal force of the contact legs of the press-fit contact is relatively low. The bulbous or oblique portion of the contact legs is obtained until reaching the largest envelope circle diameter of the contact. As a result, only low Eindrückkräfte are required. However, the forces required to push the press-fit contact out of the hole are relatively high. The material thickness of the press-in zone is equal to the material unit associated component, namely the contact portion. It is further provided that in the broad sides of the doubled press-fit, namely in the outwardly curved contact legs of the press-in contact by pressurized deformation each one-sided recesses are introduced. These are embossing zones. Thus, the press-fit contact consists of two parts, but which are uniformly connected to the lower tip material. In the area of the largest curvature of the contact legs of the press-in contact pin is even four parts. The production of the press-in contact takes place by providing a metal strip of, for example, a material thickness of 0.3 mm. For this sheet metal strip, a stamped grid is produced, which has two zones, which is bent over in the region of the tip of the at least one press-in pin over 180 °. Such a resulting sheet metal layer forms the contact portion. The other sheet metal layer is connected to the contact portion. The connection can be non-positive, positive or cohesive. In particular, the connection can be effected by embossing, overlapping, clinching, caulking or else by means of laser welding. The shape of the stamped grid, the two overlapping zones are formed so that the subsequent 180 ° folding leads to a clearance between the two layers. The application of a galvanic surface is then simplified because the coating material flows between the contacts. It prevents subsequent corrosion inside and in the edge area and infiltration of the surface. But the air gap also has an essential task because it allows a suspension of the contact legs in the diagonal direction. When inserting the press-fit pin in the plated-through hole opening of the circuit board, the through-connection is spared. The end portion of the contact portion may be bent to thereby form a press-fit shoulder.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgen anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained below with reference to accompanying drawings. Show it:
Der in den
Der Querschnitt des Kontaktabschnittes K hat im Wesentlichen die Form eines Rechtecks, wobei die Wände des Kontaktabschnittes K einen rechteckigen Hohlraum umgeben. The cross-section of the contact portion K has substantially the shape of a rectangle, wherein the walls of the contact portion K surround a rectangular cavity.
Von den beiden sich gegenüberliegenden Breitseitenflächen des Kontaktabschnittes K ragen jeweils zwei Einpressstifte
Die Einpressstifte
Im gefalteten Zustand liegen die beiden Lagen
Die beiden innenliegenden Lagen
Aus der Breitseitenfläche des Kontaktabschnittes K sind zwei Zungen
Aus der
Im Bereich der formschlüssigen Halterung des Halteabschnitts
Die beiden Lagen
Im Bereich der Faltkante
Die
Die
Im Kontaktabschnitt K sind die beiden Lagen
Die Geometrie des Einpressstiftes
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils eigenständig weiterbilden, nämlich:The above explanations serve to explain the inventions as a whole covered by the application, which independently further develop the state of the art, at least by the following combinations of features, namely:
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Faltkante
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teilbereich
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden Blechlagen
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass einer ersten Blechlage
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die formschlüssige Verbindung der beiden Blechlagen
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass Kontaktabschnitt K Formschlusshaltemittel
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einpressstift
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktschenkel Rundungen
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktschenkel
Ein Einpresskontakt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Materialstärke der beiden Blechlagen
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Einpressstift Insert pin
- 1'1'
- freies Ende free end
- 22
- Faltkante fold
- 33
- erste Lage first location
- 44
- zweite Lage second location
- 55
- Abstandsraum distance space
- 66
- Teilbereich subregion
- 77
- Formschlusshaltemittel, Zunge Positive locking means, tongue
- 88th
- Halteabschnitt holding section
- 8'8th'
- Abschnitt section
- 99
- Stufe step
- 10 10
- Öffnung opening
- 1111
- Längsschlitz longitudinal slot
- 1212
- Prägung embossing
- 1313
- Anlagebereich plant area
- 1414
- Lochwand Pegboard
- 1515
- Kontaktschenkel contact legs
- 1616
- Rundungen rounding
- Ee
- Einpressabschnitt press-in
- KK
- Kontaktabschnitt Contact section
- K1–K8 K 1 -K 8
- Normalkräftenormal forces
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19831672 B4 [0004] DE 19831672 B4 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN EN 60352-5 [0004] DIN EN 60352-5 [0004]
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