DE19831672B4

DE19831672B4 - Einpreßkontakt

Info

Publication number: DE19831672B4
Application number: DE19831672A
Authority: DE
Inventors: Ludger Sorig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: DE19831672A1

Abstract

Einpresskontakt zum Einpressen in ein durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte, dessen Einpressabschnitt (1) zwei durch einen Längsschlitz (3) voneinander beabstandete, in ihrem mittleren Bereich nach außen gewölbte Kontaktschenkel (10) ausbildet, die in einer an den Rand des Längsschlitzes (3) angrenzenden durch druckbeaufschlagtes Verformen erzeugten Zone (7) eine geringere Materialstärke aufweisen als an ihrem Außenflankenbereich (8), wobei die axiale Länge der Zone (7) kürzer ist, als die Länge des Längsschlitzes (3) und die zufolge der Verformung schlitzeinwärts verdrängten Schlitzrandabschnitte (11) sich gegenüberliegende Anlageflächen (12) ausbilden, zum Gegeneinandertreten beim eingepressten Kontakt, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeprägte Zone (7) eine bogenförmige Grenze zum Außenflanschbereich (8) ausbildet, die über die gesamte Bogenlänge stärker gekrümmt ist als die Außenwölbung der Kontaktschenkel (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt zum Einpressen in ein durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Einpresskontakt ist aus der EP 0148 792 vorbekannt. Dort sollen sich die Randkanten des Längsschlitzes überlappen. Die Randkanten sind dabei durch Prägung derart abgeschrägt, dass sie Gleitflanken ausbilden, so dass die Randkanten beim Einstecken des Kontaktstiftes in das Loch übereinander abgleiten können.

Ein Einpresskontakt ist ebenfalls aus der EP 0 234 235 bekannt. Der dort offenbarte Einpresskontakt besitzt einen Einpressabschnitt, mit welchem der Einpresskontakt in leitverbindende elastisch vorgespannte Anlage an die verzinnte Innenwandung eines Lochs einer Leiterplatte tritt. Zur Aufbringung der elastischen Kraft bildet der Einpressabschnitt zwei durch einen Längsschlitz voneinander beabstandete Kontaktschenkel aus. Diese beiden Kontaktschenkel sind in ihrem mittleren Bereich nach außen gewölbt, so dass sie beim Einstecken in das Loch radial einwärts gedrückt werden. Die Aufbringung der Kraft, um ein Einpresskontakt in das durchkontaktierte Loch einer Leiterplatte hineinzudrücken, erfolgt durch axiale Beaufschlagung auf eine Einpresschulter. Die Einpresschulter kann auch als Begrenzung zum Einpressen des Kontaktstiftes in die Leiterplatte dienen. Derartige Einpresskontakte dienen zur Herstellung von lötfreien elektrischen Verbindungen gemäß DIN EN 60352-5. Der von dieser Schrift beschriebene Einpresskontakt besitzt zwei sich gegenüberliegende Kontaktschenkel, die im Querschnitt eine T-Form aufweisen. Der schmalere T-Steg bildet dabei den Rand des Längsschlitzes aus. Die beiden T-Schenkel bilden den Außenflankenbereich, mit welchem die Kontaktschenkel in die leitende Anlage an die Innenwandung des Loches treten. Bei dem dortigen Einpresskontakt reicht der so profilierte Stiftabschnitt bis über die Enden des Längsschlitzes hinaus, so dass durch diese Maßnahme nicht die erwünschte Dreizonenaufteilung des Einpressbereichs in eine obere weiche, eine mittlere härtere und eine untere weiche Zone erzielt ist.

Aus der WO 90/03050 ist ein Einpresskontakt bekannt, bei dem die Kontaktschenkel versetzt zueinander liegen, so dass die Randkanten des Längsschlitzes beim Einpressen des Stiftes in eine Überlapptlage treten können.

Aus der DE 196 09 425 A1 ist ebenfalls ein Kontaktstift vorbekannt. Hier sind die Kontaktschenkel unprofiliert. Aus der EP 0 451 674 ist ein Kontaktstift vorbekannt, bei dem eine mittlere Zone des Einpressabschnittes verbreiterte Kontaktschenkelabschnitte ausbildet.

Ein Einpress-Kontaktstift ist ferner aus der EP 0 225 400 her bekannt. Dort sind die Kontaktschenkel über ihre gesamte Länge profiliert. In ähnlicher Weise sind auch die Kontaktschenkel bei dem Einpress-Kontaktelement aus dem Gebrauchsmuster DE 90 02174 U her profiliert.

Einpresskontakte sind ferner bekannt aus der US 4,737,114 , der DE 36 30 629 A1 und der DE 38 04 041 A1 .

Bei der Fertigung derartiger Einpresskontakte werden die Längsschlitze mit Stanzwerkzeugen eingestanzt. Es hat sich erwiesen, dass die Form der Einstanzungen nur sehr geringe Toleranzen aufweisen. Weicht der Längsschlitz geringfügig von seiner Sollage ab, so dass ein Kontaktschenkel schmaler ist als der andere Kontaktschenkel, führt dies beim Einpressen zu einer ungleichmäßigen Verformung der Schlitzöffnung und unter Umständen sogar zum Bruch eines der Kontaktschenkel. Aus dem ungleichen Verformen der Schenkel ergibt sich der Nachteil, dass die im Anschlussbereich eventuell angebrachten Anschluss stifte nicht exakt parallel zueinander verlaufen und dann durch einen besonderen Arbeitsgang nachgerichtet werden müssen. Auch wird durch eine ungleiche Verformung der Schlitzöffnung die wünschenswerte gute Kontaktgabe beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer verbesserten Aufteilung des Einspressabschnittes in eine axial beidseitig von je einer weichen Zone flankierten harten Zone die Anforderungen an die Stanzgenauigkeit des Längsschlitzes zu reduzieren.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.

Wesentlich ist, dass die eingeprägte Zone eine bogenförmige Grenze zum Außenflanschbereich ausbildet, die stärker gekrümmt ist als die Außenwölbung der Kontaktschenkel.

Wesentlich ist, dass die Schlitzrandabschnitte sich gegenüberliegende, bogenförmig verlaufende Anlageflächen ausbilden zum stumpf-gegeneinandertreten beim eingepressten Kontakt. Es ist vorgesehen, dass die Kontaktschenkel in einer an den Rand des Längsschlitzes angrenzenden Zone eine geringere Materi alstärke aufweisen als an ihrem Außenflankenbereich, wobei die axiale Länge der durch druckbeaufschlagtes Verformen erzeugten Zone kürzer ist als die Länge des Längsschlitzes und die zufolge der Prägung schlitzeinwärts verdrängten Schlitzrandabschnitt gegenüberliegende Anlageflächen ausbilden. Herstellungstechnisch kann dies dadurch erfolgen, dass der Einpressbereich durch eine ovale Form gebildet wird. Diese verjüngt sich bis zum Anschlussbereich annähernd linear auf einer maximalen Diagonale dem entsprechenden Nenndurchmesser der Leiterplattenlochmitte. Diese Diagonale zentriert einerseits den Einpressbereich in Leiterplattenlochmitte, andererseits wird eine Lagezentrierung bei dickeren Leiterplatten erreicht. Der Einpressbereich wird in eine obere weiche Zone, in eine mittlere härtere Zone und dann in eine untere weiche Zone eingeteilt. Die Zoneneinteilung bewirkt ein verbessertes Einstecken des Einpresskontaktes in das Loch der Leiterplatte und eine optimale Haftung darin. Durch die untere weiche Zone entstehen geringe Einpresskräfte; außerdem wird die Zinnspanbildung im Leiterplattenloch verhindert. Durch den mittleren härteren Bereich entsteht eine gute Kontaktierung und gleichzeitig eine hohe Haltekraft. Die obere weiche Zone bewirkt eine nur geringe Beanspruchung der Leiterplatte und reduziert die Leiterplattendurchbiegung. Durch die mit dem Prägen einhergehende Materialverfestigung im mittleren Bereich des Einpressabschnittes ist die dortige Zone hart. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die eingeprägte Zone eine bogenförmige Grenze zum Außenflankenbereich ausbildet. Diese bogenförmige Grenze ist bevorzugt stärker gekrümmt, als die Außenwölbung des Kontaktschenkels. Vorteilhaft ist weiter, wenn die Prägung von beiden Seiten erfolgt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Stanzen und Prägen in zwei aufeinander abfolgenden Arbeitsgängen erfolgen. Hierdurch kann durch geringfügiges Verstellen der Lage des Stanzwerkzeuges und/oder des Prägestempels eine Ungleichmäßigkeit ausgeglichen werden. Bevorzugt ist aber nur der Prägestempel lageneinstellbar. Erkennt man bei der Fertigung bspw., dass systematisch der Längsschlitz nicht zentrisch gestanzt wird, so kann man diese Abweichung von der Symmetrie durch eine entsprechende Lagenänderung des Pressstempels kompensieren. Die Form der Einprägung kann in vielfältiger Arbeitsweise erfolgen. Bevorzugt besitzt der Prägestempel eine plane Stirnfläche. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Stirnfläche profiliert ist, so dass bspw. anstelle von T-Querschnittsprofilen V-förmige Querschnittsprofile den Schenkeln aufgeprägt werden. Die Einprägung erfolgt derart, dass die Schlitzweite durch das beim Prägen einwärts verdrängte Material derart reduziert wird, dass die beiden Anlageflächen beim eingepressten Kontakt in Anlage gegeneinandertreten. Die Schenkelstärke entspricht deshalb ungefähr dem Radius des Loches.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Einpresskontaktes,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II und
3 einen Schnitt gemäß 2 mit anderem Prägeprofil.
Der erfindungsgemäße Einpresskontakt besitzt einen Einpressabschnitt 1. Dieser Einpressabschnitt 1 besitzt eine axiale Länge, die etwas größer ist als die Dicke einer Leiterplatte. In axialer Verlängerung zum Einpressabschnitt 1 besitzt der im Ausführungsbeispiel beschriebene Einpresskontakt eine Einpressschulter 2, auf welche ein Einpresswerkzeug wirken kann, um den Einpressabschnitt in ein nicht dargestellten, durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte einzupressen.
Der Einpressabschnitt 1 besitzt einen in Achsrichtung verlaufenden Längsschlitz 3. Dieser Längsschlitz 3 besitzt an seinen Enden Rundungen 5. An diese Rundungen 5 schließen sich jeweils Schmalabschnitte 4 an, die sich zunächst erweitern und dann zufolge einer Materialverdrängung 11 geringfügig eingeschnürt sind.
Der Längsschlitz 3 teilt den Einpressabschnitt 1 in zwei nebeneinander verlaufende und durch den Längsschlitz 3 voneinander getrennte Kontaktschenkel 10. Endseitig besitzt der Kontaktstift einen Zylinderabschnitt 9, der im Durchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Lochdurchmesser einer durchkontaktierten Öffnung.
Der erfindungsgemäße Einpresskontakt kann wie bekannt gefertigt werden. In einen Rohling wird durch Stanzen ein Längsschlitz 3 eingeformt, wobei beim Stanzvorgang die beiden entstehenden Kontaktschenkel 10 geringfügig radial auswärts verdrängt werden, so dass diese eine Wölbung nach außen ausbilden. Zusätzlich wird auf der oberen und unteren flachen Seite des Einpressabschnittes 1 etwa in dessen mittlerem Bereich eine Prägung 7 aufgebracht. Hierzu dient ein Prägewerkzeug mit runder Kante. Die Krümmung dieser runden Kante ist im Ausführungsbeispiel größer als die Krümmung der Wölbung des Außenflanschbereiches 8. Die etwa in der axialen Mitte des Längsschlitzes 3 vorgenommene Prägung führt dazu, dass sich dort eine querschnittsreduzierte Zone ausbildet mit einer Materialverdichtung. Durch diese Prägung fließt Material aus dem Bereich der dünnen Zone 7 in den Mittelabschnitt 6 des Längsschlitzes 3, so dass die Schlitzwandungen zufolge der Materialverdrängung 11 dort näher aneinanderrücken. Das eingeprägte Material 11 bildet dort gegenüberliegende Anlageflächen 12 aus. Das Öffnungsmaß der Schlitzöffnung ist im mittleren Bereich 6 derart reduziert, dass im montierten Zustand beide Anlageflächen 12 flächig aneinandertreten. Dadurch wird ein Einknicken der Schenkel verhindert. Außerdem wird durch die im mittleren Bereich durch die Prägung erzeugte Materialverdichtung die Federkraft erhöht. Hierdurch entsteht eine härtere Zone H, die bis an die Endabschnitte der Prägung reicht. Beidseitig axial angrenzende an die harte Zone H liegt jeweils eine weiche Zone W. In dieser weichen Zone W sind die Abschnitte der Kontaktschenkel 10 im Wesentlichen unprofiliert.
Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Prägestempel individuell angepasst werden können und dadurch die Elastizität einfach und kostengünstig beeinflusst werden kann. Letztlich werden eine gleichmäßig Verformung und hohe Haltekräfte erreicht. Eine im Stand der Technik notwendige Anpassung durch kostspielige und aufwendige Änderung der Schnittstempel und Matrizen im Werkzeug ist nun nicht mehr notwendig. Dies kann durch eine Lagenveränderung des Prägestempels kompensiert werden.
Bei der in 2 dargestellten Querschnittsform besitzen die Prägestempel eine ebene Stirnfläche. Die Anlagefläche 12 ist von jeweils zwei nebeneinanderliegenden Wülsten ausgebildet.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform hat der Prägestempel eine stumpfwinklige Keilform, so dass anstelle des in 2 aufgeprägten T-Profils ein Profil mit schrägen Prägeflächen 7 entsteht. Die Anlageflächen 12 sind hierbei gerade.
Die Schitzöffnung ist derart ausgestaltet, dass sich in ihrem mittleren Bereich eine Prägung befindet, deren Seite zum gegenüberliegenden Schenkel eine parabolische Ausbildung hat und in Richtung Kontaktierung die Form eines Radius aufweist. Dabei besitzt die Konturlinie der Schlitzöffnung im ungeprägten Zustand eine Krümmung in entgegengesetzter Richtung zum geprägten Zustand. Während im geprägten Zustand die Schlitzöffnung im mittleren Bereich 6 sich zur Mitte hin verjüngt, besitzt die Schlitzöffnung im ungeprägten Zustand im mittleren Bereich des Längsschlitzes 3 ihre größte Weite.

Claims

Einpresskontakt zum Einpressen in ein durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte, dessen Einpressabschnitt (1) zwei durch einen Längsschlitz (3) voneinander beabstandete, in ihrem mittleren Bereich nach außen gewölbte Kontaktschenkel (10) ausbildet, die in einer an den Rand des Längsschlitzes (3) angrenzenden durch druckbeaufschlagtes Verformen erzeugten Zone (7) eine geringere Materialstärke aufweisen als an ihrem Außenflankenbereich (8), wobei die axiale Länge der Zone (7) kürzer ist, als die Länge des Längsschlitzes (3) und die zufolge der Verformung schlitzeinwärts verdrängten Schlitzrandabschnitte (11) sich gegenüberliegende Anlageflächen (12) ausbilden, zum Gegeneinandertreten beim eingepressten Kontakt, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeprägte Zone (7) eine bogenförmige Grenze zum Außenflanschbereich (8) ausbildet, die über die gesamte Bogenlänge stärker gekrümmt ist als die Außenwölbung der Kontaktschenkel (10).
Einpresskontakt nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (12) eine bogenförmige Einschnürung des Längsschlitzes (3) ausbilden.
Einpresskontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die druckbeaufschlagte Verformung durch eine Prägung von beiden Seiten an dem im Wesentlichen flachen Einpressabschnitt erfolgt.
Einpresskontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzung des Längsschlitzes (3) und Prägung in zwei aufeinander abfolgenden Arbeitsgängen erfolgt.
Einpresskontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen gewölbten Anlageflächen (12) in etwa die gleiche Krümmung besitzen wie die nach außen gewölbten Außenflanschbereiche (8).