DE2102394A1

DE2102394A1 - Kontaktstift fur Miniatur Verbinder und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2102394A1
Application number: DE19712102394
Authority: DE
Inventors: John Peter Scarborough Ontario Nijman (Kanada)
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1970-01-20
Filing date: 1971-01-19
Publication date: 1971-07-29
Also published as: JPS5426709B1; FR2075722A5; US3693140A; CA918772A; GB1337504A

Description

Oakbrook North, Oak Brook, Illinois, USA

Kontaktstift für Miniatur-Verbinder und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift für Miniatur-Verbinder sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Miniatur-Verbinders dieser Art, der einen besonders einfachen Aufbau hat, nur einen geringen Aufwand erfordert und äußerst kleine Verbindungselemente aufweist, die mit den an sie anzuschließenden Leitern eine besonders gute Klemm- bzw. Spreizverbindung bewirken können.

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Ein Kontaktstift für einen Miniatur-Verbinder der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen vorderen Kontaktteil mit Längszinken, deren vordere Enden voneinander getrennt sind, aber aneinander angreifen, und die zwischen ihren Enden im Abstand zueinander verlaufen _t wobei die eine Zinke in ihrem zwischen ihren Enden liegenden Teil von der anderen Zinke weg auswärtsgebogen ist und beim Einsetzen des Kontaktstiftes in ein ihn aufnehmendes Verbinder-Glied, das eine kleinere Querabmessung P hat als der Kontaktstift an seinen Zinken, zu der anderen Zinke hinbiegbar ist, wodurch das freie Ende der gebogenen Zinke unabhängig von der anderen in Längsrichtung vorgeschoben wird.

Ein Miniatur-Verbinder mit einem Kontaktstift nach der Erfindung ermöglicht einen besonders guten Kontakt mit einer zugeordneten Kontaktbuchse. Der insbesondere als Einsteckelement einer Kupplung (poke home connector) geeignete Kontaktstift ist nämlich stark zusammendrückbar. Weil er bei einem solchen Zusammendrücken langer wird, erhält er eine ^ konstante, auswärtsgerichtete mechanische Vorspannung, die den Kontaktstift in leitender Berührung mit der ihm zugeordneten Kontaktbuchse hält. . ,

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Kontaktstift verschieden starke Zinken, wobei die stärkere Zinke auswärtsgebogen und die dünnere Zinke im wesentlichen geradlinig ist.

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Zum Herstellen eines Eontaktstiftes sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das grundsätzlich darin besteht, daß ein stabföriniges Element an seinem Vorderen Ende geschlitzt und dadurch mit zwei Zinken versehen wird und daß die Zinken in einen Hohlraum eines Verformungswerkzeuges eingeführt sowie mit ihren freien Enden gegen die ihnen gegenüberliegende Fläche des Hohlraums gedruckt werden, so daß die freien Enden der Zinken einander berühren und deren zwischen den Enden der Zinken liegende Teile voneinander weg gebogen v/erden. ,

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Pig. 1 eine schematisierte Seitenschnitt ansicht zweier Glieder eines Miniatur-Verbinders, die mit einem Kontaktstift bzw. mit einer Kontaktbuchse gemäß der Erfindung versehen sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten·! von Kontaktstift und Kontaktbuchse nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht eines Leiters mit einer auf geklemmt en Kontaktbuchse,

Fig. 4 eine Stirnansicht der Zinken eines Kontaktstiftes in einem Werkzeug zum Abgraten von Zinken,

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Fig. 5 eine Seitenschnittansicht; eines Kontaktstiftes in einem Werkzeug zum Verformen von Zinken,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig.5,

. Fig. 7 eine Seitenschnittansicht ähnlich Fig. 5» jedoch mit einem zweiten Verformungswerkzeug,
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Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht zweier miteinank der verbundener Verbinder-Teile, wobei ein

Kontaktstift und eine Kontaktbuchse miteinander verbunden sind,

Fig. 9 eine Teil-Seitenansicht eines Kontaktstiftes, der im wesentlichen gleich große und gleich starke Zinken besitzt, und

Fig.10 eine Teil-Seitenansicht des Kontaktstiftes gemäß Fig. 9 nach Verformung der Zinken.

Der in Fig. 1'dargestellte Verbinder besteht aus zwei Gliedern \ 12 und 14. Das Glied 12 besitzt einen Block 13, der mit mehreren Kontaktstiften 16 versehen ist, die in entsprechenden Hohlräumen oder Löchern 18 angeordnet sind. Das Glied 14 hat einen Block 19, der mit einer entsprechenden Anzahl von Kontaktbuchsen 20 versehen ist, die in Hohlräumen oder Löchern 22 angeordnet sind. Die Verbinder-Glieder werden in der üblichen Weise durch Zusammenstecken miteinander verbunden. Die Hohlräume 18 und 22 sind mit Schultern 23 bzw. 24 ausgebildet.

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Die Kontaktstifte und -büchsen werden aus vorzugsweise rundem Sta"b- oder Drahtmaterial hergestellt, das durch Abdrehen oder sonstige Behandlung die nachstehend angegebene Form erhält. Die Eontaktstifte und -büchsen bestehen vorzugsweise aus Berylliumkupfer, können aber auch aus Phosphorbronze oder nichtrostendem Stahl bestehen.

Die Kontaktbuchse 20 besitzt einen rohrförmigen vorderen Endteil 26, der einen Buchsenraum 28 begrenzt, in der der Kontaktstift eingesteckt wird. Der mittlere Teil 30 kann voll ausgebildet sein. Am hinteren Ende befindet sich ein relativ . dünnwandiger, rohrförmiger Teil 32, der einen Hohlraum 34 begrenzt, in den ein Leiter 36 eingesetzt wird. Der hintere Teil ist mit einer Verdickung 38 versehen, die-eine nach vorn gekehrte Schulter 40 bildet, bei in den Hohlraum 22 des Blocks 19 eingesetzter Kontaktbuchse an der Schulter 24 angreift und dadurch das Einsetzen der Kontaktbuchse in den Hohlraum 22 begrenzt. Gemäß Fig. 3 wird das hintere Ende der Kontaktbuchse an der Verdickung 38 bei 42 auf den Leiter 36 aufgekniffen bzw. aufgebördelt. Die Verdickung 38 bildet die begrenzend wirkende Schulter 40 und ermöglicht infolge ihrer Masse und der auf diese Masse zurückzuführenden Festigkeit ein festeres Aufklemmen des buchsenförmigen KontaktStiftes auf den Leiter.

Fig. 2 zeigt den Kontaktstift 16 in einem Zwischenstadium seiner Herstellung. In diesem Zwischenstadium weist der Kontaktstift, von vorn nach hinten gesehen,einen vorderen Teil 44 auf, ferner eine Verdickung 46, einen einwärts abgesetzten Schaft 48 und einen hinteren Teil 50, der dem hinteren Teil 32 der Kontaktbuchse ähnelt und dessen dünne Wand 52 einen Hohlraum 54 für die Ausnahme eines Leiters ^rJo

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umgibt. Das hintere Ende des hinteren Teils 50 ist mit einer "Verdickung 58 versehen, die eine vorwärtsgel·;ehrte Schulter 6Ö bildet, welche an der Schulter 2J in dem Hohlraum 18 des Blockes 13 angreift und dadurch das Einsetzen des Kontriktstiftes 16 in diesen Hohlraum begrenzt. Der hir>tere Teil ist in der vorstehend im Zusammenhang mit der Kontaktbuchse 20 beschriebenen Weise auf den Leiter 55 aufgekniffen bzw. aufgebördelt. *

Wenn durch Abdrehen des Stabmaterials die vorstehend angegebenen Teile des Kontaktstiftes hergestellt worden sind, wird sein vorderer Teil 44 von dem vorderen Ende her ei'nwärts geschlitzt, beispielsweise mit Hilfe einer Säge, so daß ein Schlitz 62 und zwei Zinken 64,. 66 entstehen. Der Schlitz hat eine im wesentlichen gleichbleibende Breite. Dagegen sind die Zinken normalerweise verschieden stark oder schwer, weil der Kontaktstift so klein ist, daß die Säge nicht immer genau in der Mitte angesetzt werden kann, sondern gewöhnlich etwas exzentrisch angesetzt wird, so daß die eine Zinke dicker und die andere dünner ist. Im Rahmen der Erfindung können die Zinken aber auch gleich stark sein.

Der von den Zinken 64, 66 gebildete, vordere Teil des Kontakt-Stiftes kann in der Stirnansicht (Fig. 6) etwas abgeflacht sein. Dies ist auf die Wegnahme von Material bei der Bildung des Schlitzes und auf den nachstehend erläuterten Biegevorgang zurückzuführen.

Die durch das Schlitzen gebildeten Zinken werden nun durch ein Werkzeug 68 (Fig. 4) gedruckt, welches die beim Sägen entstandenen Grate entfernt. Im nächsten Schritt erhalten die Zirkon

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in einem Verformungswerkzeug 70 (Fig. 5 und 6) eine gebogene Porin. Das Werkzeug 70 "besitzt einen zylindrischen Hohlraum 72 mit einem Ironischen inneren Endteil 7^· Die Zinken werden in den Hohlraum eingeführt und mit ihren freien Enden gegen die konische Fläche 74· gedrückt. In dieser Stellung wird der Kontaktstift gedreht, so daß die Zinken auswärts gel) ο gen werden und. die in Fig. 5 gezeigte Form annehmen. Dabei legen sich die vorderen Enden der Zinken aneinander an, meistens entlang einer Fläche 76, die in Fig. 6 als Linie zu erkennen ist. Diese Berührungsfläche? ist infolge der verschiedenen unterschiedlichen Abmessungen der Zinken und/oder ihrer Oberflächenunebenheiten, sowie der Druckberührung zwischen den Zinken gewöhnlich sehr unregelmäßig.

Nach dem Biegen der Zinken in die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Form werden die Zinken in den Hohlraum 78 eines zweiten Werkzeuges 80 eingesetzt. Dabei nimmt die schwächere Zinke 56 eine relativ gerade Form an, während die stärkere Zinke 64-eine weniger stark- als vorher gebogene Form erhält. Der Hohlraum 78 ist so bemessen, daß nach der Verformung in dem Hohlraum 28 die Querabmessung (der Durchmesser) der beiden Zinken größer ist als der Durchmesser des Buchsenraumes 28 der Kontaktbuchse 20, so daß die gewünschte leitende Berührung zwischen diesen beiden Teilen erzielt wird. Bei der Verformung in dem zweiten Werkzeug 80 wird die stärkere Zinke über ihre normale Elastizitätsgrenze hinaus verformt, so daß sie eine bleibende Verformung erhält, aber noch eine gewisse Elastizität besitzt, und zwar auch nach häufigem Einsetzen und Herausziehen aus einer Buchse.

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Pig. 8 zeigt die Blöcke des Verbinders mit den darin sitzenden und ineinander gesteckten Kontakten. Man erkennt, daß nach der Verformung in dem Werkzeug 80 (Fig. 7) die Querabmessung der Zinken größer ist als die Querabmessung des Buchsenraumes, in den der Kontaktstift eingesetzt werden soll, z.B. des Buchsenraumes 28 der Kontaktbuchse in Fig. 8. Die relativ'geradlinige, dünne Zinke 66 bleibt im wesentlichen gestreckt und greift mit einer beträchtlichen Fläche an der Begrenzungsfläche des Buchsenraumes 28 an. Die gebogene stärkere Zinke 64 greift mit einer relativ kleinen Fläche, aber . unter beträchtlichem Druck, an der Begrenzungsfläche des fc Buchsenraumes an. In Fig. 8 ist strichpunktiert die gebogene Zinke in ihrer unbeanspruchten Stellung gezeigt. Man erkennt, daß sie ständig einen Druck gegen die Begrenzungsfläche des Buchsenraumes ausübt.

Durch die vorstehend beschriebene Verformung der Zinken erhält man eine relativ stark gebogene, nachgiebige Zinke, die einen konstanten Berührungsdruck ausübt, so daß man nicht mehr auf eine relativ schwache Zinke angewiesen ist, die versagen könnte.

Es wurde vorstehend darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch Anordnungen der in Fig. 9 gezeigten Art umfaßt, in der die Zinken 64', 66' gleich stark und schwer sind. In diesem Fall werden beide Zinken gebogen, z.B. in einem Werkzeug der in Fig. und 6 gezeigten Art. Dann wird der Kontaktstift mit den diese Form besitzenden Zinken 64', 66' verwendet (Fig. 10).

.Der erfindungsgemäße Kontaktstift kann sehr klein ausgeführt werden, beispielsweise zum Einsetzen in Bohrungen mit einem

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Durchmesser von nur 0,89 Ms 1,0 mm . Dabei soll der Durchmesser des für die Herstellung des Kontaktstiftes verwendeten Materials mindestens etwa 30 Prozent des Durchmessers der den Kontaktstift aufnehmenden Bohrung "betragen. Der. Schlitz 62 hat eine Länge "bis zu etwa 3*8 eh&· Die Berührungskräfte der Zinken 54, 66 "betragen etwa 100 ρ pro Zinke. Die Zinken sind vorzugsweise um eine Querachse gebogen, die etwa in der Längsmitte der Zinken liegt. Der Kontaktstift eignet sich gut zum Einsetzen in Löcher, welche Leiterplatten mit gedrückten Schaltungen durchsetzen.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in "beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

I_2-/ Kontaktstift für einen Miniatur-Verbinder, gekennzeichnet durch einen vorderen Kontaktteil (44) mit Längszinken (64, 66), deren vordere Enden voneinander getrennt sind, aber aneinander angreifen, und die zwischen ihren Enden im Abstand zueinander verlaufen, wobei die eine Zinke (64) in inrem zwischen ihren Enden liegenden Teil von der anderen Zinke (66) weg auswärtsgebogen ist und beim Einsetzen des Kontaktstiftes (16) in ein ihn aufnehmendes Verbinder-Element (20), das eine kleinere Querabmessung hat als der Eontaktstift (16).an seinen Zinken (64, 66), zu der anderen Zinke (66) hinbiegbar ist, wodurch das freie Ende der gebogenen Zinke (64) unabhängig von der anderen in Längsrichtung vorgeschoben wird.

2. Kontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gebogene Zinke (64) stärker und beträchtlich fester ist als die andere Zinke (66).

3. Kontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß nur eine der Zinken (64) gebogen und die andere (66) im-wesentlichen geradlinig ist.

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-4. Kontaktstift nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die stark gebogene Zin- ?

ke (64) über ihre normale Elastizitätsgrenze hinaus in eine Stellung gebogen Ist, in der sie noch eine gewisse Elastizität besitzt. ' .* ..,,*► ■ ■ -

5. Kontaktstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er nur zwei · .'. Zinken«,(64, 66) aufweist. * -"

6. Kontaktstift nach wenigstens einem der Ansprüche 1 ' bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das den Kontaktstift (16) aufnehmende Verbinder-Element eine Kontaktbuchse (20) mit einem Buchsenraum (28) ist.

7. Kontaktstift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Buchsenraum (28) der . ' Kontaktbuchse (20) einen Durchmesser von etwa 0,89 bis '

1,0 mm hat.

8. Kontaktstift nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (64, 66) eine in Längsrichtung des Kontaktstiftes gemessene gerade Länge von etwa 3»8 nun haben.

9. Verfahren zum Herstellen eines Kontaktstiftes, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiges Element an seinem vorderen Ende geschlitzt und dadurch

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mit zwei Zinken versehen wird und daß die Zinken in einen Hohlraum eines Verformungswerkzeuges eingeführt sowie mit ihren freien Enden gegen die ihnen gegenüberliegende Fläche des Hohlraums gedruckt werden, so daß .die freien Enden der Zinken einander "berühren und deren zwis.chen den Enden der Zinken liegende Teile voneinander weg gebogen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet , daß die Zinken verschieden schwer und verschieden stark ausgebildet weilen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß durch den Biegevorgang beide Zinken gebogen werden und danach die schwächere Zinke eine relativ geradlinige Form erhält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k'en η zeichnet , daß die stärkere gebogene Zinke über ihre normale Elastizitätsgrenze hinaus zu der anderen Zinke hin einwärts in eine Stellung gebogen wird, in der sie noch elastisch ist. . ^

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