DE2514686A1 - Kontakt- und haltestift fuer gedruckte schaltungen - Google Patents

Description

4. April 1975 Mein

Molex Incorporated, Lisle, Illinois, V.St.A.

Kontakt- und Haltestift für gedruckte Schaltungen

Die Erfindung betrifft einen Kontakt- und Haltestift zur Verbindung eines Leiters mit einer mit Bohrungen versehenen gedruckten Schaltung oder sonstigen Anschlussplatte.

Um einen Leiter oder Draht mechanisch und elektrisch mit dem leitenden Teil einer Anschlussplatte, beispielsweise einer gedruckten Schaltung, zu verbinden, ist es üblich, den Leiter mit der gedruckten Schaltung in Eingriff zu bringen und zu verlöten. Dieses Verfahren hat jedoch bei modernen Produktionstechniken verschiedene Nachteile. Einer dieser Nachteile besteht darin, dass der Draht zur Zeit seiner Montage an Ort und Stelle angelötet werden muss, wobei Schwierigkeiten entstehen können, wenn beispielsweise mehrere Drähte gleichzeitig mit der gedruckten Schaltung in

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Eingriff gebracht werden sollen, um danach durch einen einzigen Lötvorgang mit den leitenden Teilen der Schaltung verbunden zu werden. Ein anderer Nachteil ist das Fehlen einer sicheren mechanischen Verbindung zusätzlich zur Lötverbindung.

Infolge dieser Nachteile wurden verschiedene Arten von Kontaktstiften entwickelt, die dazu bestimmt sind, einen Leiter während der Montage in seiner Stellung gegenüber der Anschlussplatte zu halten, bis ein nachfolgender Lötvorgang durchgeführt ist. Derartige Kontaktstifte sind in den US-Patentschriften 3 020 520, 3 072 880 und 3 121 602 beschrieben. Sie haben jedoch eine Reihe von Nachteilen und sind für die Massenfertigung schlecht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Kontakt- und Haltestiftes für gedruckte Schaltungen od.dgl., der die Nachteile der bekannten Stifte vermeidet und sich für moderne Fertigungsmethoden eignet, d.h. der sich leicht und schnell ohne nennenswerte Kraftanwendung in die Bohrung einsetzen lässt und nach dem Einsetzen sicher in der Bohrung sitzt und einwandfrei bis zum Lötvorgang und darüber hinaus gehalten wird, der eine Beschädigung der Anschlussplatte bezw. ihrer metallischen Beläge vermeidet, und der nicht an enge Toleranzen gebunden ist, d.h. auch für Bohrungen mit etwas voneinander abweichenden Durch-

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messern verwendet werden kann. Wichtig ist dabei die Eignung zur Massenfertigung, was nicht nur für die Herstellung, sondern vor allem auch für die Montage der Stifte gilt.

Das Wesen der Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen hervor.

Pig. 1 ist eine (vergrösserte) Seitenansicht des Kontakt- und Haltestiftes nach Verbindung mit einem isolierten Leiter und nach dem Einsetzen in die Bohrung einer Anschlussplatte, beispielsweise einer gedruckten Schaltung;

Pig. 2 ist eine Vorderansicht des gleichen Stiftes, jedoch vor der Verbindung mit dem Leiter und vor dem Einsetzen in die Anschlussplatte; Pig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 2; Pig. ^ ist ein Schnitt nach k-k der Fig. 2;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Stiftes, ohne Leiter und Anschlussplatte ;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht des gleichen Stiftes, verbunden mit dem Leiter und eingesetzt in die Anschlussplatte;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer weiteren Abänderung, verbunden mit dem Leiter und der Anschlussplatte ;

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Pig. 8 ist eine Vorderansicht des gleichen Stiftes, jedoch ohne Leiter und Anschlussplatte.

Der in Fig. 1-Λ dargestellte Kontakt-und Haltestift trägt das allgemeine Bezugszeichen 10. Er besteht aus leitendem Material, z.B. aus verzinntem Messing od.dgl., und wird vorzugsweise in einer Reihe von Stanzvorgängen hergestellt. Er besteht, allgemein gesprochen, aus einem Kabelanschlussteil 12, das mit einem Kabel oder isolierten Leiter I^ verbunden wird, und einem Spitzenteil 16, das in die Bohrung 18 einer Anschlussplatte 20 - vorzugsweise einer gedruckten Schaltung - eingeführt wird. Das Spitzenteil 16 des Stiftes 10 hat eine neuartige Ausbildung seines Vorderteils 22, welche die Einführung und das Einsetzen des Vorderteils 22 in die Bohrung 18 erleichtert.

Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Anschlussplatte 20 eine gedruckte Schaltung, die aus einer Isolierplatte 2OA mit leitenden Belägen 2OB in geeigneter Figurierung besteht. In üblicher Weise enthält die Anschlussplatte 20 eine Mehrzahl von vorgefertigten Bohrungen 18, welche an denjenigen Stellen angebracht sind, an denen ein Leiter - wie der Leiter Ik - mit der Anschlussplatte verbunden werden soll. Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Platte 20 beispielsweise eine Stärke von 1,6 mm und die Bohrung 18 einen Durchmesser von 1,8 mm

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haben. Es versteht sich, dass die Anschlussplatte nicht unbedingt eine gedruckte Schaltung sein muss, sondern auch eine andere Anschlussplatte, z.B. ein Chassisteil od.dgl. sein kann.

Obwohl die Verbindung mit-mit dem Leiter auch in anderer Weise erfolgen kann, ist das Kabelanschlussteil 12 des Kontaktstiftes 10 so ausgebildet, dass das Kabel durch Quetschverbindung angeschlossen wird. Das Teil 12 enthält daher, wie aus Pig. 1 zu ersehen, zwei Quetschlappen 24 für den blanken Leiter, und zwei Quetsch· lappen 26 für die Isolierung.

Grob gesehen ist der Kontakt- und Haltestift ein gestreckter, im wesentlichen zylindrischer Körper. Nach Verbindung des Kabelanschlussteils 12 mit dem Kabel oder Leiter 14 erscheint der Kontaktstift als eine stiftförmige Verlängerung des Kabels. Ein Verbindungsteil 28 überbrückt den Zwischenraum zwischen dem Kabelanschlussteil 12 und dem Spitzenteil 16.

Das Spitzenteil 16 enthält ein im wesentlichen zylindrisches Stück <L9, dessen Form der Bohrung 18 entspricht. Wie aus Pig. 1 zu ersehen, ist das zylindrische Stück 29 langer als die Stärke der Anschlussplatte 20.

Nach Verbindung des Kabelanschlussteils 12 mit dem Kabel 14 wird der Kontaktstift in die Bohrung 18 eingeführt. Wichtig ist dabei die nachstehend beschrie-

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bene Ausbildung des Vorderteils 22, welche die Einführung wesentlich erleichtert. Die Vorderkante 30 des zylindrischen Stücks 29 hat nämlich eine neuartige Ausbildung insofern, als sie durch eine zur Achse des zylindrischen Stücks 29 geneigte Ebene begrenzt ist. Der Neigungswinkel beträgt vorzugsweise etwa 4-5°. Dies im Verein mit einer nach aussen abgeschrägten Kante 36 ergibt eine schlanke Spitze 32, die sich leicht und schnell in die Bohrung 18 einsetzen lässt.

Um eine elastische, radiale Kompression des Spitzenteils beim Einsetzen zu gewährleisten, hat das zylindrische Stück 29 einen sich über seine ganze Länge erstreckenden Spalt oder Schlitz 3^. Dieser Schlitz geht von der Vorderkante 30 des Spitzenteils aus, und zwar, gemäss einem wichtigen Merkmal der Erfindung, von der Spitze J2 sAlbst. Bsim Einführen des Spitzenteils in die Bohrung 18 gestattet der Spalt oder Schlitz 3^ daher ein federndes, elastisches Zusammendrücken des zylindrischen Stückes 29. Die schräge Vorderkante 30 kommt dabei mit der Wandung der Bohrung 18 in Eingriff, wobei das zylindrische Stück 29 zusammengedrückt wird. Diese neuartige Ausbildung verringert den Widerstand, der sonst beim Einsetzen des Spitzenteils auftritt, erheblich.

Um eine scharfe Kante oder einen Grat an der Aussenseite des abgeschrägten Endes (Vorderkante 30)

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des Vorderteils 22 zu vermeiden, ist die erwähnte abgeschrägte Kante 36 vorgesehen, die in Verbindung mit dem abgeschrägten Ende in sicherer Weise für eine leichte und schnelle Einführung des Kontaktstiftes in die Bohrung 18 sorgt, was bei der hier in Präge kommenden Massenfertigung von grosser Bedeutung ist.

Die beschriebene Ausbildung hat ausser der leiahten Einführungsmöglichkeit noch einen weiteren Vorteil: Es wird dadurch nämlich verhindert, dass die Wandung der Bohrung 18 beim Einführen des Kontaktstiftes beschädigt wird, was einen lockeren Sitz des Kontaktstiftes zur Folge hätte. Darüber hinaus wird auch verhindert, dass der metallische Belag 2OB von der Isolierplatte 2OA abgehoben wird. Dank der abgeschrägten Kante 36 und der Elastizität des zylindrischen Stückes infolge der schrägen Fläche 30 sowie des von der Spitze 32 ausgehenden* Schlitzes 3^ wird der Kontaktstift in die Bohrung 18 eingeführt, ohne den leitenden Belag 20B von der Isolierplatte 2OA abzudrücken. Die Schrägstellung der Vorderkante 30 dient auch dazu, die Spitze 32 während des Einführvorganges von der Wandung der Bohrung 18 fernzuhalten, bis die Spitze 32 vollständig in die Bohrung 18 eingetreten ist oder diese durchdrungen hat.

Um die Einführungstiefe des Kontaktstiftes zu begrenzen, ist ein hinterer Anschlag vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1-4 besteht dieser aus

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zwei Haltelappen 38, die sich am oberen Ende des zylindrischen Stückes 29 befinden und radial nach aussen gerichtet sind. Die Haltelappen 38 werden vorzugsweise von nach aus sen gebogenen Teilen des zylindrischen Stückes gebildet. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, kommen die Haltelappen nach vollständiger Einführung des.Kontaktstiftes mit der oberen Fläche der Anschlussplatte 20 in Eingriff und verhindern daher eine zu tiefe Einführung desselben.

Um ein Herausziehen des in die Bohrung 18 eingesetzten Kontakt-und Haltestiftes 10 zu verhindern, ist ein vorderes Anschlaggebilde vorgesehen, welches bei der Ausführungsform nach Fig. 1-4 die Form von zwei Vorsprüngen 40 hat, die aus der Seitenwand des zylindrischen Stückes 29 herausgedrückt sind. Die Vorsprünge haben vorzugsweise Schrägflächen, so dass das zylindrsehe Stück 29 beim Einführen des Kontaktstiftes elastisch zusammengedrückt wird, wenn die Vorsprünge sich durch die Bohrung 18 hindurchbewegen. Nach voller Einführung des Stiftes geht diese elastische Zusammendrückung wieder zurück, so dass die Vorsprünge unterhalb der Platte 20 bezw. der metallischen Beläge 2OB zu liegen kommen und den Kontaktstift in der Bohrung 18 halten.

Nachdem der Kontaktstift 10 bezw. alle Kontaktstifte einer gedruckten Schaltung mit den zugehörigen Kabeln 14 verbunden und in die Platte 20 eingesetzt sind, werden sie in dieser Stellung mit Sicherheit ge-

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halten, um dann durch einen Lötvorgang mit den zugehörigen Belägen 2OB verbunden zu werden. Infolge der im wesentlichen zylindrischen Ausbildung des Spitzenteils 16 wird dabei der Kontaktstift ringsum mit Sicherheit gehalten, so dass er kaum die Möglichkeit hat, zu wackeln, die Lötverbindung zu durchbrechen und sich aus der Bohrung zu befreien. Vorzugsweise 1st der Aussendurchmesser des zylindrischen Stückes 29 in entspanntem Zustand etwas grosser als der Durchmesser der Bohrung. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen betrug er beispielsweise 1,96 mm. Die zylindrische Ausbildung des Spitzenteils 16 im Verein mit dem Schlitz 3^ und der Elastizität des Materials ermöglichen eine radiale Zusammendrückung, so dass auch Bohrungen von etwas verschiedenem Durchmesser von Kontaktstiften der gleichen Grosse bedient werden können. Die radiale Ausdehnung des zylindrischen Teils gegen die Wandung der Bohrung 18 hält die Stifte dabei sicher an ihrem Platz.

In Fig. 5 und 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Kontakt- und Haltestiftes dargestellt, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 50 bezeichnet ist. Der Kontaktstift 50 ist in vieler Hinsicht ähnlich ausgebildet wie der in Fig. 1-4 dargestellte Kontaktstift 10. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugszeichen; ihre Beschreibung braucht nicht wiederholt zu werden.

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Der Kontaktstift 50 unterscheidet sich von Kontaktstift 10 durch die Ausbildung seines Spitzenteils, das mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist. Es enthält ein im wesentlichen zylindrisches Stück 5^» dessen Ausbildung der Form der Bohrung 18 entspricht. Wie aus Fig. ersichtlich, ist das zylindrische Stück 5^ etwas langer als die Stärke der Anschlussplatte 20.

Nach Verbindung des Kabelanschlussteils 12 mit dem Kabel 14· wird der Kontaktstift in die Bohrung 18 eingesetzt. Ein wichtiges Merkmal besteht darin, dass die Vorderkante 56 des zylindrischen Stücks 5^ in einer zur Mittelachse des zylindrischen Teils geneigten Ebene liegt. Dadurch entsteht eine verjüngte Spitze 58, welche sich leicht in die Bohrung 18 einsetzen lässt.

Im Vergleich zu dem Kontaktstift 10 übt der Kontaktstift 50 beim Einsetzen in die Bohrung 18 einen geringeren Widerstand gegen radiale Zusammendrückung aus. Das zylindrische Stück 5^ hat einen offenen Schlitz oder Spalt 60, der sich über dessen ganze Länge erstreckt. Der offene Spalt 60 beginnt «jedoch von einem Punkt der Vorderkant© aus, welcher der Spitze 58 diametral gegenüberliegt·

Ausser dem Schlitz 60 hat das Spitzenteil 52 einen weiteren, nicht durchgehenden Schlitz 62, der an der Spitze 58 beginnt. Der Schlitz 60 in Verbindung mit

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der schrägen Vorderkante 58 ermöglicht eine elastische Zusaramendrückung des zylindrischen Teils, wenn die Spitze 58 in die Bohrung 18 eingeführt wird. Diese Zusammendrüekbarkeit wird durch den Schlitz 6& noch erhöht, welcher dem Schlitz 6© diametral gegenüber angeordnet ist.

Um den Kontaktstift 50 nach seiner Einführung in der Bohrung 18 zu halten, sind an der Wandung des zylindrischen Stücks 54 zwei hintere Anschläge 64 und zwei vordere Anschläge 66 angeordnet. Die Anschläge 64 und 66 sind einander gegenüber am Umfang des zylindrischen Teils zwischen den Schlitzen 60 und 62 angeordnet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kommen die unteren bezw. oberen Kanten der Anschläge 64 und 66 nach dem Einsetzen mit den gegenüberliegenden Flächen der Platte 20 in Eingriff, um den Kontaktstift 50 in seiner Stellung zu halten.

In Fig. 7 und 8 ist eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform dargestellt, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 70 bezeichnet ist. Der Kontaktstift 70 ist grösstenteils in gleicher Weise ausgebildet wie der Kontaktstift 10. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, deren Erläuterung nicht wiederholt zu werden braucht.

Der Kontaktstift 70 unterscheidet eich vom Kontaktstift 10 lediglich durch die Ausbildung des vorde-

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ren Anschlages, der mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet ist. Der vordere Anschlag 72 hat zwei horizontale Schlitze 7^i die sich von dem Spalt oder Schlitz 34 aus über einen Teil des Umfanges des zylindrischen Stückes 29 erstrecken. Der Durchmesser des unteren Teils des zylindrischen Stückes« also der zwischen den Schlitzen 74 und der Spitze 32 gelegene Teil, ist in entspanntem Zustand etwas grosser als der des übrigen zylindrischen Teils. Daher dehnt sich der untere Teil des zylindrischen Stückes nach dem Einsetzen des Kontaktstiftes aus und kommt mit der Unterseite der Platte 20 in Eingriff, um ein Herausziehen des Kontaktstiftes zu verhindern, wie in Fig. 7 dargestellt.

Ausser den besprochenen Abänderungen können auch noch weitere Abänderungen im Rahmen des Könnens eines Fachmannes vorgenommen werden.

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Claims (10)

1. . ₁₃ . 25U686

   Patentansprüche

   1,/ Kontakt- und Haltestift zur Verbindung eines Leiters mit einer mit Bohrungen versehenen Anschlussplatte, insbesondere einer gedruckten Schaltung, bestehend aus einem im wesentlichen stiftförmigen, metallischen Körper mit einem Kabelanschlussteil und einem Spitzenteil, sowie mit hinteren und vorderen Anschlägen, gekennzeichnet durch die Vereinigung der folgenden Merkmale:

   Das Spitzenteil (16) enthält ein zylindrisches Stück (29), dessen Länge die Stärke der Anschlussplatte (20) übersteigt und das einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat, der der Bohrung (18) entspricht; die Vorderkante (30) des Spitzenteils (16) liegt im wesentlichen in einer gegenüber der Längsachse des zylindrischen Stückes (29) geneigten Ebene und bildet eine schräge Spitze (32), welche die Einführung des Kontaktstiftes in die Bohrung der Anschlussplatte erkeucgtert,
2. 2. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Stück (29) in seiner Wandung einen parallel zur Längeachse verlau-

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   fenden Spalt oder Schlitz (3*0 hat, der von der Vorderkante (30) ausgeht.
3. 3. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt oder Schlitz (3^) von der Mitte der Vorderkante, d.h. von der Spitze (32) des zylindrischen Stückes (29), ausgeht.
4. 4. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt oder Schlitz (34) sich über die gesamte Länge des zylindrischen Stückes (29) erstreckt und beidseitig offen ist.
5. 5. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (30) der abgeschrägten Spitze (16) ©ine nach aussen gerichtete, abgeschrägte Kante (36) hat.
6. 6. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Anschlag Vorsprünge enthält, die sich von der Wandung des zylindrischen Teiles (29) aus radial nach aussen erstrecken.
7. 7. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorsprünge Haltelappen (38, 64)

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   sind, die aus dem hinteren Ende des zylindrischen Teils (29) herausgebogen sind.
8. 8. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Anschlag Vorsprünge (4-0, 66) enthält, die aus dem Blech des zylindrischen Teils (29) nach aussen herausgedrückt sind.
9. 9. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Anschlag horizontale Schlitze (7*0 enthält, die sich von dem Spalt oder Schlitz (3*0 aus seitlich über einen Teil des Umfanges des zylindrischen Stückes (29) erstrecken.
10. 10. Kontakt- und Haltestift nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelanschlussteil (12) an sich bekannte Quetschlappen (24, 26) zum Anschluss des Kabels (14) enthält.

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