DE3831508A1 - Elastischer einpressstift fuer loetfreie verbindungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elastischen Einpreßstift für eine lötfreie Verbindung mit einer durchkontaktierten Lochung von Leiterplatten, welcher im Einsteckbereich einen U-förmigen Querschnitt aufweist mit zwei durch einen elastischen Bodenschenkel miteinander verbundenen Seiten­ schenkeln und der an seinen mit den Lochwänden der Leiter­ platte in Kontakt tretenden Außenflächen abgerundet ist.

Derartige Einpreßstifte, die im Einpreßbereich einen U-, C- oder V-förmigen Querschnittsverlauf aufweisen, sind in zahlreichen Ausführungsformen beispielsweise aus der DE-PS 26 56 736, der DE-PS 29 37 883, DE-OS 32 20 781 und DE-PS 32 41 061 oder EP-OS 1 38 309 bekannt. Durch die Quer­ elastizität des Querschnittsprofiles muß einerseits der erforderliche Anpreßdruck an der durchkontaktierten Lochung der Leiterplatte sichergestellt werden, was eine gewisse harte Elastizität verlangt. Andrerseits sollen auch Fertigungstoleranzen im Durchmesser der durchkontaktierten Leiterplattenlochungen ausgeglichen werden, wozu das Querschnittsprofil einen möglichst weiten Federungsweg aufweisen sollte, was allerdings eine weiche, flexiblere Elastizität bedingt. Um diesen Anforderungen zu ent­ sprechen, hat man bei den bekannten U-, V- oder C-förmigen Einpreßquerschnitten die Seitenschenkel relativ zum Rücken­ schenkel derart lang bemessen, daß der Flächenschwerpunkt des Profiles im Öffnungsraum des U-, C- oder V-Profiles liegt. Bei dem Einpreßstift nach der DE-PS 32 41 061 ist der Bodenschenkel an seinen Übergangsstellen zu den Seitenschenkeln außen noch mit konkaven Ausnehmungen versehen, um so die effektive Länge der Seitenschenkel zu vergrößern.

Die bekannten Querschnittsformen erfordern eine sehr starke Verformung des verwendeten, von Hause aus im allgemeinen quadratischen Ausgangsstiftes und sind deshalb fertigungs­ technisch sehr aufwendig, wobei angesichts der sehr geringen Querschnittsabmessungen eine große Gefahr besteht, daß die angestrebten Querschnittsformen nicht immer einwandfrei reproduziert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Quer­ schnittsprofil kompakteren und damit fertigungstechnisch günstiger herstellbaren Einpreßstift zu schaffen, der den erforderlichen Anpreßdruck liefert und in weitem Umfang auch Fertigungstoleranzen im Durchmesser der kontaktierten Leiterplattenlochung auszugleichen vermag.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Flächenschwerpunkt des U-förmigen Querschnittes noch innerhalb des Bodenschenkels liegt, daß der Boden­ schenkel in Verlängerung seines ebenen Innenbodens die größte Breite aufweist, an seiner Unterseite auf zwei Drittel seiner Breite eben ist und an seinen unteren Ecken mit jeweils einem Radius gleich der Wandstärke des Boden­ schenkels konvex gerundet ist und daß die Seitenschenkel um etwa das Eineinhalbfache der Wandstärke des Bodenschenkels über den Innenboden vorstehen, wobei ihre Außenflächen über eine Strecke etwa gleich der Wandstärke des Bodenschenkels rechtwinklig zum Bodenschenkel verlaufen und nach einer Abrundung mit einem Radius etwa gleich der halben Wandstärke des Bodenschenkels in Innenflächen übergehen, die mit einem Winkel von etwa 25° gegenüber der Mittel­ senkrechten des Bodenschenkels divergieren. Dabei können die Innenflächen der Seitenschenkel mit einer Abrundung in den Innenboden übergehen, deren Radius zwischen der Hälfte und dem Einfachen der Wandstärke des Bodenschenkels liegt. Der Innenboden des Bodenschenkels ist zweckmäßigerweise über ein mittleres Drittel der Breite des Bodenschenkels hinweg eben.

Der Einpreßstift nach der Erfindung weist in seinem Einpreßbereich ein verhältnismäßig kompaktes, dickwandiges U-Profil auf, das ringsum mit relativ großen Radien abgerundet ist und sich durch eine fertigungstechnisch günstige Form auszeichnet. Wie umfangreiche Untersuchungen ergeben haben, weist das Querschnittsprofil trotz seiner Balligkeit eine gute Querelastizität auf, die zur Erzielung des erforderlichen Kontaktdruckes und auch zum Ausgleich von beträchtlichen Fertigungstoleranzen bei der Leiterplatte ausreicht. Beim Einstecken in ein Leiter­ plattenloch runden sich die Außenseiten der Seitenschenkel ab, wonach sie dann mit zwei kurzen Bogenbereichen unter der hohen Federkraft des leicht sich durchbiegenden Rückenschenkels stramm an die Lochwand angepreßt werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung gezeigt Ausführungsbeispieles näher be­ schrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Kontaktfeder mit einem Einpreßstift nach der Erfindung

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den Einpreßbereich des Stiftes gemäß der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 den Querschnittsbereich nach Fig. 4, nach Einstecken in ein Leiterplattenloch.

Der an seinem oberen Ende einen Federkontakt 1 tragende Einpreßstift 2 besitzt einen quadratischen Querschnitt, der im Einpreßbereich 3, mit dem der Stift 2 in eine durch­ kontaktierte Lochung 4 einer Leiterplatte eingesteckt wird, zu einem U-förmigen Querschnitt durch Prägen verformt ist. Das Querschnittsprofil ist ein verhältnismäßig breites, dickwandiges U, wobei die Breite B des Bodenschenkels 5 bzw. des gesamten Querschnittsprofiles mehr als doppelt so hoch ist als die Höhe H des Profiles.

Der Bodenschenkel 5 weist in Verlängerung seines ebenen Innenbodens 6 diese größte Breite B auf, wobei der Innen­ boden 6 über dem mittleren Drittel der Breite des Boden­ schenkels hinweg eben ist. Der Bodenschenkel 5 ist an seiner Unterseite auf etwa Zweidrittel seiner Breite eben und ist an seinen unteren Ecken 7, 8 mit jeweils einem Radius gleich der Wandstärke W des Bodenschenkels konvex abgerundet.

Die Seitenschenkel 9, 10 weisen eine freie Länge L auf, die etwa das Eineinhalbfache der Wandstärke W des Boden­ schenkels 5 beträgt. Die Außenflächen der Seitenschenkel 9, 10 sind auf einer Strecke A, und zwar beginnend ab der vom Innenboden 6 definierten Ebene, rechtwinklig zum Boden­ schenkel gerichtet und gehen nach einer Abrundung 11, 12 in Innenflächen 13, 14 über, die jeweils in einem Winkel von 25° gegenüber der Mittelsenkrechten des Bodenschenkels divergieren. Die oberen Abrundungen 11, 12 der Seiten­ schenkel sind hierbei mit einem Radius ausgeführt, der etwa gleich der halben Wandstärke W des Bodenschenkels 5 ist.

Die Innenflächen 13, 14 der Seitenschenkel gehen jeweils mit einer konkaven Abrundung 15, 16 in den Innenboden 6 über, wobei der Radius dieser Abrundungen beim Ausführungs­ beispiel etwa 70% der Wandstärke W beträgt. Der Schwer­ punkt S des balligen U-Profiles liegt innerhalb des Boden­ schenkels 5 nahe unterhalb des Innenbodens 6.

Beim Einpressen des Querschnittsprofiles in ein Loch 4, dessen Durchmesser kleiner als die größte Breite B des Einpreßstiftes ist, werden die Seitenschenkel 9, 10 mit ihren abgerundeten Ecken 11, 12 etwas nach innen gedrückt, wobei der Bodenschenkel 5 eine gewisse Durchbiegung erfährt und mit den unteren abgerundeten Ecken 7, 8 etwas auf der Lochwandung abrollt. Die Außenflächen der Seitenschenkel 9, 10 gehen hierbei eine sogenannte gasdichte Verbindung mit dem durchkontaktierten Leiterplattenloch ein, so daß der Preßstift mit verhältnismäßig großen Kontaktbogenflächen 17, 18 an der Lochwandung anliegt, wobei aber durch die große Wandstärke W und die große Breite B des Boden­ schenkels 5 ein hoher Kontaktandruck gewährleistet ist.

Claims (4)

1. Elastischer Einpreßstift für eine lötfreie Verbindung mit einer durchkontaktierten Lochung von Leiterplatten, welcher im Einsteckbereich einen U-förmigen Querschnitt aufweist mit zwei durch einen elastischen Bodenschenkel miteinander verbundenen Seitenschenkeln und welcher an seinen mit den Lochwänden der Leiterplatten in Kontakt tretenden Außenflächen abgerundet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (S) des U-förmigen Querschnittes noch innerhalb des Bodenschenkels (5) liegt, daß der Bodenschenkel (5) in Verlängerung seines ebenen Innenbodens (6) die größte Breite (B) aufweist, an seiner Unterseite auf etwa Zweidrittel seiner Breite eben ist und an seinen unteren Ecken (7, 8) mit jeweils einem Radius gleich der Wandstärke (W) des Bodenschenkels (5) konvex abgerundet ist und daß die Seitenschenkel (9, 10) um etwa das Eineinhalbfache der Wandstärke (W) des Bodenschenkels (5) über den Innenboden (6) vorstehen, wobei ihre Außenflächen über eine Strecke (A) etwa gleich der Wandstärke (W) des Bodenschenkels (5) rechtwinklig zum Bodenschenkel verlaufen und nach einer Abrundung (11, 12) mit einem Radius etwa gleich der halben Wandstärke (W) in Innenflächen (13, 14) übergehen, die mit einem Winkel von etwa 25° gegenüber der Mittelsenkrechten des Bodenschenkels (5) divergieren.

2. Einpreßstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (13, 14) der Seitenschenkel (9, 10) mit einer konkaven Abrundung (15, 16) in den Innen­ boden (6) übergehen, deren Radius zwischen der Hälfte und dem Einfachen der Wandstärke (W) des Bodenschenkels (5) liegt.

3. Einpreßstift nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenboden (6) über ein mittleres Drittel der Breite (B) des Bodenschenkels (6) hinweg eben ist.

4. Einpreßstift nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) des U-förmigen Querschnittsprofiles mehr als doppelt so groß wie die Höhe (H) des U-förmigen Querschnitts­ profiles ist.