DE4002486A1

DE4002486A1 - Kontaktelement mit einer einpresszone

Info

Publication number: DE4002486A1
Application number: DE4002486A
Authority: DE
Inventors: Meinolf Dingenotto
Original assignee: Polytronic Kunststoff-Elektro 4796 Salzkotten De GmbH; POLYTRONIC KUNSTSTOFF ELEKTRO
Current assignee: Conec Elektronische Bauelemente GmbH
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1991-08-08
Also published as: DE4002486C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement in der Form eines Stifts mit einer Einpreßzone, die mit metallisierten Bohrungen (Durchkontaktierung) von Leiterplatten eine elektrisch mechanische Ver bindung bildet.

Kontaktelemente der vorgenannten Art sind mit unterschiedlichsten Querschnittsformen versehen. Allen gemeinsam ist die Bildung von Einpreßzonen, um eine flächenschlüssig leitende Verbindung zwischen der Wand der metallisierten Bohrung und dem Kontaktelement herzustellen. Dabei sind abhängig von den gegebenen Umständen Verbindungen mit unterschiedlicher mechanischer Anforderung an die Durchkontaktierung gewünscht.

Bekannte Querschnittsformen, die unter dem Sammel begriff "C-Profil" zusammengefaßt werden, bilden zwei offene Schenkel, die entsprechend ihrer zur Bohrungswand hinweisenden Kontur mit einer mehr oder weniger vorhandenen Federkraft über unter schiedlich große Flächen mit entsprechend unter schiedlicher Radialkraft auf die Durchkontaktierung einwirken und damit weitgehend die axiale Druck- bzw. Zugkraftkomponente der Kontaktelemente innerhalb der Einpreßzone bestimmen. Bei dem aus DE-PS 32 41 061 bekannten Kontaktelement hat die Einpreßzone eine U-förmige Querschnittsgrundform mit Seitenteile bildenden Schenkeln, die gegenüber der Breite sowie der unteren Begrenzung des Profilrückens nach außen und in der Höhe versetzt sind. Bei dem aus EP-OS 01 52 769 bekannten Kontaktelement hat die Einpreßzone eine H-förmige Querschnittsform, bei der der Steg zwischen den Seitenteilen über die Länge derEinpreßzone teilweise eben, teilweise mit Verdickungen ausgebildet ist.

An Kontaktelemente - mit C-Profil - werden im wesentlichen folgende Anforderungen gestellt: Es müssen große Lochtoleranzen der Leiterplatte zugelassen sein. Der elastische Einpreßbereich muß dauerhafte, gasdichte, rüttelsichere und korrosionsfeste Verbindungen sichern, auch nach Temperatur- und Wechselbeanspruchung. Die Durch kontaktierung der Leiterplatte darf nicht beschädigt werden - keine Zinnspäne -. Die Wickelzonen der herausragenden Stifte sollen beim Einpressen nicht deformiert werden. Es muß eine schnelle kostengünstige Verarbeitung gewährleistet sein, da alle Kontakte über den Isolierkörper in einem Arbeitsgang mittels Werkzeug eingepreßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontakt element der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die vorgenannten Bedingungen möglichst gut erfüllt werden. Die Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der Erfindung verformt sich der dünne Steg und nimmt dadurch die von außen wirkenden Kräfte auf. Dabei wird der Steg durch auf diagonalen, von den Anlagepunkten der Seitenteile an der Lochwandung ausgehenden Kräftenverformt. Der Steg selbst ist für das Ausbiegen vorgeformt. Die genannten Anforderungen an Kontaktelemente werden gut erfüllt.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben. Zusammengefaßt ergibt diese Weiter bildung einen Querschnitt, der durch fünf zueinander besonders angeordnete Radien von einer Seite - Boden fläche - und einem Radius mit Schrägen von der Gegenseite - Deckenfläche - aus einem vorhandenen Pfosten gebildet ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unter ansprüchen beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Teil-Vorderansicht - Bereich der Einpreßzone - eines Kontaktelements etwa im Maßstab 1 : 10 vergrößert;

Fig. 2 die Seitenansicht von links des in Fig. 1 dargestellten Kontaktelements;

Fig. 3 die Unteransicht des Kontaktelements in Form eines Querschnitts im Bereich der Einpreßzone etwa 1 : 100 vergrößert;

Fig. 4 die Draufsicht des Kontaktelements in der Form eines Querschnitts im Bereich des Schulteranschlags.

Das als Ausführungsbeispiel gewählte Kontaktelement ist im dargestellten Bereich als quadratischer gerader Stift 1 ausgebildet. Oberhalb eines rechteckig ausgebildeten Schulteranschlags 2 ist der Stift 1 gekröpft. Oberhalb der Kröpfung 4 wird der Stift 1 - nicht dargestellt - an eine Feder geschweißt. Unterhalb des Schulteranschlags 2 ist der Stift 1 als Einpreßzone 3 ausgebildet. Unterhalb der Einpreßzone 3 ist der Stift 1 wiederum massiv quadratisch fortgesetzt. Die Einpreßzone 3 bildet mit - ebenfalls nicht dargestellt - metallisierten Bohrungen von Leiterplatten eine elektrisch mechanische Verbindung.

Der Stift 1 ist im Bereich der Einpreßzone 3 zu einem M-förmigen Querschnitt geformt. Zwei äußere Pfosten bildende Seitenteile 11 des M sind massiv ausgebildet. Ein Verbindungssteg 12 des M ist dünn und nach Art eines Zylindermantels ausgebildet. Gegenüber den gleich großen Querschnitten der Seitenteile 11 ist der Querschnitt des Verbindungs stegs 12 vernachlässigbar. Die mit den Bohrungswandungen der Leiterplatten in Kontakt tretenden Einpreßkanten 14 der Seitenteile 11 sind mit Abrundungen 15 versehen. Beim Einbringen des Kontaktelements in eine Bohrung wirken Kräfte auf die Einpreßkanten 14, die dazu führen, daß sich der Verbindungssteg 12 ausbiegt.

Das Verhältnis der Höhe H des M zu seiner Breite B liegt zwischen 0,4 und 0,45. In einem Ausführungs beispiel ist H=0,45 mm und B=1,05 mm.

Der Übergang 13 jedes Seitenteils 11 in den Verbindungssteg 12 verläuft bezogen auf die Decken fläche 18 des M unter 45°. Der Verbindungssteg 12 verläuft dabei entlang seiner Oberkante 31 auf einem Kreisbogen und entlang seiner Unterkante 32 auf einem zu der Oberkante 31 parallenen Kreisbogen. Im Ausführungsbeispiel ist der Radius des Kreis bogens der Oberkante 0,21 mm; die Stärke des Stegs 0,06 mm. Der Scheitel 34 des Kreisbogens der Oberkante 31 des Verbindungsstegs 12 hat von der Bodenfläche 19 des M etwa den halben Abstand der Deckenfläche 18. Bei der im Ausführungsbeispiel genannten Breite B=0,45 mm des Kontaktelements beträgt der genannte Abstand 0,23 mm.

Die Bodenfläche 24 jedes Seitenteils 11 des M hat eine Kantenlänge von etwa 1/10 der Gesamtbreite B des M. Die Kantenlänge beträgt im Ausführungsbeispiel 0,015 mm. Die Deckenfläche 23 jedes Seitenteils 11 des M hat eine Kantenlänge von etwa 2/10 der Gesamtbreite B des M.

Der Kreisbogen an der Unterkante 32 des Verbindungs stegs 13 geht in Kreisbögen 33 entgegengesetzt gerichteter Krümmung über. Der an den Kreisbogen 33 entgegengesetzter Krümmung anschließende Übergang 21 in das Seitenteil 11 verläuft im Bereich seiner Unterkante 22 entlang einem Kreisbogen größeren Durchmessers aber gleichgerichteter Krümmung wie der Kreisbogen 33. Die Radien dieser Kreise entgegen gesetzt gerichteter Krümmung sind für die an den Verbindungssteg 12 anschließenden Kreise 0,07 mm, für den dann jeweils anschließenden Kreis 0,50 mm. Der Abstand der Übergänge 21 der Kreisbögen 33 entgegengesetzter Krümmung in die Seitenteile 11 ist etwa gleich der Höhe H des M. In dem Aus führungsbeispiel beträgt er 0,45 mm.

Claims

1. Kontaktelement in der Form eines Stifts mit einer Einpreßzone, die mit metallisierten Bohrungen (Durchkontaktierung) von Leiter platten eine elektrisch mechanische Verbindung bildet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

1.1 Der Stift (1) ist im Bereich der Einpreß zone (3) zu einem M-förmigen Querschnitt geformt;
1.2 zwei äußere Pfosten bildende Seitenteile (11) des M sind massiv ausgebildet;
1.3 ein Verbindungssteg (12) des M ist dünn und nach Art eines Zylindermantelteils ausgebildet;
1.4 gegenüber den gleich großen Querschnitten der Seitenteile (11) ist der Querschnitt des Verbindungsstegs (12) vernachlässigbar;
1.5 die mit den Bohrungswandungen der Leiter platten in Kontakt tretenden Einpreßkanten (14) sind mit Abrundungen (15) versehen.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Übergang (13) jedes Seitenteils (11) in den Verbindungssteg (12) bezogen auf die Decken fläche (18) des M unter 45° verläuft.

3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, haß der Verbindungssteg (12) entlang seiner Oberkante (31) auf einem Kreisbogen und entlang seiner Unterkante (32) auf einem zu der Oberkante (31) parallelen Kreisbogen verläuft.

4. Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kreisbogen an der Unterkante (32) des Verbindungsstegs (13) in Kreisbögen (33) entgegengesetzt gerichteter Krümmung übergeht.

5. Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der an den Kreisbogen (33) entgegen gesetzter Krümmung anschließende Übergang (21) in das Seitenteil (11) im Bereich seiner Unterkante (22) entlang einem Kreisbogen größeren Durchmessers aber gleichgerichteter Krümmung wie der Kreisbogen (33) verläuft.

6. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel (34) des Kreisbogens der Oberkante (31) des Verbindungs stegs (12) von der Bodenfläche (19) des M etwa den halben Abstand der Deckenfläche (18) hat.

7. Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Abstand der Übergänge (21) der Kreisbögen (33) entgegengesetzter Krümmung in die Seitenteile (11) etwa gleich der Höhe (H) des M ist.

8. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe (H) des M zu seiner Breite (B) zwischen 0,4 und 0,45 liegt.

9. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (24) jedes Seitenteils (11) des M eine Kantenlänge von etwa 1/10 der Gesamtbreite (B) des M hat.

10. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenfläche (23) jedes Seitenteils (11) des M eine Kantenlänge von etwa 2/10 der Gesamtbreite (B) des M hat.