DE4002486C2

DE4002486C2 -

Info

Publication number: DE4002486C2
Application number: DE4002486A
Authority: DE
Inventors: Meinolf 4815 Schloss Holte-Stukenbrock De Dingenotto
Original assignee: Polytronic Kunststoff-Elektro 4796 Salzkotten De GmbH
Current assignee: Conec Elektronische Bauelemente GmbH
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1993-02-04
Also published as: DE4002486A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement in der Form eines Stifts, der im Bereich seiner Einpreßzone, die mit metallisierten Bohrungen (Durchkontaktierung) von Leiterplatten eine elektrisch mechanische Verbindung bildet, zu einem M-förmigen Querschnitt geformt ist, dessen zwei äußere Pfosten bildende Seitenteile massiv ausgebildet sind, und dessen mit den Bohrungswandungen der Leiterplatten in Kontakt tretende Einpreßkanten mit Abrundungen versehen sind.

Ein Kontaktelement mit den genannten Merkmalen ist aus DE 32 20 781 A1 (Fig. 6 und 7) bekannt. Bei dem bekannten Kontaktelement ist das "M" - oder "W" - sehr ausgeprägt: Sowohl die Schenkel als auch die Verbindungsstücke sind im wesentlichen gleich dick. Das Verbindungsstück weist nach der Seite der freien Enden des "M" einen ausgeprägten Knick auf. Bei dem Kontaktelement, das aus DE 39 09 310 A1 (Fig. 4), die aber nur nach § 3 Abs. 2 Nr. 1 PatG zum Stand der Technik zählt, hat die Einpreßzone eine C-förmige Querschnittsgrundform mit Ober- und Unterteil bildenden relativ breiten Schenkeln, deren Innenseiten in relativ dicke ringförmige Teile übergehen, die den Bogen des C bilden. Bekannt sind aus DE 32 10 348 C1 (Fig. 4) und DE 38 04 041 A1 (Fig. 4) noch H-förmige Kontaktelemente mit relativ starken Seitenzeilen und relativ dünnen Verbindungsstegen. Letztere sind mit einem Knick bzw. nach einer Seite gewölbt und mit einem Durchbruch versehen.

Den bekannten Kontaktelementen gemeinsam ist ein Profil, das zwei an mindestens einer Seite offene Schenkel aufweist. Die Schenkel wirken entsprechend ihrer zur Bohrungswand hinweisende Kontur mit einer mehr oder weniger vorhandenen Federkraft über unter schiedlich große Flächen mit entsprechend unterschiedlicher Radialkraft auf die Durchkontaktierung ein und bestimmen damit weitgehend die axiale Druck- bzw. Zugkraftkomponente der Kontaktelemente innerhalb der Einpreßzone. An solche Kontaktelemente 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 Durchkontaktierung 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.

Den genannten Bedingungen genügen die bekannten Kontaktelemente nur bedingt. Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktelement 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, der im Bereich seiner Einpreßzone, die mit metallisierten Bohrungen (Durchkontaktierung) von Leiterplatten eine elektrisch mechanische Verbindung bildet, zu einem M-förmigen Querschnitt geformt ist, dessen zwei äußere Pfosten bildende Seitenteile massiv ausgebildet sind, und dessen mit den Bohrungswandungen der Leiterplatten in Kontakt tretende Einspreßkanten mit Abrundungen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (24) jedes Seitenteils (11) des M eine Kantenlänge von etwa 1/10 und die Deckenfläche (23) von etwa 2/10 der Gesamtbreite (B) des M hat, daß der Übergang (13) jedes Seitenteils (11) in den Verbindungssteg (12) bezogen auf die Deckenfläche (18) des M unter 45° verläuft, daß der Verbindungssteg (12) mit gegenüber den gleich großen Querschnitten der Seitenteile (11) vernachlässigbarem Querschnitt ausgeführt ist und daß der Verbindungssteg (12) nach Art eines dünnen Zylindermantelteils ausgebildet ist, das entlang seiner Oberkante (31) auf einem Kreisbogen sowie entlang seiner Unterkante (32) auf einem zu der Oberkante (31) parallelen Kreisbogen verläuft, wobei der Abstand des Scheitels (34) des Kreisbogens der Oberkante (31) von der Bodenfläche (19) des M etwa halb so groß ist wie der Abstand (H) der Deckenfläche (18) von der Bodenfläche (19).

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen an der Unterkante (32) des Verbindungsstegs (13) in Kreisbögen (33) ent gegengesetzt gerichteter Krümmung übergeht.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Kreisbogen (33) entgegengesetzter 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.

4. Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Übergänge (21) der Kreisbögen (33) entgegengesetzter Krümmung in die Seitenteile (11) etwa gleich der Höhe (H) des M ist.

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