DE8503641U1

DE8503641U1 - Stiftförmiges Kontaktbauteil

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Publication number: DE8503641U1
Application number: DE19858503641
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1985-02-09
Filing date: 1985-02-09
Publication date: 1985-05-15

Description

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Patent-Verwaltungs-GmbH

6000 Frankfurt/Main 70, Theodoi-Stern-Kai 1

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F 84/47 Eb

07.02.1985

Stiftförmiges Kontaktbauteil

Die Neuerung bezieht sich auf ein stiftförmiges Kontaktbauteil zur Befestigung in einer insbesondere durchkontaktierten Bohrung einer Leiterplatte mit einem Kontaktabschnitt für die Herstellung einer lötfreien elektrischen und mechanischen Verbindung.

tO Ein derartiges Kontaktelement ist bereits bekannt (DE-PS 32 10 348). Das bekannte Kontaktelement enthält einen Befestigungsabschnitt mit zwei beweglichen, parallelen Seitenteilen,, zwischen denen ein federndes Zwischenglied angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme sollen größere Toleranzgrenzen in den Abmessungen der Bohrungen und der Einpreßbereiche

•5 vorgesehen werden können, ohne daß der Kontaktdruck an den Kontaktierungskanten ungleichmäßig wird. Die Kontak t ierungskanten dringen jedoch noch ein Stück in die Wand der jeweiligen Bohrung ein, um eine rüttelsichere, gasdichte Langzeitkontaktgabe hejfzustellen. |

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stiftförmiges Kontaktbauteil der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß eine dauerhafte, feste niederohmige Verbindung zwischen dem Kontaktbauteil und der Oberfläche der durchkontaktierten Bohrung ohne störende Verformung der Bohrungsoberfläche erreicht wird.

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Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein radial zur Bohrung federnd ausgebildeter Kontaktvorsprung, dessen radiale Ausdehnung in entspanntem Zustand größer als der Durchmesser der dürchkontaktierten Bohrung ist, mit dem Kontaktstift verbunden ist und diesen in Längsrichtung des Kontaktabschnitts umgibt. Wenn der Kontaktstift in die durchkontaktierte Bohrung eingesetzt ist, liegt das Kontaktelement unter Federvorspannung an der inneren Oberfläche an. Bis zu hohen Beanspruchungen bleibt daher eine feste Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der metallisierten Oberfläche erhalten.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehen vom Kontaktstift tannenbaumartig Vorspränge aus. Die Enden dieser Vorsprünge liegen im Bereich der Bohrung an der Oberfläche unter Federvorspannung an. Außerhalb der Bohrung sind die Vorspränge auseinandergespreizt. Diese Vorsprünge bilden damit ein Hindernis gegen eine relative Bewegung zwischen Kontaktstift und Bohrung.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß eine Kon-

^s takthülse an ihrem einen Ende mit einem Kontaktstift verbunden ist, und

daß die Kontakthülse einen Längsschlitz aufweist, der in Richtung des freien Endes der Kontakthülse verbreitert ist. Ein derartig ausgebildeter Stift eignet sich besonders gut für Multilayer-Leiterplatten. Die Oberflächen der Bohrungen werden durch die Hülsen nicht verformt. Daher werden bei Multilayer-Leiterplatten auch keine Metallstücke als Brücken zwischen verschiedene Leiterplatten geschoben. Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnen übereinander angeordneter Leiterplatten lassen sich daher mit dieser Vorrichtung vermeiden.

Vorzugsweise sind eine Reihe von Kontaktstiften an jeweils einem Ende mit einer Stromschiene verbunden. Über die Stromschiene kann eine Betriebsspannung oder Massepotential an ausgewählte Leiterbahnen einer Leiterplatte angelegt werden. Es ist zweckmäßig, vor dem Übergang der Kontaktstifte in die Leiterplatte jeweils eine Sollbruchstelle vorzusehen. Diese Vorrichtung kann an die verschiedenen Abstände zwischen den für die Stromversorgung vorgesehenen Leiterplattenanschlüssen schnell und einfach angepaßt werden.

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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind die Kontaktstifte jeweils

{ an einem Ende mit Klemmeinrichtungen fur die Leitungsdrähte versehen.

Es ist daher möglich, elektrische Bauelemente, die zwei Anschlußdrähte

aufweisen, zwischen zwei mit Klemmeinrichtungen versehenen Kontakt stiften zu befestigen. Bei diesen Bauelementen kann es sich um Widerstände, Kondensatoren, Dioden und dgl. handeln. Ein Einlöten dieser Bauelemente in die durchkontaktierten Bohrungen ist nicht mehr notwendig. Aufwendige und langwierige Lötarbeiten können daher entfallen.

Die Klemmeinrichtung enthält vorzugsweise zwei im Abstand voneinander angeordnete, seitlich nebeneinander stehende Kontaktfedern, deren freie

Enden nach dem Einlegen eines Drahts gegeneinander angedrückt sind.

■ι. Die Neuerung wird im folgenden an Hand von in einer Zeichung darge-

stellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, aus denen sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben.

Es zeigen:

Figur 1 ein stiftförmiges Kontaktbauteil von vorne,

Figur 2 das in Figur 1 dargestellte Kontaktbauteil von der Spitze

aus,

Figur 3 eine andere Ausführungsform eines stiftförmigen Kontakt

bauteils,

Figur 4 eine Stromschiene mit stiftförmigen Kontaktbauteilen in

Seitenansicht,

Figur 5 das stiffförmige Kontaktbauteil gemäß Figur 1 in Seiten

ansicht,

Figur 6 ein stiftförmiges Kontaktbauteii mit einer anderen Aus-

, führungsform einer Klemmeinrichtung in Seitenansicht.

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Ein stiftförmiges Kontaktbauteil 1 für die Befestigung in Bohrungen in

Leiterplatten weist einen Kontaktabschnitt 2 und einen außerhalb der

Bohrung angeordneten Abschnitt 3 auf, der mit verschiedenen anderen

Einrichtungen verbunden sein kann. Der Kontaktabschnitt 2 enthält einen Kontaktstift 4, an dem eine federnde Hülse 5 befestigt ist. Die Hülse 5

ist an ihrem einen Ende 6 mit dem Kontaktstift 4 verbunden. Im

' Anschluß an das Ende 6 geht der Kontaktstift 4 in den Abschnitt 3 über.

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Die Hülse 5 weist einen Längsschlitz 7 auf, dessen Breite, ausgehend von dem Ende 6, stetig bis zum anderen Ende 8 zunimmt. Zwischen dem Kontaktstift 4, der einen rechteckigen Querschnitt mit abgeschrägten Kanten aufweist, und der Innenwand der Hülse 4 befindet sich ein freier Raum 9, der seine größte radiale Ausdehnung hat, wenn die Hülse 5 entspannt ist. Die Hülse 5 ist dann entspannt, wenn sie nicht zusammen mit dem Kontaktstift 4 in eine Bohrung einer Leiterplatte eingesetzt ist.

In entspannter Stellung ist die radiale Ausdehnung der Hülse 5 großer als der Durchmesser der Bohrung, in die die Hülse 5 eingefügt wird. Die Hülse 5 stellt daher einen vom Kontaktstift 4 ausgehenden Vorsprung dar, dessen radiale Ausdehnung größer als der Durchmesser der Bohrung ist, in die die Hülse 5 nebst Kontaktstift 4 eingesetzt werden soll. Vorzugsweise sind die Bohrungen durchkontaktiert, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontaktstift 4 und den metallisierten Wänden der Bohrung sowie den an die metallisierten Wände angeschlossenen Leiterbahnen und Bauelemente herzustellen.

Beim Einschieben der Hülse 5 vermindert sich deren radiale Ausdehnung auf den Durchmesser der Bohrung. Die Hülse 5 enthält an ihrem Ende eine kegelstumpfförmig abgeschrägte Zone 10, die beim Einschieben der Hülse 5 gegen die Ränder der Bohrung gedruckt wird. Das äußere Ende der Zone 10 hat einen kleineren Durchmesser als die Bohrung. Daher läßt sich die Zone 10 zu Beginn des Einschiebens der Hülse 5 teilweise in die Bohrung einsetzen. Beim Einschieben drückt die von den Rändern der Bohrung auf die Zone 10 ausgeübte Kraft die Hülse etwas zusammen, so daß sich die äußeren Abmessungen der Hülse 5 der lichten Weite der Bohrung anpassen. Die Hülse 5 legt sich unter Federvorspannung an die Innenwand der Bohrung an. Damit wird eine feste, niederohmige, rüttelsichere Verbindung hergestellt. Die Wand der Bohrung wird von der Hülse 5 nicht bleibend verformt. Es bilden sich daher auch keine ins Gewicht fallenden Materialabtragungen, die insbesondere bei Multilayer-Platten sehr schädlich sind, da sie unerwünschte Kurzschlüsse zwischen

Verschiedenen Ebenen der Multilayer-Platte hervorrufen können. 35

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Es ist günstig, wenn die äußeren Ränder 26 der Hülse 5 am Längsschlitz 7 in radialer Richtung der Hülse 5 stärker nach außen ragen als die zylindermantelförmige Außenwand. Die Ränder 26 bilden hierdurch Schneidkanten, die ein gewisses Maß in die metallisierte Oberfläche der Bohrung eindringen. Damit wird ein besonder?; geringer Übergangswiderstand zwischen Kontaktstift 4 und durcbkantaktierter Bohrung erreicht. Die Hülse 5 kann aus einem Federwerkstoff mit niedrigem elektrischem Widerstand, z. B. Beryllium-Bronze bestehen.

Falls an bestimmten Stellen einer Leiterplatte das Einsetzen eines Stifts 4 unumgänglich ist, jedoch eine leitende Verbindung zwischen Stift 4 und durchkontaktierter Bohrung nicht erwünscht ist, kann auf den Stift 4 eine Hülse aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff aufgesetzt werden. Diese Isolierhülse ist vorzugsweise als geschlossener zylindrischer Hohlkörper ausgebildet.

Die oben beschriebene Hülse 5 kann bei Multilayer-Leiterplatten auch als Durchkontaktierungsteil für metallisierte Bohrungen verwendet werden, die sich fluchtend in verschiedenen Ebenen der Multilayer-Leiterplatte befinden.

Der Abschnitt 3 ist als Klemmeinrichtung für Drähte ausgebildet. An den

Kontaktstift 4 und die Hülse 5 schließt sich ein verbreiterter Sockel 11 [

des Abschnitts 3 an, der die Basis für zwei nebeneinander angeordnete \

Kontaktfedern 12, 13 ist. Die Kontaktfedern 12, 13 haben eine gewisse |'

Breite. Nahe am Sockel 11 weisen die Kontakt federn 12, 13 je einen j

schräg abgebogenen Abschnitt 14, 15 auf. Die Abschnitte 14, 15 verlaufen !.

V-förmig zueinander. Im Anschluß an die Abschnitte 14, 15 sind die |

beiden Kontaktfedern 12, 13 erneut abgebogen, so daß sie in entspanntem |

Zustand in etwa parallel zueinander stehen. Das obere Ende der Kontakt- !

feder 12 weist eine Schräge 18 auf. Die Kontaktfeder 13 ist an ihrem !

oberen Ende mit einem seitlichen Vorsprung 16 versehen, der das freie j

Ende der Kontaktfeder 12 überragt. Die dem Sockel Π zugewandte Seite ' des Votsprungs 16 ist in bezug auf das freie Ende der Kontaktfeder 12 _so ausgebildet, daß die beiden Kontaktfedern 12, 13 sich an ihren oberen Enden verhaken können. Ein Verhaken ist dazu bestimmt, einen zwischen den Kontaktfedern 12, 13 eingelegten Draht 17 fest einzuspannen.

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Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist ein Kontaktstift 19 mit federnden Vorsprüngen 20 versehen, die nach Art eines Tannenbaums angeordnet sind. Die Vorsprünge 20, die schematisch die Form von Ästen eines Tannenbaums aufweisen, sind gegen den Sockel 11 hingeneigt. Die jeweils paarweise einander diametral gegenüberliegenden Enden 21 der Vorsprünge 20 haben in entspanntem Zustand einen Abstand, der größer ais der Durchmesser der Bohrungen ist, in die die Kontaktstifte 19 eingesteckt werden.

Beim Einschieben des Kontaktstifts 19 in die jeweilige Bohrung werden die Enden der Vorsprünge 20 nach der Mitte des Kontaktstifts hin bewegt. Die Vorsprünge 20 legen sich unter Federvorspannung gegen die Wand der Bohrung. Dabei ergibt sich eine feste, rüttelsichere, niederohmige elektrische Verbindung zwischen den Vorsprüngen und der metallisierten Wand der Bohrung. Die über den Rand der Bohrung hinausragenden Vorsprünge 20 spreizen sich auseinander und verhindern, daß der Kontaktstift 19 aus der Bohrung herausgezogen werden kann.

Bei der in Figur 4 dargestellten Vorrichtung sind Kontaktstifte 4 und Hülsen 5 in einer Reihe im Abstand nebeneinander über Sockel 22 an einer Stromschiene 23 befestigt, die Anschlußstifte 24 aufweis:.

Die Sockel 22 verjüngen sich in Richtung der Stromschiene 23. Die Engstellen zwischen den Sockeln 22 und der Stromschiene 23 bilden Sollbruchstellen 27. Die Stromschiene 23 wird zur Einspeisung von Betriebsspannungen oder Massepotential zu den durchkontaktierten Bohrungen verwendet, in die die Stifte 4 mit den Hülsen 5 eingesetzt werden. Da die Stromversorgungsanschlüsse im allgemeinen nicht in einer Reihe im Abstand der Stifte 4 nebeneinander angeordnet sind, werden die Stifte 4 an den nicht benötigten Stellen ausgebrochen.

Die Figur 5 zeigt das Kontaktbauteil 1 in Seitenansicht, wobei ein

Draht 17 zwischen die Kontaktfedern 12, 13 eingefügt ist. Die beiden

Kontaktfedern 12, 13 sind bei der Vorrichtung gemäß Figur 5 noch nicht miteinander Verhakt.

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Bei der in Figur 6 dargestellten Anordnung sind zwei Kontaktfedern 28, 29 vorgesehen, von denen die Kontaktfeder 28 blattförmig bis zum freien Ende hin ausgebildet ist. Die Kontaktfeder 29 hat ein hakenförmig umgebogenes Ende 30, in das die Kontaktfeder 28 mit ihrem freien Ende eingehakt wird, um einen Drah- 31 zwischen den Kontaktfedern 28, einzuspannen.

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6000 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1 5 F 84/6 F 84/47 Eb 07.02.1985 StiftfSrmiges Kontaktbauteil Schutzansprüche

1. Stiftformiges Kor iaktbauteil zur Befestigung in einer insbesondere durchkontaktierten Bohrung einer Leiterplatte mit einem Kontaktabschnitt für die Herstellung einer lötfreien elektrischen und mechanischen Verbindung.,

dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens ein radial zur Bohrung federnd ausgebildeter Kontaktvorsprung (5, 20), dessen radiale Ausdehnung in entspanntem Zustand 25 größer als der Durchmesser der durchkontaktierten Bohrung ist, mit dem

Kontaktstift (4) verbunden ist und diesen in Längsrichtung des Kontaktabschnitts umgibt.

2. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß vom Kontaktstift (19) tannenbaumartig Vorsprünge (20) nach außen ragen, deren Enden (21) an die Wand der 5ohrung unter Federvorspannung anpreßbar sind.

3. Stiftföimiges Kontaktbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (5) an ihrem einen Ende (6) mit einem Kontaktstift (4)

verbunden ist und daß die Hülse (5) den Kontaktstift (4) längs des Kontaktabschnitts umgibt und einen Längsschlitz (7) aufweist, der in Richtung des freien Endes der Kontakthülse (5) verbreitert ist.

• 5

4. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die äußeren Ränder (26) am Längsschlitz (7) in radialer Richtung der Hülse (5) schneidenartig vorspringen.

5. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Hülse (5) an ihrem freien Ende (8) eine kegelstumpfförmig abgeschrägte Zone (10) aufweist.

6. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
gekennzeichnet

durch die Befestigung eines Sockels (22) an einer Stromschiene (23) über einen eine Sollbruchstelle (27) bildenden Abschnitt.

7. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach einem der vorausgehenden Anspruch?,
j dadurch gekennzeichnet,

daß der Kontaktstift (4, 19) von einem Sockel (11) ausgeht, auf dessen dem Kontaktstift (4, 19) abgewandter Seite zwei Kontaktfedern (12, 13; 28, 29) vorspringen, die nebeneinander angeordnet sind,

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8. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach einem der vorausgehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktfedern (12, 13; 28, 29) an ihren an den Sockel (11)

angrenzenden Abschnitten (14, 15) zueinander V-förmig gebogen sind.
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9. Stiftförmiges Kontaktbauteil nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet
daß die Enden der Kontaktfedern (12, 13; 28, 29) als einrastbare Teile

ausgebildet sind.
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10. Stiftförmiges Köntaktbauteii nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktfeder (29) ein hakenförmiges Ende (30) aufweist.

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