EP0340574A2 - Elektrisches Einpress-Kontaktstück und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Elektrisches Einpress-Kontaktstück und Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

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EP0340574A2
EP0340574A2 EP89107293A EP89107293A EP0340574A2 EP 0340574 A2 EP0340574 A2 EP 0340574A2 EP 89107293 A EP89107293 A EP 89107293A EP 89107293 A EP89107293 A EP 89107293A EP 0340574 A2 EP0340574 A2 EP 0340574A2
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EP
European Patent Office
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press
section
contact piece
die
legs
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89107293A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0340574A3 (de
Inventor
Rudolf Wehrle
Arno Dingemans
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CDM Connectors Development and Manufacture AG
Original Assignee
CDM Connectors Development and Manufacture AG
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Filing date
Publication date
Application filed by CDM Connectors Development and Manufacture AG filed Critical CDM Connectors Development and Manufacture AG
Publication of EP0340574A2 publication Critical patent/EP0340574A2/de
Publication of EP0340574A3 publication Critical patent/EP0340574A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending

Definitions

  • the present invention relates to an electrical contact piece for pressing into a bore in an electrical printed circuit board, with a press-in part which is resilient transversely to the press-in direction and which has an essentially U-shaped cross section with two elastically flexible U-legs and a U-web connecting them to one another.
  • the invention further relates to a method for producing the contact piece and a pressing tool for carrying out the method.
  • electrical contact pieces are known, which are each pressed into a hole in the circuit board and can thus be mechanically attached to the circuit board. It is also known to provide the peripheral walls of the bores of the printed circuit board receiving the contact pieces with an electrically conductive coating, in particular made of copper with a tin plating, which coating is connected to at least one of the conductor tracks, so that when each contact piece is pressed in automatically A perfect electrical connection between the contact piece and at least one assigned conductor track is created and soldering is unnecessary.
  • contact pieces for the press-in technique described. These generally have the shape of a pin, which has a widened press-in section with properties that are resilient in the direction transverse to the longitudinal axis of the pin, so that a good fit of the pressed-in contact piece is ensured even if the inside diameter of the holes in the printed circuit board is within defined tolerances varies.
  • the widened press-in section of the contact pieces has hitherto usually been formed by local splitting into two legs running approximately parallel, spread apart from one another or laterally offset with respect to one another, a stamping or cutting technique being used which generally led to sharp longitudinal edges of the press-in section.
  • Such sharp longitudinal edges have the disadvantage that when the contact piece is pressed in, they may cut out fine chips from the metallic coating on the peripheral wall of the hole in the printed circuit board, which chips may stick somewhere on the printed circuit board and can form disruptive contact bridges between conductor tracks.
  • the outer longitudinal edges of the press-in section which come into contact with the peripheral wall of the circuit board bore, have already been rounded, an additional work step being necessary in the manufacturing process.
  • the present invention is primarily based on the object of designing a contact piece of the type mentioned in such a way that its press-fit part in a circuit board bore with a width within the usual tolerance limits is sure to find a good, tilt-proof hold and when pressed into the bore certainly does not give rise to any metal forming deformation adhering to the peripheral wall of the bore.
  • Another object of the present invention is to provide an expedient and relatively simple method for producing the contact piece according to the invention.
  • the method according to the invention which achieves this object is defined in patent claim 6, while advantageous developments of the method result from the dependent claims 7 and 8.
  • the electrical contact piece 20 illustrated in FIGS. 1 to 3 has two pin-shaped end sections 21, 22 and an intermediate press-in section which is formed in cross section 23 on. From Fig. 2 it can be seen that the end portions 21 and 22 have a rectangular, approximately square cross-section.
  • the press-in section 23 is broadened in cross section, as can be clearly seen from FIG. 3 in comparison to FIG. 2.
  • the cross-sectional profile of the press-in section 23 is essentially U-shaped. It has two U-legs 24 and a U-web 25 connecting them to one another. The thickness of the U-web 25 significantly exceeds the thickness of each U-leg 24.
  • the outer surface 26 of the U-web 25 facing away from the U-legs 24 there is a rib 27 running in the longitudinal direction of the press-in section 23.
  • the outer end parts 27 of the two U-legs 24 facing away from one another are rounded in cross section.
  • the rib 27 also has an end portion 29 which is rounded in cross section.
  • the inner surface 30 of the U-web 25 facing the U-legs 24 runs approximately through the center of an imaginary circle 31 which surrounds the cross section of the press-in section 23 and affects the rounded end parts 28 and 29 of the two U-legs 24 and the rib 27, 3 shows.
  • the entire cross-sectional shape of the press-in section 23 is symmetrical with respect to a plane 32 which runs between the two U-legs 24 and through the rib 27.
  • the diameter of the bore 36 may be within a tolerance of plus or minus about 10% of the nominal diameter vary, but must in any case be smaller than the diameter of the imaginary circle 31 (Fig. 3). If the diameter of the bore 36 is at the upper tolerance limit, the two U-legs 24 are only relatively little elastically bent against each other when the press-in section 23 is inserted into the bore, as shown in FIG. 4.
  • the two U-legs 24 experience stronger elastic bends relative to one another, as shown in FIG. 5.
  • the surface portions 28 of the U-legs 24 which are rounded in cross section and the end surfaces 29 of the rib 27 which are likewise rounded in cross section come into contact with the inner wall of the bore 36. Since the contact surfaces 28 and 29 have no sharp edges, they are machined Damage to metal plating on the inner wall of the bore 36 practically impossible.
  • the inserted contact piece 20 has a firm, tilt-proof seat in the bore 36, because the three surface portions 28, 29 lying against the inner wall of the bore 36 are distributed along the circumference of the bore.
  • the pin-shaped end parts 21 and 22 of the contact piece 20 serve, for example, as plug pins for connecting plug connectors or as posts for connecting lead wires by soldering or by means of so-called wirewrap technology.
  • the end parts of the contact piece can be designed as a contact knife or contact springs.
  • the contact piece 20 described is preferably produced according to that illustrated in FIGS. 6 to 9 procedures described below.
  • the shaping of the press-in section 23 takes place by means of non-cutting extrusion with the aid of a press tool, as is shown schematically in FIG. 6.
  • This pressing tool has a stationary stand 41, a pressure bar 42 that can be moved up and down, and a pressing mold 43, 44, 45 consisting of three parts.
  • the latter consists of a two-part die 43, 44 and a movable punch 45.
  • One die part 43 is fastened to the stand 41, while the other die part 44 can be moved up and down with the pressure bar 42.
  • the 6 is arranged to be movable in the pressure bar 42 against the influence of springs 48, which springs 46 allow the upper die part 44 to retreat with respect to the pressure bar 42.
  • the two die parts 43 and 44 together delimit an elongated cavity 47, the shape of which corresponds to the outer shape of the press-in section 23 of the contact piece 20 to be produced.
  • the lower die part 43 has an elongated groove 48 for forming the rib 27 of the press-in section 23.
  • the punch 45 is also guided in a guide recess 49 in the upper die part 44 so that it can be moved up and down so that it can be moved transversely to the longitudinal direction of the cavity 47 in the direction toward the groove 48 and out of the cavity 47.
  • the cavity 47 and the punch 45 are symmetrical with respect to a common plane of symmetry 50.
  • the press-in contact piece 20 is produced, for example, as follows:
  • a pin-shaped, prismatic metal piece 51 made of a copper alloy is inserted into the opened mold 43, 44, 45, after which the upper die part 44 is pressed against the fixed lower die part 43 by lowering the pressure bar 42 and thus the die 43, 44 is closed, as shown in FIG. 7. Subsequently, the punch 45 is moved downward and pressed into the metal piece 51, as illustrated in FIG. 8. The metal piece 51 is deformed by extrusion, whereby the two U-legs 24 and the rib 27 are formed. At the end of this pressing process, the space between the three parts 43, 44 and 45 of the press mold is completely filled with material of the metal piece 51, as can be seen from FIG. 9. Finally, the punch 45 and the pressure bar 42 with the upper die part 44 are moved up to their starting positions in order to open the mold and to enable the finished contact piece 20 to be removed.
  • the contact piece 20 can also be produced from a metal piece with a rectangular or round cross section by extrusion.
  • the end sections 21 and 22 can be formed at the same time as required, be it as a winding post for the wirewrap technique or as a plug or other connecting link.
  • the second exemplary embodiment of a press-in contact piece 60 according to the invention shown in FIGS. 10 to 12 differs from that according to FIGS. 1 to 3 only by one somewhat modified cross-sectional shape and due to smaller dimensions. While the first embodiment of the contact piece is intended for insertion into a circuit board bore with a diameter of, for example, 1.0 ⁇ 0.1 mm, the second embodiment is suitable for insertion into a bore with a diameter of, for example, 0.6 ⁇ 0.05 mm .
  • the structural details of the contact piece 60 are completely analogous to those of the first exemplary embodiment 20 and are therefore designated in FIGS. 10 to 12 with the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3. It is therefore unnecessary to go into this in more detail.
  • the contact piece 60 is also expediently produced in the same manner and with a similar pressing tool as was described with reference to FIGS. 6 to 9.
  • the two U-legs 24 are bent elastically and resiliently in order to give the contact piece 60 the necessary mechanical hold on the printed circuit board.
  • the U-legs 24 assume the positions illustrated in FIG. 13. However, if the diameter of the bore 36 is at the lower tolerance limit, the U-legs 24 are bent more strongly against one another, for example as shown in FIG. 14.
  • the according to the lower die part 43 has on its surface facing the upper die part 44 two depressions 61 which each run in the longitudinal direction of the cavity 47 and communicate with the latter.
  • these depressions 61 form, together with the upper die part 44, two groove-like recesses, which make it possible for part of the material of the press-in section 23 to laterally escape into the recesses formed by the depressions 61 in an end phase of the extrusion process after the remaining cavity 47 of the die has been completely filled with material.
  • two additional ribs 62 are produced on the press-in section 23 of the contact piece to be produced, which ribs run in the press-in direction of the contact piece and point away from the plane of symmetry 32 and are each located approximately at the transition between the U-web 25 and one of the U- Leg 24 are.
  • the resulting hardness of the extruded material of the finished contact piece can be influenced and largely adapted to practical requirements by suitable selection of the width of the recesses formed by the depressions 61, measured in the direction of movement of the stamp 45.
  • the depressions 61 may be present in the upper die part 44 or in both die parts 43 and 44 instead of in the lower die part 43.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
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Abstract

Bei diesem Kontaktstück zum Einpressen in eine Bohrung einer elektrischen Leiterplatte hat die Einpresspartie (23) im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei elastisch biegsamen U-Schenkeln (24) und einem diese miteinander verbindenden U-Steg (25). Im Querschnitt der Einpresspartie (23) weist der U-Steg eine die Dicke jedes U-Schenkels (24) übersteigende Stärke auf. An seiner von den U-Schenkeln (24) abgewandten Aussenfläche (26) ist der U-Steg (25) mit einer in der Einpressrichtung verlaufenden Rippe (27) versehen. Wenn die Einpresspartie (23) in eine Leiterplatten-Bohrung eingesetzt wird, gelangen die Rippe (27) und aussenliegende Endpartien der beiden U-Schenkel (24) in Anlage am Umfang der Bohrung, wobei die U-Schenkel (24) elastisch federnd gegeneinander gebogen werden und das Kontaktstück einen guten Halt in der Bohrung bekommt. Die Einpresspartie (23) wird vorzugsweise durch Fliesspressen in einer Pressform erzeugt, wobei die Entstehung scharfer Kanten an der Einpresspartie (23) vermieden wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontakt­stück zum Einpressen in eine Bohrung einer elektrischen Leiter­platte, mit einer quer zur Einpressrichtung federnd nachgiebi­gen Einpresspartie, die einen im wesentlichen U-förmigen Quer­schnitt mit zwei elastisch biegsamen U-Schenkeln und einem diese miteinander verbindenden U-Steg aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Kontaktstückes und ein Presswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.
  • Es kommt oftmals vor, dass einzelne Leiterbahnen einer elek­trischen Leiterplatte mit externen, d.h. nicht zur betreffenden Leiterplatte gehörenden elektrischen Schaltungskomponenten oder Schaltungsanordnungen verbunden werden müssen. Zu diesem Zweck sind elektrische Kontaktstücke bekannt, die je in eine Bohrung der Leiterplatte eingepresst und damit an der Leiterplatte mechanisch befestigt werden können. Es ist ferner bekannt, die Umfangswandungen der die Kontaktstücke aufnehmenden Bohrungen der Leiterplatte jeweils mit einem elektrisch leitenden Belag, ins­besondere aus Kupfer mit einer Zinnplattierung, zu versehen, welcher Belag mit mindestens einer der Leiterbahnen in Verbin­dung steht, so dass beim Einpressen eines jeden Kontaktstückes automatisch eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktstück und mindestens einer zugeordneten Leiterbahn ent­steht und eine Lötung entbehrlich ist.
  • Für die beschriebene Einpresstechnik gibt es bereits zahlreiche Formen von Kontaktstücken. Diese haben in der Regel die Gestalt eines Stiftes, der eine verbreiterte Einpresspartie mit in Rich­tung quer zur Längsachse des Stiftes federnd nachgiebigen Eigen­schaften aufweist, damit ein guter Sitz des eingepressten Kon­taktstückes auch dann gewährleistet ist, wenn die lichte Weite der Bohrungen der Leiterplatte innerhalb festgelegter Toleranzen variiert.
  • Die verbreiterte Einpresspartie der Kontaktstücke wurde bisher üblicherweise durch örtliches Spalten in zwei etwa parallel verlaufende, voneinander gespreizte oder in bezug aufeinander seitlich versetzte Schenkel geformt, wobei eine Stanz- oder Schneidetechnik angewandt wurde, die in der Regel zu scharfen Längskanten der Einpresspartie führte. Solche scharfe Längs­kanten sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie beim Einpressen des Kontaktstückes möglicherweise von dem metallischen Belag an der Umfangswand der Bohrung der Leiterplatte feine Späne her­ausschneiden, die vielleicht irgendwo auf der Leiterplatte haften bleiben und störende Kontaktbrücken zwischen Leiterbahnen bilden können. Um diese Gefahr zu vermeiden, hat man auch schon die mit der Umfangswand der Leiterplattenbohrung in Berührung kommenden äusseren Längskanten der Einpresspartie gerundet, wobei ein zusätzlicher Arbeitsschritt im Herstellungsverfahren notwendig war.
  • Mehrere bekannte Kontaktstücke der geschilderten Art haben den weiteren Nachteil, dass ihre Einpresspartie in eingepresstem Gebrauchszustand nur mit zwei einander etwa diametral gegen­überliegenden äusseren Längskanten an der Umfangswand der betreffenden Bohrung der Leiterplatte anliegt und deshalb nicht in jedem Fall ausreichend kippstabil in der Bohrung sitzt. Kontaktstücke der beschriebenen Art sind z.B. in der US-PS 4'186'982 und in der BE-PS 818'173 gezeigt.
  • Es ist ferner bekannt, die Einpresspartie der Kontaktstücke durch Flachpressen und anschliessendes Rollen so zu formen, dass sie einen etwa hufeisenförmigen, W-förmigen oder kleeblattförmigen Querschnitt bekommt, wie z.B. in der US-PS 3'783'433 gezeigt ist. Solche Ausfüfhrungsarten verlangen verhältnismässig komplizier­te mehrstufige Herstellungsverfahren.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun in erster Linie die Auf­gabe zu Grunde, ein Kontaktstück der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass seine Einpresspartie in einer Leiterplat­tenbohrung mit einer innerhalb der üblichen Toleranzgrenzen liegenden Weite mit Sicherheit einen guten, kippsicheren Halt findet und beim Einpressen in die Bohrung mit Sicherheit keine spanablösende Verformung eines an der Umfangswand der Bohrung haftenden Metallbelages hervorruft.
  • Diese Aufgabe ist durch Schaffung des im Patentanspruch 1 defi­nierten erfindungsgemässen Kontaktstückes gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gemäss der Erfindung ergeben sich aus den ab­hängigen Ansprüchen 2 bis 5.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein zweckmässiges und verhältnismässig einfaches Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Kontaktstückes anzugeben. Das diese Aufgabe lösende Verfahren gemäss der Erfindung ist im Patentansporuch 6 definiert, während vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sich aus den abhängigen Ansprüchen 7 und 8 erge­ben.
  • Schliesslich ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch noch in der Schaffung eines zur Durchführung des erfindungs­gemässen Verfahrens besonders geeigneten Presswerkzeuges zu se­hen. Das diese Aufgabe lösende Presswerkzeug gemäss der Erfindung ist im Patentanspruch 9 definiert, und bevorzugte weitere Aus­gestaltungen desselben ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 10 und 11.
  • Die Erfindung und deren Vorteile sind in der nun folgenden Be­schreibung von bevorzugten Ausfüfhrungsbeispielen unter Bezug­nahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausfüh­rungsbeispiels des erfindungsgemässen Kontaktstückes zum Einpressen in eine Bohrung einer Leiterbahnen-­Platine;
    • Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 durch eine der stiftförmigen Endpartien des Kontaktstückes gemäss Fig. 1, in grösserem Massstab;
    • Fig. 3 einen analogen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 durch die Einpresspartie des Kontaktstückes;
    • Fig. 4 eine der Fig. 3 analoge Schnittdarstellung für den Fall, dass das Kontaktstück in eine Platinenbohrung mit einem an der oberen Toleranzgrenze liegenden Durch­messer eingepresst ist;
    • Fig. 5 eine Schnittdarstellung analog der Fig. 4 für den Fall, dass das Kontaktstück in eine Platinenbohrung mit einem an der unteren Toleranzgrenze liegenden Durchmesser eingepresst ist;
    • Fig. 6 eine schematisierte Schnittdarstellung einer Vorrich­tung mit einem Presswerkzeug zur Herstelleung des Kon­taktstückes gemäss Fig. 1 durch ein Fliesspress-Ver­fahren;
    • Fig. 7 in grösserem Masstab einen Ausschnitt aus Fig. 6, zu­sammen mit einer Querschnittsdarstellung eines in das Presswerkzeug eingelegten Ausgangs-Werkstückes vor Beginn des Fliesspressens;
    • Fig. 8 eine der Fig. 7 analoge Darstellung der Teile in einem Zeitpunkt während des Fliesspressens;
    • Fig. 9 eine weitere der Fig. 7 analoge Darstellung der Teile am Ende des Fliesspressens;
    • Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausfüh­rungsbeispiels des erfindungsgemässen Kontaktstückes;
    • Fig. 11 einen Querschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 10 durch eines der stiftförmigen Endpartien des Kontaktstückes gemäss Fig. 10, in grösserem Massstab;
    • Fig. 12 einen analogen Querschnitt nach der Linie 12-12 in Fig. 10 durch die Einpresspartie des Kontaktstückes gemäss Fig. 10;
    • Fig. 13 eine der Fig. 12 analoge Querschnittdarstellung für den Fall, dass das Kontaktstück in eine Platinenbohrung mit einem an der oberen Toleranzgrenze liegenden Durch­messer eingepresst ist;
    • Fig. 14 eine weitere der Fig. 12 analoge Querschnittdarstellung für den Fall, dass das Kontaktstück in eine Platinen­bohrung mit einem an der unteren Toleranzgrenze liegen­den Durchmesser eingepresst ist;
    • Fig. 15 eine der Fig. 9 analoge Querschnittdarstellung einer Ausführungsvariante des Presswerkzeuges und des damit herstellbaren Kontaktstückes.
  • Das in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte elektrische Kontakt­stück 20 weist zwei stiftförmige Endpartien 21, 22 und eine dazwischenliegende, im Querschnitt umgeformte Einpresspartie 23 auf. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Endpartien 21 und 22 rechteckigen, annähernd quadratischen Querschnitt haben. Die Einpresspartie 23 ist im Querschnitt verbreitert, wie man deutlich aus Fig. 3 im Vergleich zu Fig. 2 erkennt. Das Quer­schnittsprofil der Einpresspartie 23 ist im wesentlichen U-för­mig. Es weist zwei U-Schenkel 24 und einen diese miteinander verbindenden U-Steg 25 auf. Die Dicke des U-Steges 25 übersteigt die Dicke eines jeden U-Schenkels 24 beträchtlich. An der von den U-Schenkeln 24 abgewandten Aussenfläche 26 des U-Steges 25 be­findet sich eine in der Längsrichtung der Einpresspartie 23 ver­laufende Rippe 27. Die voneinander abgekehrten äusseren End­partien 27 der beiden U-Schenkel 24 sind im Querschnitt gerundet. Auch die Rippe 27 weist eine im Querschnitt gerundete Endpartie 29 auf. Die den U-Schenkeln 24 zugekehrte Innenfläche 30 des U-Steges 25 verläuft angenähert durch das Zentrum eines gedachten Kreises 31, der den Querschnitt der Einpresspartie 23 umschliesst und die gerundeten Endpartien 28 und 29 der beiden U-Schenkel 24 und der Rippe 27 tangiert, wie Fig. 3 erkennen lässt. Die ganze Querschnittsform der Einpresspartie 23 ist symmetrisch in bezug auf eine Ebene 32, die zwischen den beiden U-Schenkeln 24 und durch die Rippe 27 verläuft.
  • An den Uebergangsstellen zwischen der Einpresspartie 23 und jeder der stabförmigen Endpartien 21 bzw. 22 sind gemäss Fig. 1 schräg verlaufende Rampenflächen 33, 34 und 35 vorhanden, die das Ein­führen der Einpresspartie in eine Bohrung 36 einer Leiterplatte 37 (Fig. 4 und 5) erleichtern. Der Durchmesser der Bohrung 36 darf innerhalb einer Toleranz von plus oder minus etwa 10% des Nenndurchmessers variieren, muss aber in jedem Fall kleiner sein als der Durchmesser des gedachten Kreises 31 (Fig. 3). Liegt der Durchmesser der Bohrung 36 an der oberen Toleranzgrenze, so werden die beiden U-Schenkel 24 beim Einsetzen der Einpresspartie 23 in die Bohrung nur verhältnismässig wenig elastisch gegen­einander gebogen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Wird die Ein­presspartie 23 jedoch in eine Bohrung eingesetzt, deren Durch­messer an der unteren Toleranzgrenze liegt, so erfahren die beiden U-Schenkel 24 stärkere elastische Biegungen gegeneinander, wie Fig. 5 zeigt. In beiden Fällen gelangen nur die im Quer­schnitt gerundeten Flächenpartien 28 der U-Schenkel 24 und die ebenfalls im Querschnitt gerundete Endflächen 29 der Rippe 27 in Anlage an der Innenwand der Bohrung 36. Da die Anlageflächen 28 und 29 keine scharfen Kanten aufweisen, ist eine spanabhebende Verletzung von Metallplattierungen an der Innenwand der Bohrung 36 praktisch ausgeschlossen. Das eingesetzte Kontaktstück 20 hat einen festen, kippsicheren Sitz in der Bohrung 36, weil die drei an der Innenwand der Bohrung 36 anliegenden Flächenpartien 28, 29 längs des Umfanges der Bohrung verteilt sind. Die stiftförmigen Endpartien 21 und 22 des Kontaktstückes 20 dienen z.B. als Steckerstifte zum Anschliessen von Steckverbindern oder als Pfosten zum Anschluss von Leitungsdrähten durch Löten oder mittels sogenannter Wirewrap-Technik. Bei nicht dargestellten Ausführuingsvarianten können die Endpartien des Kontaktstückes als Kontaktmesser oder Kontaktfedern ausgestaltet sein.
  • Die Herstellung des beschriebenen Kontaktstückes 20 erfolgt vor­zugsweise nach dem in den Fig. 6 bis 9 veranschaulichten und nachstehend beschriebenen Verfahren. Die Formgebung der Einpress­partie 23 geschieht durch spanloses Fliesspressen mit Hilfe eines Presswerkzeuges, wie es schematisch in Fig. 6 gezeigt ist. Dieses Presswerkzeug weist einen stationären Ständer 41, einen auf- und abwärts bewegbaren Druckbalken 42 sowie eine aus drei Teilen bestehende Pressform 43, 44, 45 auf. Letztere besteht aus einer zweiteiligen Matrize 43, 44 und einem beweglichen Stempel 45. Der eine Matrizenteil 43 ist am Ständer 41 befestigt, während der andere Matrizenteil 44 mit dem Druckbalken 42 auf- und abwärts bewegbar ist. Der in Fig. 6 obere Matrizenteil 44 ist im Druck­balken 42 entgegen dem Einfluss von Federn 48 bewegbar angeord­net, welche Federn 46 ein Zurückweichen des oberen Matrizen­teils 44 in bezug auf den Druckbalken 42 gestatten. Die beiden Matrizenteile 43 und 44 zusammen umgrenzen einen länglichen Hohl­raum 47, dessen Form mit der äusseren Gestalt der Einpresspartie 23 des herzustellenden Kontaktstückes 20 übereinstimmt. Demgemäss weist der untere Matrizenteil 43 eine längliche Nut 48 zum Formen der Rippe 27 der Einpresspartie 23 auf. Der Stempel 45 ist in einer Führungsausnehmung 49 im oberen Matrizenteil 44 ebenfalls auf- und abwärts bewegbar geführt, so dass er quer zur Längs­richtung des Hohlraumes 47 in diesen hinein in Richtung gegen die Nut 48 hin und aus dem Hohlraum 47 heraus bewegt werden kann. Der Hohlraum 47 und der Stempel 45 sind symmetrisch in bezug auf eine gemeinsame Symmetrieebene 50.
  • Mit Hilfe des beschriebenen Presswerkzeuges wird das Einpress­kontaktstück 20 beispielsweise wie folgt hergestellt:
  • Ein stiftförmiges, prismatisches Metallstück 51 (Fig. 7) aus einer Kupferlegierung wird in die geöffnete Presssform 43, 44, 45 eingelegt, wonach der obere Matrizenteil 44 durch Absenken des Druckbalkens 42 an den feststehenden unteren Matrizenteil 43 angedrückt und damit die Matrize 43, 44 geschlossen wird, wie Fig. 7 zeigt. Nachher wird der Stempel 45 abwärts bewegt und in das Metallstück 51 gedrückt, wie in Fig. 8 veranschaulicht ist. Dabei wird das Metallstück 51 durch Fliesspressen verformt, wo­durch die beiden U-Schenkel 24 und die Rippe 27 gebildet werden. Am Ende dieses Pressvorganges ist der Zwischenraum zwischen den drei Teilen 43, 44 und 45 der Pressform vollständig mit Material des Metallstückes 51 ausgefüllt, wie man aus Fig. 9 ersehen kann. Schliesslich werden der Stempel 45 und der Druckbalken 42 mit dem oberen Matrizenteil 44 aufwärts in ihre Ausgangsstellungen be­wegt, um die Pressform zu öffnen und das Herausnehmen des ferti­gen Kontaktstückes 20 zu ermöglichen.
  • Anstatt aus einem Metallstück 51 mit quadratischem Querschnitt kann das Kontaktstück 20 ebenso gut aus einem Metallstück mit rechteckigem oder rundem Querschnitt durch Fliesspressen erzeugt werden. In jedem Fall können gleichzeitig die Endpartien 21 und 22 nach Bedarf geformt werden, sei es als Wickelpfosten für die Wirewrap-Technik oder als Stecker oder sonstiges Verbindungs­glied.
  • Das in den Fig. 10 bis 12 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Einpresskontaktstückes 60 unterscheidet sich von jenem gemäss den Fig. 1 bis 3 lediglich durch eine etwas modifizierte Querschnittsform und durch geringere Abmessun­gen. Während das erste Ausführungsbeispiel des Kontaktstückes zum Einsetzen in eine Platinenbohrung mit einem Durchmesser von z.B. 1,0 ± 0,1 mm bestimmt ist, eignet sich das zweite Ausführungs­beispiel zum Einsetzen in eine Bohrung mit einem Durchmesser von z.B. 0,6 ± 0,05 mm. Die konstruktiven Einzelheiten des Kontakt­stückes 60 sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels 20 völlig analog und daher in den Fig. 10 bis 12 mit den gleichen Bezugs­zeichen bezeichnet wie in den Fig. 1 bis 3. Es erübrigt sich daher, nochmals näher darauf einzugehen. Auch die Herstellung des Kontaktstückes 60 erfolgt zweckmässig auf die gleiche Weise und mit einem ähnlichen Presswerkzeug wie mit Bezug auf die Fig. 6 bis 9 beschrieben wurde.
  • Beim Einführen der Einpresspartie 23 in eine Bohrung 36 einer Leiterplatte 37 werden die beiden U-Schenkel 24 elastisch nach­giebig gegeneinander gebogen, um dem Kontaktstück 60 den nötigen mechanischen Halt an der Leiterplatte zu verleihen. Wenn der Durchmesser der Bohrung 36 an der oberen Toleranzgrenze des Nenndurchmessers ist, nehmen die U-Schenkel 24 die in Fig. 13 veranschaulichten Lagen ein. Ist der Durchmesser der Bohrung 36 jedoch an der unteren Toleranzgrenze, so werden die U-Schenkel 24 stärker gegeneinander gebogen, etwa wie in Fig. 14 dargestellt ist.
  • Es kann gegebenenfalls zweckmässig sein, das für die Herstellung des Kontaktstückes 20 verwendete und in den Fig. 6 bis 9 gezeigte Presswerkzeug zu modifizieren, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Dem­ gemäss weist der untere Matrizenteil 43 an seiner dem oberen Matrizenteil 44 zugewandten Fläche zwei Vertiefungen 61 auf, die je in der Längsrichtung des Hohlraumes 47 verlaufen und mit letzterem kommunizieren. Wenn die Matrize 43, 44 geschlossen ist, bilden diese Vertiefungen 61 zusammen mit dem oberen Matri­zenteil 44 zwei nutenartige Ausnehmungen, die ermöglichen, dass jeweils in einer Endphase des Fliesspressvorganges ein Teil des Materials der Einpresspartie 23 seitlich in die durch die Ver­tiefungen 61 gebildeten Ausnehmungen ausweicht, nachdem der übrige Hohlraum 47 der Pressform mit Material vollständig gefüllt worden ist. Durch das seitlich ausweichende Material werden an der Einpresspartie 23 des herzustellenden Kontaktstückes zwei zusätzliche, in der Einpressrichtung des Kontaktstückes verlaufen Rippen 62 erzeugt, die von der Symmetrieebene 32 weg weisen und sich je etwa am Uebergang zwischen dem U-Steg 25 und einem der U-Schenkel 24 befinden. Durch geeignete Wahl der in der Bewe­gungsrichtung des Stempels 45 gemessenen Weite der durch die Vertiefungen 61 gebildeten Ausnehmungen lässt sich die resul­tierende Härte des fliessgepressten Materials des fertigen Kontaktstückes beeinflussen und den Erfordernissen der Praxis weitgehend anpassen.
  • Abweichend von Fig. 9 können die Vertiefungen 61 anstatt im unte­ren Matrizenteil 43 ebenso gut im oberen Matrizenteil 44 oder in beiden Matrizenteilen 43 und 44 vorhanden sein.

Claims (11)

1. Elektrisches Kontaktstück zum Einpressen in eine Bohrung einer elektrischen Leiterplatte, mit einer quer zur Einpressrich­tung federnd nachgiebigen Einpresspartie mit einem im wesentli­chen U-förmigen Querschnitt, der zwei elastisch biegsame Schenkel und einen diese miteinander verbindenden U-Steg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt der Einpresspartie (23) der U-Steg (25) eine die Dicke jedes U-Schenkels (24) übersteigende Dicke aufweist und an seiner von den U-Schenkeln abgewandten Aussenfläche (26) mit einer in der Einpressrichtung verlaufenden Rippe (27) versehen ist, und dass die ganze Querschnittsform der Einpresspartie des Kontaktstückes innerhalb eines gedachten Krei­ses (31) liegt, der sowohl eine Endfläche (29) der Rippe (27) als auch voneinander abgewandte Endflächenpartien (28) der beiden U-Schenkel (24) tangiert, welche vom gedachten Kreis (31) tangierten Flächen (28, 29) dazu bestimmt sind, beim Einpressen des Kontaktstückes in eine Bohrung in Anlage an der Innenwandung der Bohrung zu gelangen, wobei die Endpartien der beiden U-Schenkel (24) elastisch nachgiebig gegeneinander gebogen werden.
2. Kontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Anliegen an die Innenwandung der Bohrung bestimmten Flächen (28, 29) der beiden U-Schenkel (24) und der Rippe (28) frei von scharfen Kanten sind.
3. Kontaktstück nach Anspruch 1 oder 2, daddurch gekenn­zeichnet, dass der U-Steg (25) eine den beiden U-Schenkeln (24) zugewandte Innenfläche (30) aufweist, die wenigstens annähernd durch das Zentrum des gedachten Kreises (31) verläuft.
4. Kontaktstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresspartie (23) eine zwischen den beiden U-Schenkeln (24) und durch die Rippe (27) des U-Steges (25) verlaufende Symmetrieebene (32) aufweist.
5. Kontaktstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresspartie (23) zwei zusätzliche, je in der Ein­pressrichtung verlaufende Rippen (62) ohne scharfe Kanten aufweist, welche zusätzlichen Rippen (62) von der Symmetrie­ebene (32) der Einpresspartie weg weisen und sich je etwa in einem Bereich zwischen dem U-Steg (25) und einem der Schenkel (24) befinden.
6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakt­stückes zum Einpressen in eine Bohrung einer elektrischen Leiterplatte, mit einer quer zur Einpressrichtung federnd nachbiebigen Einpresspartie mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der zwei elastisch biegsame U-Schenkel und einen diese miteinander verbindenen U-Steg aufweist, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das man, ausgehend von einem stiftförmigen Metallstück (51) mit vollem rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt, die Einpresspartie (23) durch Fliesspressen in einer Pressform (43, 44, 45) erzeugt, die eine Matrize (43, 44) mit einem länglichen Hohlraum (47) zum Einlegen des stiftförmigen Metallstückes (51) sowie einen quer zur Längsrichtung des Hohlraumes (47) in diesen hinein und aus demselben heraus bewegbaren Stempel (45) aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Kontaktstückes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Pressform (43, 44, 45) verwendet, deren Hohlraum (47) und Stempel (45) symmetrisch sind in bezug auf eine gemeinsame Symmetrieebene (50), und dass man jeweils in einer Endphase des Fliesspressvorganges einem Teil des Materials der Einpresspartie (23) des Kontaktstückes erlaubt, quer zur Bewegungsrichtung des Stempels (45) in seitliche Ausnehmungen (61) der Matrize (34, 44) auszuweichen, nachdem beim Fliesspressvorgang der übrige Hohlraum (47) der Pressform (43, 44, 45) mit Material vollständig gefüllt worden ist, wobei die zusätzlichen Rippen (62) der Einpresspartie (23) gebildet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die in der Bewegungsrichtung des Stempels (45) gemessene Weite der Ausnehmungen (61) der Matrize (43, 44) entsprechend der gewünschten Härte des fliessgepressten Materials der fertigen Einpresspartie (23) des Kontaktstückes wählt.
9. Presswerkzeug zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ma­trize (43, 44) mit einem länglichen Hohlraum (47) zum Einlegen eines stiftförmigen Metallstückes (51) mit vollem rechtecki­ gen, quadratischen oder runden Querschnitt sowie einen quer zur Längsrichtung des Hohlraumes (47) in diesen hinein und aus dem­selben hinaus bewegbaren Stempel (45) aufweist.
10. Presswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­net, dass die Matrize (43, 44) aus zwei Teilen (43, 44) mit einander zugewandten Trennflächen besteht, die in der Längs­richtung des Hohlraumes (47) der Matrize verlaufen, und dass einer (44) der Teile der Matrize eine Führungsausnehmung (48) für den Stempel (45) aufweist und der andere Teil (43) der Matrize mit einer dem Stempel (45) gegenüberliegenden Nut (48) zum Formen der Rippe (27) am U-Steg (25) der Einpresspartie (23) des herzustellenden Kontaktstückes versehen ist.
11. Presswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, dass mindestens eine der Trennflächen der beiden Teile (43, 44) der Matrize Vertiefungen (61) aufweist, die zusammen mit dem andern der beiden Teile (43, 44) der Matrize je eine mit dem Hohlraum (47) der Matrize (43, 44) kommunizierende Ausnehmung bilden, die ermöglichen, dass jeweils in einer Endphase des Fliesspressvorganges ein Teil des Materials der Einpresspartie (23) seitlich in die durch die Vertiefungen (61) gebildeten Ausnehmungen ausweicht, nachdem der übrige Hohlraum der Pressform mit Material vollständig gefüllt worden ist.
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