EP2059978A1 - Einpressstift - Google Patents

Einpressstift

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Publication number
EP2059978A1
EP2059978A1 EP07787513A EP07787513A EP2059978A1 EP 2059978 A1 EP2059978 A1 EP 2059978A1 EP 07787513 A EP07787513 A EP 07787513A EP 07787513 A EP07787513 A EP 07787513A EP 2059978 A1 EP2059978 A1 EP 2059978A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
zone
fit pin
pin
fit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07787513A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronny Ludwig
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2059978A1 publication Critical patent/EP2059978A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to a press-fit pin for producing an electrical connection to a receiving a portion of the press-fitting pin, with an elastic, the electrical connection producing press-fit.
  • Injection pins of the type mentioned are known from the prior art. A press in poses in his
  • the press-in zone of the press-fit pin serves firstly as an electrical contact zone and secondly as a mechanical fastening of the press-fit pin to the printed circuit board.
  • the mechanical stability of this compound is primarily described by the folding force (hole loading force) of the press-in zone used. To ensure a high mechanical stability, this folding force must be correspondingly high. Due to technical limitations, too high a folding force of the press-fit zone on the press-in pin leads to lasting damage to a metallized hole in the printed circuit board. This effect increases with increasing number of press-fit pins due to the increasing scattering of the position or position of the individual press-fit pins relative to each other. Therefore, the selected folding force of the press-fit zone always represents a compromise between the mechanical stability and the quality, based on the known defect images. Disclosure of the invention
  • the press-in zone forms a first press-in zone, to which a second press-in zone axially adjoins, wherein the first press-in zone and the second press-fit zone
  • Einpresszone have a different spring behavior.
  • the first press-in zone thus acts mainly as an electrical contact zone, via which the electrical contact is made by the press-fit pin or by the press-fit pin associated electrical / electronic component to the circuit board.
  • the receptacle is designed as a plated-through hole and has a metallization. Due to the advantageous embodiment of the press-fit pin, additional security or fastening measures, such as, for example, pinching the printed circuit board between a housing and a housing cover with spring elements, can be dispensed with.
  • the press-in pin according to the invention is particularly inexpensive to produce.
  • first press-in zone and the second press-in zone each have a diagonal, perpendicular to the axial extent of the press-fit pin, which is larger than that of the
  • Receiving is formed, wherein advantageously the diagonal of the second press-in zone is formed at least as large as the diagonal of the first press-in zone, so that when press-fitting the press-in both press-in zones come into contact with the recording.
  • the press-in pin has an inherent elasticity, wherein advantageously the second press-in zone has a larger elastic deformation range than the first Press-fit zone.
  • the second press-in zone when inserted into the receptacle can be pressed together elastically and relax on exiting the receptacle due to their inherent elasticity and spring back to their original shape.
  • the second press-in zone thus acts as a rear grip on exiting the receptacle, so that the press-fit pin can not easily be detached from the receptacle of the printed circuit board.
  • At least one breakthrough is formed in the second press-fit zone of the press-fit pin, so that the
  • the press-in pin In the area of the second press-fit zone, the press-in pin is easier and, above all, more elastically deformable. As a result, the folding force (hole-loading force), ie the force required for compression, of the second press-in zone is reduced. This has the advantage that during the insertion process less transverse forces act on the recording, which could damage the receptacle or the circuit board, and that upon exiting the receptacle, the second press-in zone springs back into its original shape by itself.
  • the first press-in zone has a larger
  • the first press-in zone for this purpose has an outer contour which substantially corresponds to that of the receptacle, so that the largest possible contact surface is provided. The fact that the diagonal of the first press-in zone is greater than that of the receptacle, the first press-in zone is pressed into the receptacle.
  • the first press-in zone in the receptacle is at least partially plastically deformed.
  • the first press-in zone has a higher folding force and ensures a "clean" electrical connection, whereby the combination of the two press-in zones with different folding forces and elastic deformation areas results in a stable and strong Ensures secure connection, which is therefore also suitable for applications such as in the automotive sector, which is expected to strong vibrations and / or shocks.
  • the first press-in zone has a depression, which is advantageously formed axially, and permits, at least in part, plastic deformation of the press-fit pin on the first press-in zone.
  • the entire press-fit pin according to the invention can be shaped like a known press-fit pin of the prior art by a punching and bending tool, so that no additional manufacturing costs arise and the press-fit pin according to the invention can be produced almost cost-neutral to one of the prior art.
  • the second press-in zone has a larger diagonal than the first press-in zone. This reinforces the buttonhole effect and ensures a secure hold of the press-fit pin in the receptacle. Since the second press-in zone has a larger elastic deformation range and due to the breakthrough a lower folding force, pressing the press-fit pin into the receptacle is still possible without damaging the receptacle and / or the press-fit pin, with the force required for press-fitting in comparison to FIG The state of the art remains approximately the same.
  • the second press-in zone has a substantially teardrop-like contour, with its blunt end merging into the first press-in zone. This causes the press-fit pin to be easily inserted and, as soon as the second press-in zone springs back to its original shape, it is difficult to remove it again.
  • FIG. 1 shows a press-in pin according to the invention in one
  • FIG. 3 shows a cross section through the first press-in zone
  • FIG. 4 shows the press-in pin with a contact surface
  • Figure 5 shows the press-in pin in a receptacle
  • Figure 6 is a folding force / Faltweg diagram of the injection pin.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a press-fit pin 1 according to the invention in a plan view.
  • the press-fit pin 1 has a coming from an electrical / electronic component neck 3, which merges into a first press-in zone 4, wherein the press-in zone 4 is formed wider than the neck 3. Die
  • Press-in zone 4 has a substantially rectangular contour.
  • a second press-in zone 5 connects axially, which has a drop-like outer contour, wherein a diagonal of the press-in zone 5, or a width of the press-in zone 5, perpendicular to the longitudinal extension of the press-fit pin 1 is formed larger than a diagonal or width of the Press-in zone 4.
  • the second press-in zone 5 passes over at its end opposite the press-in zone 4 into a tip 6.
  • the second press-in zone 5 has an opening 7, which has a substantially teardrop-shaped contour that essentially corresponds to the outer contour of the second press-in zone 5.
  • the press-fit pin 1 has an edge region 8 which encloses the first press-in zone 4 and the second press-in zone 5 and merges in each case into the neck 3 and into the tip 6.
  • FIG. 2 shows a section through the press-fit pin 1 along the line AA in the press-in zone 5.
  • the bevels 9 lead from a front side of the press-fit pin 1 or from the edge region 8 to the opening 7.
  • the injection pin 1 perpendicular to its longitudinal extent has an approximately rectangular outer contour.
  • FIG. 3 shows the cross section through the first press-in zone 4 along a line B-B from FIG. 1.
  • the bevels 10 form a funnel-like depression 11 with a bottom surface 12, which is also referred to as a web.
  • the second press-in zone 5 has a large elastic deformation area through the opening 7 and the steep slopes 9. This means that in the region of the press-in zone 5, the press-fit pin 1 can easily be deformed far elastically, wherein it is compressed perpendicular to its longitudinal extent in the direction of the arrows 13, as shown in FIG.
  • the first press-in zone 4 has a smaller elastic deformation area, so that it is plastically deformed earlier as the second press-in zone 5 when forces act in the direction of the arrows 13.
  • FIG. 4 shows the press-in pin 2 from the preceding figures in an exemplary embodiment with a contact surface 14.
  • the press-fit pin 1 is arranged in a housing 15 which, for example, belongs to a housing of an electrical / electronic component, such that the press-fit pin 1 engages its press-in zones 4 and 5 is located substantially outside the housing 15.
  • the neck 3 of the press-fit pin 1 passes at its end opposite the first press-in zone 4 into a holding region 16 which is in contact with the housing 15.
  • the contact surface 14 is formed perpendicular to the longitudinal extension of the press-fit pin 1.
  • the housing is advantageously made of plastic.
  • FIG. 5 shows the press-fit pin 1 from FIG. 4 with the contact surface 14 in the installed state on a printed circuit board 17.
  • the printed circuit board 17 has an opening 18 as a receptacle, which is designed as a plated-through hole 19. For this purpose, the opening 18 and a region near the opening 18 on the top 21 and the bottom 22 of the circuit board 17 on a metallization 22. If the press-fit pin 1 is inserted into the opening 18 of the printed circuit board 17 in the direction of the arrow 23 shown in FIG. 4, the tip 16 initially centers the press-fit pin 1 in the opening 18. When the push-in pin 5 is pushed further, the press-fit zone 5 of the press-fit pin 1 is compressed, since the diagonal the press-in zone 5 is larger than that of the opening 18 is formed. Due to the design of the press-in zone 5, the press-fit pin 1 is elastically deformed in the region of the press-in zone 5, so that when the press-in zone 5 leaves the opening 18 it springs back into its original shape.
  • the press-in zone 5 is wider than the opening 18 and drop-shaped, creates the so-called buttonhole effect, so that the press-fit pin 1 not readily from the Opening 18 of the circuit board 17 can be pulled out again (in the direction opposite to the arrow 23) and is held in a form-fitting manner on the circuit board 17. Since the press-fit pin 1 is deformed only elastically in the region of the press-in zone 5, it has a low folding force in this area, the folding force being the force necessary to deform the press-in zone 5. This has the advantage that act on the metallization 22 of the opening 18 during mating only small lateral forces that cause no damage.
  • the press-in zone 4 has a higher folding force than that due to its geometric design
  • Press-in zone 5 and a smaller elastic deformation range Since it advantageously also has a diagonal which is larger than that of the receptacle or the opening 18, it is deformed beyond its elastic range into the plastic deformation area and thus ensures a secure electrical connection from the press-fit pin 1 to the metallization 18 or
  • the press-in zones 4 and 5 thus together ensure a secure electrical connection and a stable hold of the press-fit pin 1 on the printed circuit board 17. Due to the advantageous teardrop-shaped contour of the press-in zone 5 for insertion a smaller force in the direction of arrow 23 is necessary than for Pull out.
  • the contact surface 14 of the housing 15 prevents "slipping" of the press-fit pin 1 through the printed circuit board 17.
  • the contact surface 14 is arranged so that the press-in pin 1 is held under a bias in the opening 18. Due to the stable mechanical connection can be dispensed with costly special measures. In addition, the mechanical connection thus realized is suitable for applications in which strong vibrations and / or shocks are to be expected, such as in the automotive sector. A compromise between mechanical strength and electrical connection, which would have to be made when using a single press-in zone, is eliminated and the press-in zones 4 and 5 can be optimally adapted. In comparison to one Press-in pin with a press-in zone, the advantageous press-fit pin 1 can be produced almost cost-neutral, since only the shape of the punching and bending tool for the production of the press-fit pin 1 must be adjusted.
  • FIG. 6 shows an exemplary folding force / folding path diagram 24, in which a folding force 25 is plotted over a folding path 26 of the press-in zones 4 and 5.
  • a curve 27 is shown, which represents the theoretical Faltkraftverlauf over the Faltweg the second press-in zone 5.
  • the curve begins at the origin point 28 of the diagram and initially runs as an idealized straight line, which corresponds to the Hook's straight line for the press-in zone 5, and increases with increasing folding path 26 up to a value 29. From the value 29, the slope of the curve 27 decreases.
  • a second curve 30 represents the Faltkraft- / Faltwegverlauf the first press-in zone 4. Since the press-in zone 4 is deformed after the press-in zone 5 of the opening 18 and formed narrower than the press-in zone 5, the curve 30 begins at a later value 31 the Faltwegachse 26 and runs much steeper than the curve 27 to a value 32, which is still before the value 29, as an idealized (Hooke) straight line before the slope decreases.
  • the regions between the values 28 and 29 or 31 and 32 respectively represent the elastic deformation region of the press-in zones 4 and 5.
  • the solid curve 33 represents the resulting idealized folding force curve of the two press-in zones 4 and 5 via the folding path 26 geometric configuration of the press-in zones, the second press-in zone 5 has a larger elastic deformation area 43 than the first press-in zone 4 (35). Moreover, the necessary folding force for deforming the press-in zone 5 is lower than that of the press-in zone 4, so that the metallization 22 of the opening 18 is not damaged during mating.
  • the nominal resulting folding force of the two Einpresszonen 4 and 5 corresponds to the value 36, with a final hole diameter of the opening 18 with the value 37.
  • the press-in zone 5 is deformed to the extent that its plastic deformation range is not reached, so that the press-in zone 5 upon returning from the opening 18 springs back into its original shape.

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Einpressstift zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einer einen Abschnitt des Einpressstifts aufnehmenden Aufnahme, mit einer elastischen, die elektrische Verbindung herstellenden Einpresszone. Es ist vorgesehen, dass die Einpresszone eine erste Einpresszone (4) bildet, an die sich eine zweite Einpresszone (5) axial anschließt, wobei die erste Einpresszone (4) und die zweite Einpresszone (5) ein unterschiedliches Federverhalten aufweisen.

Description

Beschreibung
Titel Einpressstift
Die Erfindung betrifft einen Einpressstift zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einer einen Abschnitt des Einpressstifts aufnehmenden Aufnahme, mit einer elastischen, die elektrische Verbindung herstellenden Einpresszone.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Einpressstifte der eingangs genannten Art bekannt. Ein Einpressstift stellt in seiner
Grundfunktion eine lötfreie elektrische Verbindung, beispielsweise zwischen einer Leiterplatte und einem Steckerkontakt, her. Die Einpresszone des Einpressstiftes dient dabei zum einen als elektrische Kontaktzone und zum anderen als mechanische Befestigung des Einpressstiftes an der Leiterplatte. Die mechanische Stabilität dieser Verbindung wird in erster Linie durch die Faltkraft (Lochlaibungskraft) der verwendeten Einpresszone beschrieben. Um eine hohe mechanische Stabilität zu gewährleisten, muss diese Faltkraft entsprechende hoch sein. Aufgrund technischer Grenzen führt eine zu hohe Faltkraft der Einpresszone am Einpressstift zu einer nachhaltigen Beschädigung einer metallisierten Bohrung in der Leiterplatte. Diese Effekt verstärkt sich mit zunehmender Anzahl der Einpressstifte aufgrund der größer werdenden Streuung der Lage beziehungsweise Position der einzelnen Einpressstifte zueinander. Daher stellt die gewählte Faltkraft der Einpresszone immer einen Kommpromis zwischen der mechanischen Stabilität und der Qualität, bezogen auf die bekannten Fehlerbilder, dar. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Einpresszone eine erste Einpresszone bildet, an die sich eine zweite Einpresszone axial anschließt, wobei die erste Einpresszone und die zweite
Einpresszone ein unterschiedliches Federverhalten aufweisen. So ist vorteilhafterweise das Federverhalten der ersten Einpresszone für eine optimale elektrische Kontaktierung und das Federverhalten der zweiten Einpresszone für einen optimalen Halt ausgebildet. Die erste Einpresszone wirkt somit hauptsächlich als elektrische Kontaktzone, über die der elektrische Kontakt von dem Einpressstift beziehungsweise von dem dem Einpressstift zugehörigen elektrischen/elektronischen Bauelement zu der Leiterplatte hergestellt wird. Vorteilhafterweise ist die Aufnahme dabei als eine Durchkontaktierung ausgebildet und weist eine Metallisierung auf. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Einpressstifts kann auf zusätzliche Sicherheits- beziehungsweise Befestigungsmaßnahmen, wie zum Beispiel ein Einklemmen der Leiterplatte zwischen einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel mit Federelementen, verzichtet werden. Zudem ist der erfindungsgemäße Einpressstift besonders kostengünstig herstellbar.
Zweckmäßigerweise weisen die erste Einpresszone und die zweite Einpresszone jeweils eine Diagonale, senkrecht zur axialen Erstreckung des Einpressstiftes, auf, die größer als die der
Aufnahme ausgebildet ist, wobei vorteilhafterweise die Diagonale der zweiten Einpresszone mindestens so groß wie die Diagonale der ersten Einpresszone ausgebildet ist, sodass beim Einpressen des Einpressstiftes beide Einpresszonen mit der Aufnahme in Kontakt treten.
Damit der Einpressstift in beziehungsweise durch die Aufnahme gesteckt werden kann, weist der Einpressstift eine Eigenelastizität auf, wobei vorteilhafterweise die zweite Einpresszone einen größeren elastischen Verformungsbereich aufweist als die erste Einpresszone. So kann die zweite Einpresszone beim Einführen in die Aufnahme elastisch zusammen gedrückt werden und beim Austreten aus der Aufnahme aufgrund ihrer Eigenelastizität wieder entspannen und in ihre Ausgangsform zurückfedern. Die zweite Einpresszone wirkt somit beim Austreten aus der Aufnahme als Hintergriff, sodass sich der Einpressstift nicht ohne Weiteres von der Aufnahme der Leiterplatte lösen lässt.
Vorteilhafterweise ist in der zweiten Einpresszone des Einpressstifts mindestens ein Durchbruch ausgebildet, sodass sich der
Einpressstift im Bereich der zweiten Einpresszone leichter und vor allem weiter elastisch verformen lässt. Dadurch wird die Faltkraft (Lochlaibungskraft), also die zum Zusammendrücken notwendige Kraft, der zweiten Einpresszone verringert. Dies hat den Vorteil, dass beim Einsteckvorgang weniger Querkräfte auf die Aufnahme wirken, die die Aufnahme beziehungsweise die Leiterplatte beschädigen könnten, und dass beim Austreten aus der Aufnahme die zweite Einpresszone von selbst wieder in ihre Ausgangsform zurückfedert.
Zeckmäßigerweise weist die erste Einpresszone eine größere
Diagonale als die Aufnahme auf, sodass die erste Einpresszone in der Aufnahme vorgespannt ist und einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen dem Einpressstift und der Aufnahme gewährleistet. Vorteilhafterweise weist die erste Einpresszone dazu eine äußere Kontur auf, die im Wesentlichen der der Aufnahme entspricht, sodass eine möglichst große Kontaktfläche gegeben ist. Dadurch dass die Diagonale der ersten Einpresszone größer ist als die der Aufnahme, wird die erste Einpresszone in die Aufnahme gepresst.
Vorteilhafterweise ist die erste Einpresszone in der Aufnahme zumindest teilweise plastisch verformt. So weist die erste Einpresszone eine höhere Faltkraft auf und gewährleistet eine „saubere" elektrische Verbindung. Hierbei wird durch die Kombination der zwei Einpresszonen mit unterschiedlichen Faltkräften und elastischen Verformungsbereichen eine stabile und sichere Verbindung gewährleistet, die somit auch tauglich für Anwendungen, wie zum Beispiel im Automobilbereich, ist, bei denen mit starken Vibrationen und/oder Stößen zu rechnen ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Einpresszone eine Vertiefung auf, die vorteilhafterweise axial ausgebildet ist, und eine, zumindest teilweise, plastische Verformung des Einpressstifts an der ersten Einpresszone erlaubt. Der gesamte erfindungsgemäße Einpressstift kann wie ein bekannter Einpressstift aus dem Stand der Technik durch ein Stanz-Biegewerkzeug geformt werden, sodass hierbei keine zusätzlichen Herstellungskosten entstehen und der erfindungsgemäße Einpressstift nahezu kostenneutral zu einem aus dem Stand der Technik hergestellt werden kann.
Vorteilhafterweise weist die zweite Einpresszone eine größere Diagonale als die erste Einpresszone auf. Dadurch wird der Knopfloch-Effekt verstärkt und ein sicherer Halt des Einpressstiftes in der Aufnahme gewährleistet. Da die zweite Einpresszone einen größeren elastischen Verformungsbereich und aufgrund des Durchbruchs eine geringere Faltkraft aufweist, ist ein Einpressen des Einpressstiftes in die Aufnahme weiterhin problemlos möglich, ohne dass die Aufnahme und/oder der Einpressstift beschädigt werden, wobei die zum Einpressen notwendige Kraft im Vergleich zum Stand der Technik in etwa gleich bleibt.
Vorteilhafterweise weist die zweite Einpresszone eine im Wesentlichen tropfenartige Kontur auf, wobei ihr stumpfes Ende in die erste Einpresszone übergeht. Dies bewirkt, dass der Einpressstift leicht eingesteckt und, sobald die zweite Einpresszone in ihre Ausgangsform zurückgefedert ist, nur schwer wieder herausgezogen werden kann. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die folgenden Zeichnungen sollen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels verdeutlichen, und zwar zeigen:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Einpressstift in einer
Draufsicht, Figur 2 einen Querschnitt durch die zweite Einpresszone,
Figur 3 einen Querschnitt durch die erste Einpresszone,
Figur 4 den Einpressstift mit einer Anlagefläche,
Figur 5 den Einpressstift in einer Aufnahme und
Figur 6 ein Faltkraft/Faltweg-Diagramm des Einpressstifts.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einpressstifts 1 in einer Draufsicht. Der Einpressstift 1 weist einen von einem elektrischen/elektronischen Bauelement kommenden Hals 3 auf, der in eine erste Einpresszone 4 übergeht, wobei die Einpresszone 4 breiter ausgebildet ist als der Hals 3. Die
Einpresszone 4 weist dabei eine im Wesentlichen rechteckförmige Kontur auf. An die erste Einpresszone 4 schließt sich axial eine zweite Einpresszone 5 an, die eine tropfenenartige Außenkontur aufweist, wobei eine Diagonale der Einpresszone 5, beziehungsweise eine Breite der Einpresszone 5, senkrecht zur Längserstreckung des Einpressstiftes 1 größer ausgebildet ist, als eine Diagonale beziehungsweise Breite der Einpresszone 4. Die zweite Einpresszone 5 geht dabei an ihrem der Einpresszone 4 gegenüberliegenden Ende in eine Spitze 6 über. Die zweite Einpresszone 5 weist einen Durchbruch 7 auf, der eine im Wesentlichen tropfenförmige Kontur aufweist, die der Außenkontur der zweiten Einpresszone 5 im Wesentlichen entspricht. Der Einpressstift 1 weist einen Randbereich 8 auf, welcher die erste Einpresszone 4 und die zweite Einpresszone 5 umschließt und jeweils in den Hals 3 und in die Spitze 6 übergeht.
Wie in den Figuren 2 und 3 in jeweils einem Querschnitt dargestellt, sind in den Einpresszonen 4 und 5 jeweils Schrägen 9 und 10 ausgebildet, die von dem Randbereich 8 in den mittleren Bereich des Einpressstiftes 1 führen. Die Figur 2 stellt dabei einen Schnitt durch den Einpressstift 1 entlang der Linie A-A in der Einpresszone 5 dar. Die Schrägen 9 führen dabei von einer Vorderseite des Einpressstiftes 1 beziehungsweise vom Randbereich 8 zu dem Durchbruch 7. In dieser Darstellung ist außerdem zu erkennen, dass der Einpressstift 1 senkrecht zu seiner Längserstreckung eine etwa rechteckförmige Außenkontur aufweist. Durch die Blickrichtung des in der Figur 2 dargestellten Querschnitts sind außerdem die Schrägen 10 der ersten Einpresszone 4 zu sehen, die weniger steil ausgebildet sind. Die Figur 3 zeigt den Querschnitt durch die erste Einpresszone 4 entlang einer Linie B-B aus der Figur 1. Im Bereich der Einpresszone 4 bilden die Schrägen 10 eine trichterartige Vertiefung 11 mit einer Bodenfläche 12, die auch als Steg bezeichnet wird.
Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der beiden Einpresszonen 4 und 5 weisen diese ein unterschiedliches Verhalten auf. Die zweite Einpresszone 5 weist durch den Durchbruch 7 und die steilen Schrägen 9 einen großen elastischen Verformungsbereich auf. Das heißt, dass im Bereich der Einpresszone 5 der Einpressstift 1 problemlos weit elastisch verformt werden kann, wobei er senkrecht zu seiner Längserstreckung in Richtung der Pfeile 13 zusammengedrückt wird, wie in Figur 2 dargestellt. Die erste Einpresszone 4 dagegen, weist einen kleineren elastischen Verformungsbereich auf, sodass diese früher plastisch verformt wird als die zweite Einpresszone 5, wenn Kräfte in Richtung der Pfeile 13 wirken.
Die Figur 4 zeigt den Einpressstift 2 aus den vorhergehenden Figuren in einem Ausführungsbeispiel mit einer Anlagefläche 14. Der Einpressstift 1 ist dabei in einem Gehäuse 15, welches beispielsweise zu einem Gehäuse eines elektrischen/elektronischen Bauteils gehört, so angeordnet, dass sich der Einpressstift 1 mit seinen Einpresszonen 4 und 5 im Wesentlichen außerhalb des Gehäuses 15 befindet. Der Hals 3 des Einpressstifts 1 geht dabei an seinem der ersten Einpresszone 4 gegenüberliegenden Ende in einen Haltebereich 16 über, der mit dem Gehäuse 15 in Kontakt steht. Die Anlagefläche 14 ist dabei senkrecht zur Längserstreckung des Einpressstiftes 1 ausgebildet. Das Gehäuse ist vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt.
Die Figur 5 zeigt den Einpressstift 1 aus der Figur 4 mit der Anlagefläche 14 im montierten Zustand an einer Leiterplatte 17. Die Leiterplatte 17 weist als Aufnahme eine Öffnung 18 auf, die als Durchkontaktierung 19 ausgebildet ist. Dazu weist die Öffnung 18 und ein Bereich nahe der Öffnung 18 auf der Oberseite 21 und der Unterseite 22 der Leiterplatte 17 eine Metallisierung 22 auf. Wird der Einpressstift 1 in Richtung des in Figur 4 dargestellten Pfeils 23 in die Öffnung 18 der Leiterplatte 17 gesteckt, so zentriert zunächst die Spitze 16 den Einpressstift 1 in der Öffnung 18. Beim Weiterschieben wird die Einpresszone 5 des Einpressstiftes 1 zusammengedrückt, da die Diagonale der Einpresszone 5 größer als die der Öffnung 18 ausgebildet ist. Aufgrund der Gestaltung der Einpresszone 5 wird der Einpressstift 1 im Bereich der Einpresszone 5 elastisch verformt, sodass beim Austreten der Einpresszone 5 aus der Öffnung 18 diese wieder in ihre Ausgangsform zurückfedert.
Dadurch, dass die Einpresszone 5 breiter als die Öffnung 18 und tropfenförmig ausgebildet ist, entsteht der sogenannte Knopfloch- Effekt, sodass der Einpressstift 1 nicht ohne Weiteres aus der Öffnung 18 der Leiterplatte 17 wieder herausgezogen werden kann (in der dem Pfeil 23 entgegengesetzten Richtung) und formschlüssig an der Leiterplatte 17 gehalten wird. Da der Einpressstift 1 im Bereich der Einpresszone 5 lediglich elastisch verformt wird, weist er in diesem Bereich eine geringe Faltkraft auf, wobei die Faltkraft die Kraft ist, die nötig ist, um die Einpresszone 5 zu verformen. Dies hat den Vorteil, dass auf die Metallisierung 22 der Öffnung 18 beim Zusammenstecken nur geringe Querkräfte wirken, die keinerlei Beschädigung verursachen. Die Einpresszone 4 besitzt aufgrund ihrer geometrischen Gestaltung eine höhere Faltkraft als die
Einpresszone 5 und einen kleineren elastischen Verformungsbereich. Da sie vorteilhafterweise ebenfalls eine Diagonale aufweist, die größer als die der Aufnahme beziehungsweise der Öffnung 18 ausgebildet ist, wird sie über ihren elastischen Bereich hinaus bis in den plastischen Verformungsbereich verformt und gewährleistet somit eine sichere elektrische Verbindung von dem Einpressstift 1 zu der Metallisierung 18 beziehungsweise der Leiterplatte 17. Die Einpresszonen 4 und 5 gewährleisten somit zusammen eine sichere elektrische Verbindung und einen stabilen Halt des Einpressstifts 1 an der Leiterplatte 17. Durch die vorteilhafte tropfenförmige Kontur der Einpresszone 5 ist zum Einstecken eine geringere Kraft in Richtung des Pfeils 23 notwendig als zum Herausziehen. Die Anlagefläche 14 des Gehäuses 15 verhindert ein "Durchrutschen" des Einpressstiftes 1 durch die Leiterplatte 17. Vorteilhafterweise ist die Anlagefläche 14 so angeordnet, dass der Einpressstift 1 unter einer Vorspannung in der Öffnung 18 gehalten wird. Durch die stabile mechanische Verbindung kann auf kostenintensive Sondermaßnahmen verzichtet werden. Darüber hinaus ist die so realisierte mechanische Verbindung tauglich für Anwendungsbereiche in denen starke Vibrationen und/oder Stöße zu erwarten sind, wie zum Beispiel im Automobilbereich. Ein Kompromiss zwischen mechanischer Festigkeit und elektrischer Anbindung, der bei Verwendung einer einzigen Einpresszone getroffen werden müsste, entfällt und die Einpresszonen 4 und 5 können optimal angepasst werden. Im Vergleich zu einem Einpressstift mit einer Einpresszone kann der vorteilhafte Einpressstift 1 nahezu kostenneutral hergestellt werden, da lediglich die Form des Stanz-Biegewerkzeuges zur Erstellung des Einpressstiftes 1 angepasst werden muss.
Die Figur 6 zeigt ein beispielhaftes Faltkraft-/Faltwegdiagramm 24, bei dem eine Faltkraft 25 über einen Faltweg 26 der Einpresszonen 4 und 5 aufgetragen ist. Im dem Diagramm 24 ist eine Kurve 27 dargestellt, die den theoretischen Faltkraftverlauf über den Faltweg der zweiten Einpresszone 5 darstellt. Die Kurve beginnt im Ursprungspunkt 28 des Diagramms und verläuft zunächst als idealisierte Gerade, die der Hookschen Geraden für die Einpresszone 5 entspricht, und steigt mit zunehmenden Faltweg 26 bis zu einem Wert 29 an. Ab dem Wert 29 nimmt die Steigung der Kurve 27 ab.
Eine zweite Kurve 30 stellt den Faltkraft-/Faltwegverlauf der ersten Einpresszone 4 dar. Da die Einpresszone 4 erst nach der Einpresszone 5 von der Öffnung 18 verformt wird und schmaler ausgebildet ist als die Einpresszone 5, beginnt die Kurve 30 zu einem späteren Wert 31 auf der Faltwegachse 26 und verläuft wesentlich steiler als die Kurve 27 bis zu einem Wert 32, der noch vor dem Wert 29 liegt, als idealisierte (Hooksche) Gerade, bevor die Steigung abnimmt. Die Bereiche zwischen den Werten 28 und 29 beziehungsweise 31 und 32 stellen jeweils den elastischen Verformungsbereich der Einpresszonen 4 und 5 dar. Die durchgezogene Kurve 33 stellt den resultierenden, idealisiert dargestellten, Faltkraftverlauf der beiden Einpresszonen 4 und 5 über den Faltweg 26 dar. Durch die geometrische Ausgestaltung der Einpresszonen weist die zweite Einpresszone 5 einen größeren elastischen Verformungsbereich 43 als die erste Einpresszone 4 (35) auf. Darüber hinaus ist die nötige Faltkraft zum Verformen der Einpresszone 5 niedriger als die der Einpresszone 4, sodass die Metallisierung 22 der Öffnung 18 beim Zusammenstecken nicht beschädigt wird. Die nominal resultierende Faltkraft der beiden Einpresszonen 4 und 5 entspricht dabei dem Wert 36, bei einem Endlochdurchmesser der Öffnung 18 mit dem Wert 37.
Die Einpresszone 5 wird dabei soweit verformt, dass ihr plastischer Verformungsbereich nicht erreicht wird, sodass die Einpresszone 5 beim Austreten aus der Öffnung 18 wieder in ihre Ausgangsform zurückfedert.

Claims

Ansprüche
1. Einpressstift zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einer einen Abschnitt des Einpressstifts aufnehmenden Aufnahme, mit einer elastischen, die elektrische Verbindung herstellenden Einpresszone, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresszone eine erste Einpresszone (4) bildet, an die sich eine zweite Einpresszone (5) axial anschließt, wobei die erste Einpresszone (4) und die zweite Einpresszone (5) ein unterschiedliches Federverhalten aufweisen.
2. Einpressstift nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einpresszone (4) und die zweite Einpresszone (5) jeweils eine größere Diagonale als die Aufnahme (18) aufweisen.
3. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagonale der zweiten Einpresszone (5) mindestens so groß wie die Diagonale der ersten Einpresszone (4) ausgebildet ist.
4. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einpresszone (5) einen größeren elastischen Verformungsbereich als die erste Einpresszone (4) aufweist.
5. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einpresszone (5) mindestens einen Durchbruch aufweist.
6. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einpresszone (4) in der Aufnahme (18) zumindest teilweise plastisch verformt ist.
7. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einpresszone (4) mindestens eine Vertiefung (11 ) aufweist.
8. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einpresszone (5) eine größere Diagonale als die erste Einpresszone (4) aufweist.
9. Einpressstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einpresszone (5) im Wesentlichen tropfenförmig ausgebildet ist.
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