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EP 0 152 769 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.11.1987 Patentblatt 1987/46 |
(22) |
Anmeldetag: 18.01.1985 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: H01R 9/09 |
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Kontaktstift für elektronische Bauteile, insbesondere Leiterplatten
Contact pin for electronic components, especially printed-circuit boards
Broche de connexion pour composants électroniques, particulièrement circuits imprimés
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR IT LI NL SE |
(30) |
Priorität: |
16.02.1984 DE 8404681 U
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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28.08.1985 Patentblatt 1985/35 |
(71) |
Anmelder: Guglhör, Magdalena |
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D-8959 Buching (DE) |
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Erfinder: |
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- Guglhör, Bernhard
D-8959 Buching (DE)
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Vertreter: Bockhorni, Josef, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte
Herrmann-Trentepohl
Grosse - Bockhorni & Partner,
Forstenrieder Allee 59 81476 München 81476 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktstift für elektronische Bauteile, insbesondere
Leiterplatten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
[0002] Kontaktstifte werden in erheblichen Mengen für die Herstellung elektronischer Bauteile
verwendet, insbesondere für Leiterplatten, in deren Öffnungen die Kontaktstifte eingesteckt
werden.
[0003] Um einen festen Sitz der Kontaktstifte in den entsprechenden Öffnungen der Leiterplatte
zu gewährleisten, ist es bekannt, die Kontaktstifte mittels Schwallöten zu befestigen.
Jedoch ist der Lötvorgang vergleichsweise aufwendig und erschwert die Lötverbindung
ein Herausnehmen der Steckerstifte, falls dies aus Reparaturgründen erforderlich ist.
Der wesentliche Nachteil einer Schwallötebefestigung besteht allerdings in der damit
einhergehenden Erwärmung der Leiterplatte, was zu Schädigungen, insbesondere Verwerfungen,
der Leiterplatte führen kann.
[0004] Um diese Nachteile zu beheben, ist man auf den Einsatz von Kontaktstiften übergegangen,
die einen durch einen Prägevorgang hergestellten Sitzabschnitt aufweisen, über welchen
sie in der entsprechenden Öffnung in der Leiterplatte verankert sind. Bei einem bekannten
Kontaktstift dieser Bauart (US-PS 3 824 554) sind durch zwei in den Drahtquerschnitt
eingebrachte Längsnuten zwei Außenabschnitte begrenzt, die spitze Außenkanten aufweisen,
mit denen sich der Kontaktstift in den Rand der Öffnungen fqstkrallt. Die Verankerung
wird im wesentlichen durch die beim Einpressen infolge elastischer Verformung der
Außenabschnitte aufgebauten Rückstellkräfte bewirkt, die zur Folge haben, daß sich
der Kontaktstift im Sitzabschnitt mit den Außenkanten der beiden Außenabschnitte in
die Öffnungswand der Leiterplatte einkrallt. Infolge der elastischen Verformung der
Außenabschnitte nach hinten ist ein Ausgleich von Toleranzabweichungen möglich. Derartige
Kontaktstifte mit flexiblem Sitzabschnitt besitzen gegenüber den starr durch Schwallöten
befestigten Kontaktstiften Vorteile, so daß sie sehr weite Anwendung gefunden haben.
Allerdings ergeben sich aufgrund der innewohnenden Flexibilität Schwierigkeiten für
die Berechnung der Stärke des Preßsitzes, welche sich nicht zuverlässig vorausbestimmen
läßt.
[0005] Schließlich ist ein Kontaktstift bekannt (EP-A-5 356 = US-A-4 274 699), bei dem eine
zentrale stegartige Stauchungszone zwei Außenabschnitte miteinander verbindet, welche
zur Anlage an den Rand der Leiterplattenöffnung dienen. Beim Einpressen des Kontaktstifts
soll im wesentlichen eine plastische Verformung im Bereich der Stauchungszone bewirkt
werden.
[0006] Hierzu ist der zentrale Steg vergleichweise schmal ausgebildet. Bei der Verformung
infolge des Einpressens des Stifts in die entsprechende Leiterplattenöffnung kommt
es zu einem seitlichen Falten bzw. Ausknicken des Stegs, wodurch es jedoch nicht zu
einer überwiegend plastischen Verformung, vielmehr zu einer Verformung mit einem wesentlichen
elastischen Anteil und damit zum Aufbau entsprechend großer elastischer Rückstellkräfte
kommt. Durch dieses seitliche Falten bzw. Ausbiegen des Stegs kann der Stift zumindest
in gewissem Umfang wieder in seine Ausgangsstellung federn, falls er wieder aus der
Leiterplattenöffnung entnommen wird. Im Extremfall kann der Kontaktstift bei entsprechender
Belastung über die Schergrenze hinaus im Stegbereich scheren, so daß sich im Sitzabschnitt
zwei voneinander getrennte Schenkel bilden, die wiederum einen Halt des Kontaktstifts
innerhalb der Leiterplattenöffnung durch elastische Rückstellkräfte bewirken. Der
Nachteil des bekannten Kontaktstifts ist somit darin zu sehen, daß eine definierte
plastische Verformung nicht stattfinden kann, vielmehr ein wesentlicher Anteil an
elastischen Rückstellkräften nach dem Einpressen vorhanden ist und sich infolge des
seitlichen Ausbiegens bzw. Ausknickens des Stegs beim Einpressen zuverlässige Aussagen
über die Stärke des Preßsitzes nicht machen lassen.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kontaktstift zu schaffen, der eine kontrollierte
Stauchung ohne seitliches Ausknicken beim Einpreßvorgang und damit eine stabilisierte
Stauchung ermöglicht.
[0008] Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen
Merkmale gelöst.
[0009] Nach Maßgabe der Erfindung ist der Steg mit seitlichen Verdickungen versehen, wodurch
beim Einpressen des Kontaktstifts und der dabei erfolgenden plastischen Verformung
ein seitliches Ausweichen des Materials innerhalb der Stauchungszone ausgeschlossen
ist. Vielmehr wird die Deformation in die Mittelzone des Kontaktstifts, also in die
Stauchungszone, stabilisiert, indem das Material radial in die Mitte des Kontaktstifts,
also in die Stauchungszone, verdrängt wird. Die Außenabschnitte werden hierbei nicht
verformt, sie werden vielmehr in Richtung einer gleichbleibenden Achse radial zur
Achse des Kontaktstiftes zusammengedrückt und damit keiner Deformation bzw. Biegung
unterworfen. Es erfolgt somit im wesentlichen eine Reduzierung der radialen Länge
des Kontaktstifts im Sitzabschnitt quer zur eigentlichen Längsachse des Kontaktstiftes.
Das Material sammelt sich hierbei im wesentlichen innerhalb des Stegbereiches, der
zu einer balligen Kugel zusammengedrückt wird.
[0010] In vorteilhafter Weise ist die Verdickung ballig geformt, insbesondere kreissegmentförmig.
[0011] In vorteilhafter Weise sind die Verdickungen nur abschnittsweise über die Länge des
Sitzabschnitts vorgesehen und durch verdickungsfreie Abschnitte unterbrochen. Dadurch
kann in vorteilhafter Weise die für die Stauchung beim Einpressen erforderliche Kraft
reguliert werden.
[0012] Nach Maßgabe der Erfindung kommt es also zu einer kontrollierten und stabilisierten
plastischen Verformung des Steges, wobei der Kontaktstift nach dem Einpreßvorgang
infolge dieser Verformung fest und starr innerhalb der entsprechenden Leiterplattenöffnung
sitzt. Durch die plastische Materialumformung in der Stauchungszone können Toleranzunterschiede
ohne weiteres kompensiert werden. Die Stauchungszone schließt ein weitergehendes Zurückweichen
der Anlageabschnitte des Sitzabschnittes aus, wie es bei Kontaktstiften mit einem
größeren Anteil an elastischer Verformung der Fall ist.
[0013] Aufgrund der abgerundeten Außenkanten der Außenabschnitte wird eine Verformung im
Kontaktbereich zwischen dem Kontaktstift und der Leiterplattenöffnung vermieden, die
vielmehr nur im Bereich des Steges stattfindet. Das heißt, die abgerundeten Außenkanten,
die überdies auch eine schonende Behandlung der Öffnungswand der Leiterplattenöffnung
mit sich bringen, bedingen eine Verlagerung des Materialflusses beim Pressen des Kontaktstifts
in den zentralen Bereich, in welchem sich die Stauchungszone befindet.
[0014] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Darin zeigen :
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Einpreßzone eines Kontaktstifts vor dem Einpreßvorgang,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einpreßzone des in Fig. 1 dargestellten Kontaktstifts
nach dem Einpreßvorgang, sowie
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Einpreßzone eines Kontaktstifts mit zwei Schnittdarstellungen.
[0015] Die Fig. 1 und 2 zeigen den Querschnitt eines Sitzabschnitts eines Kontaktstifts
für Leiterplatten, mit welchem der Kontaktstift mit Preßsitz in einer in Fig. 2 punktiert
angedeuteten Öffnung mit kreisrundem Querschnitt in einer nicht dargestellten Leiterplatte
aufgenommen ist. Wie die Schnittdarstellung zeigt, besitzt der allgemein mit 1 bezeichnete
Sitzabschnitt einen eine vorbestimmte Stauchungszone S darstellenden Steg 2, der zentral
angeordnet ist und sich längs der Achse des Kontaktstifts im wesentlichen über die
axiale Länge des Sitzabschnittes 1 bzw. der Einpreßzone erstreckt. Die durch den zentralen
Steg 2 gebildete Stauchungszone S geht über im Grundriß trompetenförmige Aufweitungen
3 in bezüglich der Stiftachse radial einander gegenüberliegend angeordnete Außenabschnitte
4 über, die zur Anlage am Rand der Öffnung der Leiterplatte nach dem Einpressen dienen.
Zur schonenden Behandlung der Öffnungswand der Leiterplatten sind die Außenkanten
5 der Außenabschnitte 4 abgerundet. Über die abgerundeten Außenkanten 5 gelangen die
Außenabschnitte beim Einpressen des Kontaktstifts in die Leiterplatte mit dem Rand
der Leiterplattenöffnung in Preßkontakt, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Die Außenabschnitte
4 sind aus einem im wesentlichen rechteckigen Grundriß gebildet, was darauf beruht,
daß der Sitzabschnitt bzw. die Einpreßzone des Kontaktstifts aus einem Kontaktstift
mit rechteckförmigem, insbesondere quadratischen Querschnitt durch Prägen mittels
zweier gegenüberliegender Stempel geformt ist. Die Breite der Stempel entspricht hierbei
im wesentlichen der radialen Abmessung des Stegs der Stauchungszone.
[0016] Wie Fig. 1 zeigt, ist der Steg 2 der Stauchungszone S beidseitig mit ballig geformten
Verdickungen 6 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa kreissegmentförmig
sind. Die Verdickungen 6 sind zu der durch die Stiftachse laufenden radialen Achse
R symmetrisch. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 erstrecken sich die Verdickungen
im wesentlichen über die gesamte Breite des Steges 2 und gehen unmittelbar über eine
Rundung 7 in die trompetenförmigen Aufweitungen 3 des Kontaktstifts über.
[0017] Die Darstellung nach Fig. 2 zeigt, daß nach dem erfolgten Einpressen die plastische
Materialverformung ausschließlich im Bereich der Stauchungszone S stattgefunden hat,
die entsprechend verdickt worden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Stauchungszone S in etwa kugelförmig deformiert worden. Hierbei haben sich die beiden
Außenabschnitte 4, die im wesentlichen keiner Verformung unterworfen worden sind,
in Richtung der Radialachse R aufeinander zu bewegt, was durch entsprechende Reduzierung
der Breite und entsprechende Verdickung der Stauchungszone S bewirkt worden ist. Die
radiale Länge, also die Länge senkrecht zur Achse des Kontaktstifts hat sich von der
Länge der Fig. 1 auf die Länge 1
2 gemäß Fig. 2 verringert.
[0018] Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 erstrecken sich die beiden Verdickungen 6 nicht
über die gesamte Länge des Sitzabschnitts 1, sondern sind bereichsweise bzw. abschnittsweise
über die Länge des Sitzabschnitts vorgesehen. Zwischen den einzelnen Verdickungen
6, die jedoch wiederum symmetrisch zur Radialachse R ausgebildet sind, erstrecken
sich verdickungsfreie Abschnitte, wie aus dem Schnitt 11-11 in Fig. 3 hervorgeht.
Diese Abschnitte besitzen eine gleichmäßige Stegdicke. Der Steg ist hierbei geradlinig
geformt, wie sich gleichfalls aus dem Schnitt II-II der Fig. 3 ergibt. Die Stegdicke
entspricht hierbei in etwa der geringsten Dicke der Verdickungen 6. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 3 geht die Stauchungszone S nicht über Rundungen, vielmehr spitzwinklig
in kegelförmige Aufweitungen 3 zu den AuBenabschnitten 4 über. Entsprechend der dargestellten
Ausführungsform sind vier Verdickungen 6 auf jeder Seite des Kontaktstifts vorgesehen,
wobei die beiden äußeren Verdickungen sich zum Ende des Sitzabschnitts hin verjüngen
und im übrigen länger ausgebildet sind als die beiden innenliegenden Verdickungen.
1. Kontaktstift für elektronische Bauteile, insbesondere Leiterplatten, der mit Preßsitz
in einer Öffnung der Leiterplatte einsteckbar ist, wobei der Sitzabschnitt (1) des
Stifts in der Leiterplatte mit mindestens zwei Außenabschnitten (4) am Rand der Leiterplattenöffnung
anliegt, und der Kontaktstift im Sitzabschnitt mit einer zentralen, stegartigen Stauchungszone
(S) versehen ist, welche die beiden einander gegenüberliegenden Au-Benabschnitte miteinander
verbindet und in welcher eine plastische Verformung beim Einpreßvorgang stattfindet,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) der Stauchungszone (S) mindestens bereichsweise
über die Länge des Sitzabschnitts (1) beidseitig Verdickungen (6) aufweist, die zueinander
symmetrisch (Achse R) ausgebildet sind.
2. Kontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (6)
sich jeweils über die gesamte Stegbreite erstrecken.
3. Kontaktstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen
ballig geformt sind.
4. Kontaktstift nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verdickungen (6) je kreissegmentförmig ausgebildet sind.
5. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verdickungen (6) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Sitzabschnitts
(1) erstrecken.
6. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stauchungszone (S) in Längsrichtung des Sitzabschnitts (1) zwischen den Verdickungen
(6) verdickungsfreie Abschnitte aufweist, in denen der Steg (2) über die Stegbreite
im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist.
7. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stauchungszone (S) mit einer trompetenförmigen oder kegelförmigen Aufweitung (3)
in die Außenabschnitte (4) übergeht, die im wesentlichen rechteckförmigen Grundriß
mit zwei abgerundeten Außenkanten (5) aufweist.
8. Kontaktstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (6)
über eine Rundung (7) oder eine spitze Kante in die trompetenförmigen oder kegelförmigen
Aufweitungen (3) übergehen.
9. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kontaktstift in der Einpreßzone aus einem Körper mit quadratischem Querschnitt
geprägt ist.
1. A contact pin for electronic elements, in particular printed circuit boards, which
can be inserted with press fit into an opening in the printed circuit board, the press
fit portion (1) of the pin lying in the printed circuit board against the rim of the
opening in the printed circuit board with at least two peripheral portions (4), and
the contact pin being provided in the press fit portion with a central, weblike upset
zone (S) which interconnects the two opposite peripheral portions and in which plastic
deformation takes place during the pressing in process, characterized in that the
web (2) of the upset zone (S) has enlargements (6) at least in some areas on both
sides along the length of the press fit portion (1), said enlargements being formed
symmetrically to each other (axis R).
2. The contact pin according to claim 1, characterized in that the enlargements (6)
each extend across the entire width of the web.
3. The contact pin according to claim 1 or 2, characterized in that the enlargements
have a spherical shape.
4. The contact pin according to any of claims 1 to 3, characterized in that the enlargements
(6) each have the shape of a circle segment.
5. The contact pin according to any of the above claims, characterized in that the
enlargements (6) extend substantially along the entire length of the press fit portion
(1).
6. The contact pin according to any of the above claims, characterized in that the
upset zone (S) has unenlarged portions between the enlargements (6) in the longitudinal
direction of the press fit portion (1), the web (2) having a substantially even thickness
across its width in said unenlarged portions.
7. The contact pin according to any of the above claims, characterized in that the
upset zone (S) runs with a trumpet-shaped or conical widened portion (3) into the
peripheral portions (4), said widened portion having a substantially rectangular plan
form with two rounded outer edges (5).
8. The contact pin according to claim 7, characterized in that the enlargements (7)
run via a rounded portion (7) or a sharp edge into the trumpet-shaped or conical widened
portions (3).
9. The contact pin according to any of the above claims, characterized in that the
contact pin is stamped in the pressing in zone out of a body having a square crosssection.
1. Broche de connexion pour composants électroniques, notamment pour circuits imprimés,
qui peut être introduite à pression dans une ouverture de la plaque de circuit, la
partie de la broche qui correspond au siège (1), dans la plaque de circuit imprimé,
s'appliquant au moins par deux secteurs extérieurs (4) contre le bord de l'ouverture
de la plaque, et la broche de connexion comportant, dans le secteur correspondant
au siège, une zone de refoulement (S) en forme d'âme centrale qui relie l'un à l'autre
les deux secteurs extérieurs opposés, et dans laquelle l'introduction à pression produit
une déformation plastique, caractérisée en ce que l'âme (2) de la zone de refoulement
(S) comporte, au moins dans certaines zones, des deux côtés, sur la longueur du secteur
correspondant au siège (1 des parties épaissies (6) symétriques l'une de l'autre par
rapport à l'axe R.
2. Broche de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties
épaissies (6) s'étendent chacune sur toute la largeur de l'âme.
3. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que
les parties épaissies ont une forme bombée.
4. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que
les parties épaissies (6) ont la forme de segments circulaires.
5. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que
les parties épaissies (6) s'étendent essentiellement sur toute la longueur du secteur
correspondant au siège (1 ).
6. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que
la zone de refoulement (S) comporte, dans le sens de la longueur du secteur correspondant
au siège (1), entre les parties épaissies (6), des secteurs qui ne présentent pas
d'épaississement et dans lesquels l'âme (2) a, sur toute la largeur de l'âme, une
épaisseur sensiblement uniforme.
7. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que
la zone de refoulement (S) se raccorde aux secteurs extérieurs (4) par une zone d'élargissement
(3) en forme de trompette ou de cône qui a, en plan, une forme sensiblement rectangulaire
comportant deux bords extérieurs arrondis (5).
8. Broche de connexion selon la revendication 7, caractérisée en ce que les parties
épaissies (6) se raccordent, par un arrondi (7) ou une arête vive, aux zones d'élargissement
(3) en forme de trompette ou de cône.
9. Broche de connexion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que
la broche de connexion comporte, dans la zone d'introduction à pression, un corps
de section carrée réalisée par poinçonnage.