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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kontaktstift zum Befestigen in einer Durchbrechung, insbesondere zum Einpressen in durchmetallisierte Bohrungen einer Leiterplatte, mit einem eine Überweite und einen doppelsymmetrischen Querschnitt aufweisenden Befestigungsabschnitt, der
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die gegeneinander beweglichen Seitenteile im Bereich ihrer Aussenflächen keine der Krümmung des Durchbrechungsquerschnittes entsprechende Krümmung auf. Dadurch ist der Kontakt des
Kontaktstiftes mit einer Leiterplatte auf ein Flächenminimum beschränkt, es erfolgt lediglich eine Linienberührung.
Von einem Kontaktstift der eingangs bezeichneten Gattung ausgehend ist es Aufgabe der
Erfindung, bei einem in eine Durchbrechung einer Leiterplatte eingesetzten Kontaktstift eine weitestgehend gleichmässige Verteilung des Klemmdruckes über die gesamte Umfangsfläche und damit einen innigen Kontakt der Kontaktflächen zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Seitenteile an den Aussenseiten eine Krümmung aufweisen, die der Krümmung des Querschnittes der Durchbrechung, insbesondere der Krümmung der zur Aufnahme des Stiftes vorgesehenen Leiterplattenbohrung, entspricht, und dass die beiden Seitenteile über einen in einer Diametralsymmetrieebene des Kontaktstiftes verlau- fenden, elastisch verformbaren Steg miteinander verbunden sind.
Durch diese Massnahmen wird eine sehr grosse Kontaktfläche und damit eine hohe Kontakt- sicherheit erzielt und ausserdem auch die Gasdichtheit der Kontaktverbindung verbessert. Weiters wird hiedurch eine symmetrische Verteilung des Klemmdruckes erreicht und verhindert, dass die Beanspruchung der Durchbrechung der Leiterplatte zu schädlichen Belastungsspitzen führt, wodurch sich auch die Neigung zu Kriecherscheinungen, wie sie bei bekannten Kontaktstiften zu beobachten sind, wesentlich verringert.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal können die sich in Längsrichtung des Stiftes erstreckenden Nuten einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch wird eine sehr weitgehende Symmetrie der Federeigenschaften erreicht. Es ergeben sich dabei im Querschnitt etwa kreissegmentförmige Seitenteile des Befestigungsabschnittes mit grossem Verformungswiderstand, der zu einem festen Kontaktsitz führt, das sich auch über lange Zeitspannen kaum ändert und eine hohe Rückhaltekraft gewährleistet, ohne dass besonders hohe Drücke zum Einpressen des Kontaktstiftes angewendet werden müssen, die zu Beschädigungen der die Stifte aufnehmenden Platte führen können.
Die beiden zueinander geneigt verlaufenden Begrenzungswände der Längsnuten sollen zweck- mässigerw-eise einen Winkel kleiner als 900 bilden.
Zur Verbesserung der elastischen Verformbarkeit des Steges kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vorgesehen sein, dass in diesem die beiden Seitenteile verbindenden Steg eine in Längsrichtung des Kontaktstiftes verlaufende schlitzförmige Durchbrechung ausgebildet ist.
Zur Gewährleistung weitgehend symmetrischer Verhältnisse im Befestigungabschnitt cles eingesetzten Kontaktstiftes soll das gesamte Materialvolumen dieses Steges 4 bis 10% des Gesamtvolumens des Befestigungsabschnittes betragen.
Mit besonderem Vorteil kann der Steg durch den gemeinsamen Boden der beiden einander diametral gegenüberliegenden, sich in Längsrichtung des Stiftes erstreckenden Nuten gebildet sein. Dadurch wird eine sehr hohe Symmetrie der Federeigenschaft erzielt.
Diese Längsnuten können gegebenenfalls mit einer elektrisch leitenden Paste ausgefüllt sein, um auf diese Weise den elektrischen Kontakt zu optimieren.
Die Erfindung erstreckt sich des weiteren auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktstiftes, demzufolge Draht, vorzugsweise Vierkantdraht, von einem Drahtwickel abgezogen wird, in den Befestigungsabschnitt diametral gegenüberliegende Nuten eingeprägt und die Aussenflächen des Befestigungsabschnittes durch Verformung zur Überweite so gekrümmt werden, dass diese Krümmung der Krümmung der Innenwand der Aufnahmedurchbrechung, insbesondere einer Leiterplattenbohrung, entspricht.
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Im Zuge dieses Verfahrens wird dann der durch den gemeinsamen Boden der Nuten gebildete
Steg mit einer schlitzförmigen Durchbrechung ausgebildet, die später aufgeweitet wird.
Ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung erfindungsgemässer Kontaktstifte ist besonders rationell, die hiefür erforderlichen Werkzeuge haben geringe Gestehungskosten.
Die schlitzförmige Durchbrechung des Steges ist unter lediglich geringem Kraftaufwand herstellbar, so dass bei Herstellung stets gleich dicker Federelemente eine konstante Qualität der Kontaktstifte gesichert ist.
An Stelle einer Aufweitung der schlitzförmigen Durchbrechungen nach deren Herstellung ist. es auch möglich, die Kontaktstifte mit einer von vornherein breiteren schlitzförmigen Durchbrechung anzufertigen, was vorzugsweise dann erfolgen wird, wenn der Kontaktstift beim Anprägen im Bereich der schlitzförmigen Durchbrechung mit einem Durchmesser hergestellt wird, der grösser als der Durchmesser der zur Aufnahme des Kontaktstiftes vorgesehenen Bohrung ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen die Fig. la bis 1d einen erfindungsgemässen Kontaktstift, Fig. 2a bis 2d einen abgewandelten erfindungsgemässen Kontaktstift, Fig. 3a bis 3d eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kontaktstiftes und Fig. 4a und 4b wieder eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kontaktstiftes.
In den Fig. la bis 1d ist ein erfindungsgemässer Kontaktstift --1-- dargestellt, welcher aus einem Volldrahtmaterial mit quadratischem Querschnitt hergestellt ist. Hiebei zeigt Fig. la den Kontaktstift in einer perspektivischen Teilansicht, Fig. lb und 1c den in eine Leiterplattenbohrung eingesteckten Kontaktstift im Querschnitt längs Linie AA der Fig. la, wobei die Kontaktstifte nach Fig. lb und Ic jeweils nach einer andern Verfahrensvariante hergestellt sind, und Fig. ld gleichfalls im Querschnitt längs Linie AA den Kontaktstift gemäss Fig. lc im nicht eingesteckten Zustand.
Im Befestigungsabschnitt ist der Kontaktstift --1-- mit zwei Seitenteilen --3-- und einer zwischen diesen liegenden schlitzförmigen Durchbrechung --2-- ausgebildet. Im nicht eingesteckten Zustand weist der Befestigungsabschnitt Überweite auf, d. h., dass sein Durchmesser grösser als die innere lichte Weite der für seine Aufnahme bestimmten Bohrung in der Leiterplatte --5-ist.
Die schlitzförmige Durchbrechung --2-- des Kontaktstiftes --1-- ist im gemeinsamen Boden zweier durch Anprägen hergestellter, einander diametral gegenüberliegender Längsnuten --8-- ausgebildet, die Längsnuten --8-- besitzen eine Tiefe a. Hiedurch weist der Kontaktstift im
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und schlitzförmiger Durchbrechung --2-- besitzen die Seitenteile --3-- Federwirkung, die im wesentlichen durch die Wahl der Tiefe a und die Grösse der Überweite bestimmt ist.
Das Anprägen erfolgt prinzipiell in einer Form bzw. Gesenk bei welcher die Krümmung der Forminnenwand der Krümmung der Innenwand der Leiterplattenbohrung entspricht. Der Innendurchmesser bzw. die lichte innere Weite dieser Form kann nun unterschiedlich gewählt werden, Entweder entspricht der lichte Forminnendurchmesser genau dem Durchmesser der Aufnahmebohrung --4-- in der Leiterplatte --5--, dann muss nach dem Anprägen und Herstellung der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- im gemeinsamen Boden der beiden Längsnuten --8-- nach der Entformung die schlitzförmige Durchbrechung --2-- aufgeweitet werden. Einen solcherart hergestellten Kontaktstift zeigt Fig. 1c im eingesteckten Zustand.
Alternativ kann das Anprägen und Schlitzen aber auch in einer Form erfolgen, deren lichter Innendurchmesser grösser als der Durchmesser der. Aufnahmebohrung --4-- in der Leiterplatte --5-- ist, so dass sich ein nachträgliches Aufweiten der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- erübrigt. Einen solcherart hergestellten Kontaktstift zeigt Fig. ld im nicht eingesteckten Zustand und Fig. 1 b im eingesteckten Zustand. Wie Fig. 1b zeigt, verringert sich die Breite der schlitzförmigen Durchbrechung --2-- im eingesteckten Zustand ; die Federwirkung wird durch die durch die Herstellung in der Form bedingte, somit von vornherein erreichte Überweite des Kontaktstiftdurchmessers im Einpressbereich erreicht.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen eine Ausführungsform eines in Übereinstimmung mit den Fig. la
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bis 1d hergestellten Kontaktstiftes --1--, wobei das Anprägen und Schlitzen über die Kanten des aus Vierkantmaterial hergestellten Stiftes erfolgt.
In den Fig. 3a bis 3d ist ein Kontaktstift --1-- ersichtlich, der aus einem Rundmaterial entsprechend den in Zusammenhang mit den Fig. la bis 1d erläuterten Verfahrensschritten her- gestellt ist. Technisch gesehen entsprechen die Fig. 2b bis 2d bzw. 3b bis 3d den Fig. lb bis ld. Insbesondere entspricht auch bei diesen Ausführungsbeispielen die Krümmung der Aussenseite des Kontaktstiftquerschnittes im Befestigungsabschnitt der Krümmung der Innenwand der den
Stift aufnehmenden Bohrung --4-- und der Stiftquerschnitt ist doppelt symmetrisch.
In den Fig. 3b und 3c ist die Längsnut --8-- bis zum Innenrand der Leiterplattenbohrung mit einer leitfähigen Paste --10-- ausgefüllt, die : punktiert angedeutet ist. Dies kann in gleicher
Weise auch bei Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 erfolgen.
Allen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Stifte --1-- gemeinsam ist der in einer
Diametralebene als Steg verlaufende gemeinsame Boden --9-- der beiden Längsnuten. Dieser
Boden --9-- ist von besonderem Vorteil für einen symmetrischen Aufbau des erfindungsgemässen
Kontaktstiftes, wodurch ein gleichmässiger, über einen grossen Bereich der Wand der Bohrung verteilter Anpressdruck gewährleistet ist.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die zwingend eine schlitz- förmige Durchbrechung --2-- aufweisen. Wie Fig. 4a und 4b im Querschnitt zeigen, kann der
Steg als solcher belassen werden. Insbesondere dann, wenn das gesamte Materialvolumen des
Steges 4 bis 10% des Gesamtvolumens des Befestigungsabschnittes beträgt, ist der Steg so dünn, dass er sich beim Einsetzen des Stiftes ohne Beeinträchtigung der übrigen Eigenschaften des
Kontaktstiftes verformen kann. In der den Kontaktstift --1-- im Querschnitt in nicht eingestecktem
Zustand zeigenden Fig. 4a und im eingesteckten Zustand zeigenden Fig. 4b sind die mit den Kontakt- stiften der andern Figuren übereinstimmenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Wie bereits erwähnt, kann die Herstellung der vorstehend beschriebenen und keinesfalls auf einen bestimmten Drahtquerschnitt beschränkten Kontaktstifte ausgehend von einem Endlosdrahtwickel kontinuierlich erfolgen. Die Herstellung der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Kontaktstifte kann zweckmässig so erfolgen, dass zunächst in einer Prägestation das Anprägen der Längsnuten erfolgt. In einer zweiten Station erfolgt dann für die Stifte gemäss Fig. 1 bis 3 das Anbringen der schlitzförmigen Durchbrechungen --2-- und gegebenenfalls auch das Aufweiten.
Der Vorschub von einer Station zur andern entspricht zwecks Gewährleistung der Kontinuität der Herstellung einer Stiftlänge.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt ; Anprägen und Anbringen der schlitzförmigen Durchbrechungen bzw. gegebenenfalls auch das Aufweiten in einer Station gleichzeitig oder hintereinander vorzunehmen, ist ebenso möglich.
Die Stifte können nach erfolgter Herstellung abgelängt und lose bzw. gegurtet der weiteren Verarbeitung bzw. dem Einsetzen zugeführt werden. Alternativ kann der mit den erfindungsgemässen Kontaktstiften ausgebildete Drahtstrang auch in den Kontaktstiftlängen entsprechenden Abständen mit Sollbruchstellen z. B. Kerben, Einschnürungen od. dgl. ausgebildet werden, so dass die Leiterplattenbestückung vom endlosen Drahtstrang aus erfolgen kann.
Die Erfindung ist des weiteren auf die Herstellung der Kontaktstifte aus einem Drahtmaterial bestimmten Querschnittes nicht beschränkt. Neben den in den Zeichnungen dargestellten Materialien eines Vierkant- bzw. Runddrahtes können auch Flachdrähte, Sechskantdrähte usw. als Ausgangsmaterialien für die Stiftherstellung Verwendung finden.
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