DE2545505C2

DE2545505C2 -

Info

Publication number: DE2545505C2
Application number: DE2545505A
Authority: DE
Inventors: Charles Michael Enola Pa. Us Lovendusky
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1988-04-07
Also published as: JPS5711101B2; GB1502864A; DE2545505A1; FR2287827A1; FR2287827B1; JPS5163460A; HK78579A; NL176037B; US4066326A; NL7511863A; NL176037C

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreisanschlußstift nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem Schaltkreisanschlußstift nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wie er aus US 36 34 918 bekannt ist, er streckt sich der Querschnitt der Rippen in Umfangsrichtung des Anschlußstiftes. Der Federweg der Rippen ist daher in Richtung nach innen auf die Strecke bis zur Längsachse begrenzt, so daß die Toleranz der zulässigen Lochdurchmesser beschränkt ist. Um eine ausreichende Federkraft erzeugen zu können, muß der gesamte Schaltkreisanschlußstift außerdem aus relativ hartem Material hergestellt sein, wodurch die Gefahr von Beschädigungen des Lochinneren besteht. Aus Figur 4A dieser Veröffentlichung ist auch ein Schaltkreisanschlußstift mit zwei sich in radialer Richtung erstreckender Rippen bekannt. Auch hierbei besteht jedoch die Beschränkung des Federweges mit den sich daraus ergebenden Nachteilen.

US 38 27 004 beschreibt einen Schaltkreisanschlußstift mit quadratischem Querschnitt, wobei sich von den vier Ecken des Quadrats verformbare Rippen wegerstrecken, die beim Einsetzen in das Loch einer Leiterplatte verformt werden und einen Preßsitz erzeugen. Die Toleranz der zulässigen Lochdurchmesser ist hierbei sehr klein, da die Rippen nicht federn, sondern verformt werden. Die Gefahr der Beschädigung des Lochinneren ist ebenfalls hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkreis anschlußstift der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Gefahr von Beschädigungen des Lochinneren klein ist und eine große Toleranz der Lochdurchmesser ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Schaltkreisanschlußstift kann sowohl für Leiterplatten mit plattierten Löchern als auch für solche mit nichtplattierten Löchern verwendet werden.

Die beiden sich zu beiden Seiten der ersten, sich in radialer Richtung erstreckenden Rippe verlaufenden Rippen, sind gegen über der Längsachse versetzt. Sie können gekrümmt ausgebildet sein, so daß sie voneinander divergieren und einen gleichmäßigen Abstand der Lochanlagefläche gewährleisten.

Die in Eingriff mit dem Loch stehenden Lochanlageflächen der Rippen sind vorzugsweise ab gerundet, so daß sie tangential an der Innenseite des Lochs an liegen. Die benachbarten Innenseiten der drei Rippen sind in Längsrichtung abgeschert und die inneren Kanten der radialen Rippe und der versetzten Rippe können beim Ab scheren auseinandergedrückt werden, damit der Anschlußstift an unter schiedliche Lochgrößen angepaßt werden kann und dabei die gewünsch ten Federeigenschaften zum Einsetzen und Festhalten des Anschlußstifts im Loch der Leiterplatte beibehält. Damit wird das Ein setzen eines normal bemessenen Anschlußstiftes in ein Loch mit Übermaß ermöglicht, wobei der Ab stand der inneren Kanten der Rippen so eingestellt wird, daß die Lochanlageflächen dem Loch mit Übermaß entsprechen.

Der Anschlußstift besteht im allgemeinen aus einem länglichen Schaft mit quadratischem Querschnitt, wobei gegenüberliegende Seiten des Querschnitts im Abstand X zueinander liegen und ein verformter Befestigungsabschnitt in einem, bezogen auf die Längsachse des Anschlußstiftes, mittleren Abschnitt desselben vorhanden ist. Die drei Rippen sind einstückig ausgebildet. Jede Rippe besitzt zweckmäßig eine Stärke von etwa ¹/₃ X und eine Tiefe von etwa X, wobei an jedem Rippenende eine glatte Lochanlage fläche in einem Abstand zur Längsachse des Anschlußstiftes vorhanden ist, der größer als X/√2 ist. Die erste Rippe erstreckt sich ausgehend von der Längsachse senkrecht zu einer Seite des quadratischen Schaftes nach außen, während die beiden anderen Rippen zu beiden Seiten der ersten Rippe liegen. Die Lochanlageflächen der Rippen schneiden eine senkrecht zur Längsachse verlaufende Ebene an Stellen, die näherungsweise gleichen Ab stand von der Längsachse besitzen.

Der erfindungsgemäße Schalt kreisanschlußstift ermöglicht eine ständige Fixierung im Mittelpunkt des Lochs der Leiterplatte. Die Lochanlageflächen befinden sich an drei Punkten eines Kreises, dessen Mittelpunkt mit der Längsachse zusammenfällt. Dadurch ergibt sich beim Einsetzen des Anschlußstifts in das Loch einer Leiterplatte eine vorausbestimmbare Ver formung der Rippen. Darüber hinaus ermöglichen die Federeigen schaften der Rippen eine größere Breite bezüglich der Loch toleranz und der Plattierungstoleranz bei plattierten Löchern, da sich die Rippen bei nur geringfügiger Beanspruchung des Lochs oder der Lochplattierung verbiegen können.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Anschlußstiftes kann in der Weise erfolgen, daß der Befestigungsabschnitt lose in das Loch einer Leiterplatte eingeführt wird, das eine Ende des in das Loch eingesetzten Anschlußstiftes abgestützt wird und das andere Ende einer Druckeinwirkung ausge setzt wird, um den Befestigungsabschnitt zu erweitern und einen Preßsitz zwischen den Lochanlageflächen und dem Loch der Leiterplatte herzustellen.

Diese Art des Einsetzens eignet sich besonders für Leiterplatten mit mehreren Leiter lagen. Derartige Leiterplatten können im Inneren viele Leiterlagen aufweisen, die untereinander durch plattierte Löcher verbunden sind, wobei derartige Leiterplatten teuer in der Herstellung sind und in der Endstufe der Fertigung beim Einsetzen der Anschlußstifte in nicht mehr wieder gutzumachender Weise beschädigt werden können. Wird der Anschlußstift lose in das Loch der Leiterplatte eingeführt und werden dann die Rippen des Befestigungs abschnitts des Anschlußstiftes erweitert, um einen Preßsitz zu ergeben, welcher durch Kontrolle der Druckeinwirkung auf den Anschlußstift gesteuert werden kann, so ist eine Beschädigung der inneren Verbindungen einer Leiterplatte mit mehreren Leiterschichten ausgeschlossen.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Leiterplatte mit mehreren Leiterlagen, welche mit mehreren Anschlußstiften versehen ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schaltkreisanschluß stiftes;

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen Schaltkreisanschlußstift, welcher in einem plattierten Loch einer Leiterplatte mit mehreren Leiterlagen angeordnet ist;

Fig. 6 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 5 nach Lotauftrag;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 6;

Fig. 8 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Schaltkreisanschlußstiftes, der dem Schnitt der Fig. 4 ähnelt;

Fig. 9 eine Seitenansicht zur Darstellung des Verfahrens, bei dem der Schaltkreisanschlußstift lose in das Loch einer Leiterplatte eingesetzt ist;

Fig. 10 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht zur Darstellung der Erweiterung des Mittelabschnitts des Schaltkreisanschlußstifts;

Fig. 11 eine auf den Schaltkreisanschlußstift aufge setzte Anschlußbuchse und

Fig. 12 eine einstückig am Stiftende vorgesehene Anschluß buchse.

Der Schaltkreisanschlußstift 20 ist zur Befestigung in einem Loch vorge sehen, welches sich durch eine Leiterplatte 22 erstreckt. Die Enden 26 des Anschluß stiftes 20 weisen einen gleichförmigen Querschnitt auf, beispielsweise einen quadratischen oder runden Querschnitt, wobei ein Befestigungsabschnitt 24 eine erste sich in Längs richtung erstreckende Rippe 28 besitzt, welche sich von der Längsachse 34 des Anschlußstifts 20 in radialer Richtung wegerstreckt und zwei sich in Längsrichtung erstrecken der zweiter Rippen 30 gegenüber der Längsachse 34 versetzt ist und sich von der ersten Rippe 28 und dem Stift 20 wegerstreckt. Die Rippen 28 und 30 weisen im wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt auf und sind an gegenüberliegenden Seiten des Ab schlußstiftes 20 angeordnet.

Am äußeren Rand einer jeden Rippe 28, 30 ist eine abgerundete Loch anlagefläche 32 vorgesehen. Die Lochanlagefläche 32 der Rip pen 28, 30 liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt mit der Längs achse 34 des Anschlußstiftes 20 zusammenfällt und welcher die Lochanlageflächen 32 tangiert. Die zweiten Rippen 30 können parallel zueinander verlaufen und sind gegenüber der Längsachse 34 des Anschlußstifts 20 versetzt oder sie können gemäß Fig. 8 umge bogen sein und sich voneinander entfernen.

Die Lochanlageflächen 32 der Rippen 28, 30 sind derart angeordnet, daß beim Einsetzen des Befestigungsabschnitts 24 in ein Loch 42 der Leiterplatte 22 und beim Erfassen der Lochinnenseite durch die Lochanlageflächen 32 die auf jede Rippe 28, 30 ausgeübten radial nach innen gerichteten Kräfte die Rippe 28, 30 elastisch verbiegen, damit eine Beschädigung des Lochs 42 vermieden wird. Wäre die Durchbiegung der Rippen 28, 30 nicht elastisch, so würden diese in die Lochplattierung eindringen und könnten innere Verbin dungen zwischen der Lochplattierung und den Leiterschichten der Leiterplatte beschädigen. Ein Abscheren der Innenseiten 31 der Rippen 28, 30 ermöglicht die elasti sche Biegung und legt den Anschlußstift 20 gleichmäßig und genau im Lochmittelpunkt der Leiterplatte 22 fest. Die inneren Ränder 33 benachbarter Rippen 29, 30 können sich gemäß den Fig. 4 und 8 überlappen oder können auseinandergedrückt sein, wenn der Anschlußstift 20 in ein Loch 42 mit Übergröße eingesetzt werden soll.

Der Befestigungsabschnitt 24 kann durch Pressen hergestellt werden, bei welchem der Anschlußstift 20 unter Ausbildung benachbarter Rippen 28, 30 in Längsrichtung geschert wird, wobei die Rippen 28, 30 voneinander und von der Längsachse 34 des Anschlußstifts 20 weggedrückt werden. Der Betrag, um welchen die Rippen 28, 30 voneinander getrennt werden, kann variieren, um die Anschlußstifte 20 an ver schiedene Lochgrößen anzupassen oder um beim Einschieben des Befestigungsabschnitts 24 des Anschlußstiftes 20 in ein bestimmtes Loch einen losen Sitz oder einen Preßsitz zu erzielen. Die Länge der Rippen 28, 30 kann ebenfalls verschieden bemessen sein, und zwar in Anpassung an die Stärke der Leiterplatte 22.

Die Rippen 28 und 30 können gegenüber den Seiten des Anschluß stiftes 20 verjüngt verlaufen, um das Einsetzen des Befestigungsabschnitts 24 in das Loch einer Leiterplatte zu erleichtern, wenn ein Preßsitz vorgesehen werden soll.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem der Quer schnitt des Anschlußstifts 20 quadratisch ausgeführt ist, ist die Tiefe der Rippen 28, 30 etwa dreimal so groß wie ihre Stärke.

Jedoch kann die Stärke der Rippen 28, 30 größer als die Tiefe der gegenüber der Längsachse versetzten Rippen 30 sein, um eine Gleichmäßigkeit des Federverhaltens der Rippen 28, 30 an einander gegenüberliegenden Seiten des Anschlußstiftes 20 zu erreichen. Die Tiefe der radialen Rippe 28 sollte die Summe der Stärken der beiden gegenüber der Längsachse 34 versetzten Rippen 30 nicht überschreiten.

Die Enden 26 des Anschlußstiftes 20 erstrecken sich frei in ein plattiertes Loch 42, welches von einer Seite zur anderen der Leiterplatte 22 mit mehreren Leiterlagen verläuft. Der durch die Lochanlageflächen 32 der Rippen 28 und 30 be stimmte Kreis kann jedoch, ausgehend von der Längsachse 34, einen größeren Radius als das Loch 42 aufweisen, damit ein Preß sitz erhalten wird. Der Anschlußstift 20 wird im Loch 42 eingesetzt, indem ein Ende 26 in das Loch 42 eingeführt und anschließend der Befestigungsabschnitt 24 in das Loch 42 eingebracht wird. Dabei gelangen die Lochanlageflächen 32 in Anlage mit der Plattierung 44 des Lochs 42. Bei weiterem Einsetzen des Anschlußstiftes 20 wird jede Rippe 28, 30 elastisch nach innen zur Längsachse 34 hin gebogen. Die Rippen 28, 30 werden elastisch gegeneinander umgebogen, so daß der Anschlußstift 20 sicher im Loch 42 gehalten wird. Die elastischen Rippen 28, 30 gestatten eine Befestigung des Anschlußstiftes in Löchern unterschiedli chen Durchmessers. Dies ist wichtig, da es Schwierig keiten macht, alle Löcher einer Leiterplatte mit dem gleichen Durchmesser herzustellen.

Das Einsetzen der Anschlußstifte 20 mit ihren elastischen Rippen 28, 30 führt nicht zu einer Beschädigung der Plattierung 44 der Löcher 42. Damit können die Anschlußstifte 20 in die Löcher 42 der Leiterplatte 22 eingesetzt werden, ohne daß die inneren elektrischen Verbindungen zwischen der Plattierung 44 des Lochs 42 und einer Leiterlage 46 der Leiterplatte 22 beeinträchtigt werden. Dagegen kann beim Einsetzen bekannter mit einem Preß sitz eingesetzter Stifte in plattierte Löcher ein Aufreißen der Plattierung und eine Zerstörung der elektrischen Verbin dungen zwischen dem inneren Schaltkreis 46 und der Plattierung 44 des Lochs 42 erfolgen.

Der Anschlußstift 20 wird während des Einsetzens nicht verdreht, da die Rippen 28, 30 elastisch gegeneinander zu gebogen werden. Der Anschlußstift 20 kann durch ein übliches Einsetzwerkzeug in einer bestimmten Winkelstellung erfaßt werden und dann in der Leiterplatte in der gleichen Stellung ein gesetzt werden, um sicherzustellen, daß die flachen Flächen der Enden 26, wie erforderlich, richtig ausgerichtet sind. Die Winkelstellung der Anschlußstifte 20 ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn lösbare Anschlußklemmen oder Buchsen gemäß den Fig. 12 und 13 mit Anschlußstiften 20 verbunden werden.

In Fig. 5 ist ein Anschlußstift 20 dargestellt, welcher in einem durchgehenden plattierten Loch 42 der Leiterplatte 22 eingesetzt ist. Die Rippen 28 und 30 wurden elastisch gebogen und die Lochanlageflächen 32 befinden sich in Anlage mit den Seiten des plattierten Loches 42. Nachdem der Anschlußstift 20 in das Loch 42 eingesetzt ist, wird er eingelötet, und zwar ent weder von Hand oder durch ein übliches Lötverfahren, damit eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußstift 20 und der Leiterplatte 22 hergestellt wird. Ge schmolzenes Lot wird dem Anschlußstift 20 an einer Seite der Leiterplatte 22 zugeführt und fließt längs der drei Lotströmungskanäle 48 zur anderen Seite der Schaltkreistafel. Die drei Lotströ mungskanäle 48 und der offene Bereich um die Längsachse 34 verbessern den Lotfluß durch das Loch 42 und gestatten einen Austritt jeglicher Gase, welche eine Lotverbindung beein trächtigen können. Als Alternative kann Lot zuvor wahl weise am Befestigungsabschnitt 24 des Anschlußstiftes 20 oder am plattier ten Loch 42 aufgetragen werden.

In Fig. 8 ist als abgeändertes Ausführungsbeispiel ein Anschlußstift 50 dargestellt, bei dem die gegeneinander versetzten Rippen abgeschert sind, um divergierende Rippen 60 zu bilden, wobei die Lochanlageflächen 62 im gleichmäßigen Abstand voneinander auf einem Kreis um die Längsachse des Anschlußstiftes 50 liegen. Dadurch wird eine elastische Verbindung zwischen dem Anschluß stift 50 und der Leiterplatte geschaffen, da die Lochanlage flächen 62 gleichmäßig um die Längsachse 64 des An schlußstifts 50 verteilt sind. Mit Ausnahme der divergierenden Rippen 60 ist der Anschlußstift 50 identisch mit dem Anschluß stift 20 ausgebildet. Die Rippen können Verdre hungen in Längsrichtung aufweisen, um einen gleichmäßigen Abstand der Lochanlageflächen sicherzustellen.

Das Einsetzen des Anschlußstifts 20 in das Loch 42 der Leiterplatte 22 ist in den Fig. 9 und 10 veranschaulicht. Der Anschlußstift 20 wird lose in das ein Übermaß aufweisende Loch 42 der Leiterplatte 22 eingesetzt, was mittels einer Einsetzvor richtung 80 erfolgen kann, welche ein Ende 26 des Anschluß stifts 20 erfaßt. Das andere Ende 26 des Anschlußstiftes 20 wird an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 22 durch eine Haltevorrichtung 84 gehalten. Die Einsetzvorrichtung 80 übt eine Kraft aus, um den Anschlußstift 20 zusammenzudrücken und die Rippen 28 und 30 des Befestigungsabschnitts 24 zwecks Herstellung eines Preßsitzes zwischen den Lochanlageflächen 32 und dem Loch 42 zu erweitern. Der Preßsitz hält den Anschluß stift 20 fest im Loch 42, damit anschließend eine Lotverbin dung, beispielsweise durch Tauchlöten oder Rückflußlöten, von Lot erfolgt, welches am Anschlußstift 20 oder an der Plattierung 44 des Lochs 42 angebracht wurde.

Die vorausgehend beschriebenen Anschlußstifte 20, 50 weisen quadratischen Querschnitt auf, jedoch sind zur Befestigung der Anschlußstifte 20, 50 in Löchern 42 mit rundem Querschnitt auch Anschlußstifte mit anderem Querschnitt geeignet. Die Anschlußstifte 20 können, wie aus den Fig. 11 und 12 ersichtlich ist, zwei quadratische Enden 26 zur üblichen Umwicklung mit Anschlußleitern oder zur Aufnahme einer lösbaren Anschlußbuchse 54 aufweisen oder sie können eine An schlußbuchse 56 besitzen, die einstückig mit einem Ende 26 ausgebildet ist oder mit diesem verbunden wird, sowie eine qua dratische Stiftausbildung am anderen Ende 26.

Claims

1. Schaltkreisanschlußstift mit einem verformbaren Befesti gungsabschnitt zu dessen Befestigung in einem Loch einer Leiterplatte, wobei der Befestigungsabschnitt (24) drei in Längsrichtung verlaufende, längs des Befestigungsab schnittes (24) voneinander getrennte Rippen (28, 30) mit Lochanlageflächen aufweist, die auf einer Kreislinie liegen, und mit Abschnitten von gleichförmigem Querschnitt an jedem Ende des Befestigungsabschnitts, dadurch gekenn zeichnet, daß sich eine erste Rippe (28) von der Längsachse (34) des Anschlußstiftes (24) in radialer Richtung wegerstreckt, während die beiden anderen Rippen (30) zu beiden Seiten der ersten Rippe (28) verlaufen.

2. Schaltkreisanschlußstift nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lochanlageflächen (32) der Rippen (28, 30) abgerundet sind.

3. Schaltkreisanschlußstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen beidseits der ersten Rippe verlaufenden Rippen (30) divergieren.