DE4329151A1 - Einpreß-Federleiste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einpreß-Federleiste zum Einpres­ sen in Bohrungen einer Leiterplatte, mit jeweils aus einem Blechstreifen hergestellten Kontaktfedern, die in Verlaufs­ richtung der Streifen jeweils aus einem Einpreßteil, einem Befestigungsabschnitt und einem Kontaktteil bestehen, und mit einem zweiteiligen Isolierstoffkörper, in dem die Kon­ taktfedern jeweils einzeln in Kammern angeordnet und befe­ stigt sind.

Federleisten in lötfreier Einpreßtechnik sind seit langem bekannt und auf dem Markt erhältlich. Federleisten bestehen im wesentlichen aus einer Anzahl von Kontaktfedern, die in einem Kunststoffkörper aufgenommen und zu einer Einheit zusammengefügt sind. Aus der DE-PS 37 00 304 ist eine Kon­ taktfeder bekannt, die in ihrem oberen Bereich einen als Doppelkontakt ausgebildeten Kontaktteil aufweist, während sie in ihrem unteren, nicht unbedingt nur als Einpreß-Kon­ takt geeigneten Bereich kontaktmesserartig ausgebildet ist. Es ist vorgesehen, die bekannte Kontaktfeder in einem zwei­ teiligen Isolierstoffkörper in einer Kammer anzuordnen und zu befestigen. Dazu wird die Kontaktfeder mit den Außen­ rändern ihres mittleren, einen Befestigungsabschnitt bilden­ den Bereiches in Seitenwände der sie umgebenden Kammer klem­ mend eingelegt, wobei sich die eigentliche Verriegelung der Kontaktfeder in der Kammer durch einen vom Einpreßteil her gegen Schultern des Befestigungsabschnittes gelegten zweiten Isolierstoffkörpers ergibt.

Das Einpressen derartiger Federleisten in die Bohrungen einer Leiterplatte geschieht bisher in der Weise, daß kon­ taktteilseitig, ähnlich wie beim Steckverbinden der Feder­ leiste mit einer Messerleiste, jeweils gleichzeitig ein Druckstift in jeden Federkontakt und damit in den Isolier­ stoffkörper eingesteckt und anschließend Druck ausgeübt wird. Als Anschlag für die zu übertragenden Einpreßkräfte wurden bisher Schultern, Haken oder Ausklinkungen am Feder­ kontakt vorgesehen. Die Einpreßkraft eines Anschlusses in einer Leiterplattenbohrung kann für eine zuverlässige Kon­ taktierung bis zu 120 N betragen. Die bisherige Einpreßtech­ nik ist jedoch problematisch, da die unveredelten Druck­ stifte beim Einpressen in Berührung mit den Kontaktfedern, insbesondere mit deren Federkuppen, gelangen, wobei eine Beschädigung nicht auszuschließen ist. Da hochpolige Feder­ leisten weit überwiegen, sehen die zum Einpressen benötigten Einpreßdruckstücke jeweils etwa wie ein Nagelbrett aus. Bei den Einpreßdruckstücken handelt es sich, unabhängig davon, ob diese in Handpressen oder in Einpreßautomaten eingesetzt werden, angesichts der notwendigen Präzision und der Vielzahl an Typen, die ja jeweils pro Polzahl benötigt werden, um aufwendige und kostenintensive Werkzeuge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einpreß-Fe­ derleiste der eingangs genannten Art im Hinblick auf die genannten Nachteile zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• a) daß die Befestigungsabschnitte mindestens bereichsweise zwischen einem inneren und einem äußeren Isolierstoffkör­ per parallel zu den Einpreßteilen klemmend geführt sind, und
• b) daß die Kontaktfedern im Befestigungsabschnitt mit je­ weils einer Ausnehmung versehen sind,
• c) in die quer zu den Einpreßteilen der innere Isolierstoff­ körper jeweils mittels einer Nase eingreift.

Eine derartige Einpreß-Federleiste kann ohne mit Druckstif­ ten versehene Einpreßdruckstücke sehr einfach durch einen kontaktteilseitig auf den äußeren Isolierstoffkörper als Ganzem drückenden flachen Stempel eingepreßt werden. Auf­ grund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird dabei die Einpreßkraft über den inneren Isolierstoffkörper, die Nase und die Ausnehmung schließlich auf die Einpreßteile übertra­ gen. Die in die Ausnehmung eingreifende Nase des inneren Isolierstoffkörpers ist dabei sehr nahe und in einer Linie mit dem jeweiligen Einpreßteil angeordnet, so daß weder Biegemomente noch Ausknickungen entstehen können. Die erfin­ dungsgemäße Einpreß-Federleiste ist deshalb ohne Gefahr der Beschädigung der Federkontakte einpreßbar. Sie ist ergono­ misch in der Handhabung und das Einpressen ist mit einem einzigen gegenüber den bekannten, vielgestaltigen Einpreß­ druckstücken außerordentlich vereinfachten Druckstück-Werk­ zeug durchführbar. Auch die Integration in einen automati­ sierten Einpreßvorgang ist leichter als bisher durchführbar.

In weiteren Ansprüchen sind Ausgestaltungen der Erfindung und ein vorteilhaftes Verfahren zum Einpressen einer erfin­ dungsgemäßen Einpreß-Federleiste gekennzeichnet.

Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in teilweise geschnittener Seitenansicht eine erfin­ dungsgemäße Einpreß-Federleiste,

Fig. 2 ebenfalls teilweise geschnitten eine andere Seitenan­ sicht der Federleiste nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kontaktteilseite einer Feder­ leiste nach Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weite­ ren Einpreß-Federleiste.

Bei den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Federleisten sind die Kontaktfedern 2-reihig angeordnet und bestehen jeweils, von oben betrachtet, aus einem Kontaktteil 1, einem mittle­ ren Teil, dem Befestigungsabschnitt, und dem unteren Ein­ preßteil 2. Dabei dient nur der untere Bereich des Befesti­ gungsabschnitts tatsächlich der Befestigung, während sein oberer Bereich in der im folgenden noch ausführlicher darge­ stellten Weise als elastische Zone ausgebildet ist. Der Kontaktteil 1 ist vorteilhaft in an sich aus der DE-PS 37 00 304 bekannten Weise als Doppelkontakt, also als Federkontakt mit zwei gegenüberliegenden parallelen Kontaktstellen, ausgebildet.

Die beschriebenen Doppelkontakte dienen als Buchsen zur Aufnahme der Stift- oder Messerkontakte eines zur Federlei­ ste passenden Steckverbinders. Die Federleiste selbst soll mittels ihrer Einpreßteile 2 die Herstellung einer löt­ freien, elektrisch und mechanisch dauerhaften, aber lösbaren Verbindung mit durchkontaktierten Bohrungen einer in der Zeichnung nicht dargestellten Leiterplatte ermöglichen. Wie insbesondere in den Fig. 1 und 4 verdeutlicht, sind die Kontaktfedern jeweils in Kammern angeordnet, die bei den dargestellten 2-reihigen Anordnungen durch einen sich zwi­ schen den beiden Reihen erstreckenden zentralen inneren Isolierstoffkörper 4 und durch einen äußeren Isolierstoff­ körper 6 gebildet sind, der hutartig auf die Kontaktfedern und den inneren Isolierstoffkörper 4 aufgeschoben ist.

Die Kontaktfedern der Federleisten sind, wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, erfindungsgemäß im mittleren Bereich mit einer rechteckförmigen Ausnehmung 3 versehen und S-förmig gekröpft. Der innere Isolierstoffkörper 4 ist so gestaltet, daß für eine 2-reihige Federleistenversion drei Wände jeder der nach oben und unten offenen Kontaktkammer geformt wer­ den. Seitlich sind die Kammern also frei, so daß die Kon­ taktfedern eventuell auch reihenweise eingelegt werden kön­ nen. Der innere Isolierstoffkörper 4 ist im unteren Teil klotzartig ausgebildet, so daß der Befestigungsabschnitt der Kontaktfeder mindestens bereichsweise in Vertikalrichtung klemmend geführt ist, sobald nach Einlegen der Kontaktfedern in die Kammern der äußere Isolierstoffkörper 6 unter leich­ ter Spannung aufgeschoben ist. Mit dem aufgeschobenen äuße­ ren Isolierstoffkörper 6 ist somit auch jeweils eine vierte Kammerwand vorhanden, wobei die Kontaktfeder vorzugsweise über eine Ausprägung 7 im Bereich des Befestigungsabschnitts klemmend zwischen den beiden Isolierstoffteilen 4 und 6 gehalten ist. Um ausreichende Kriechstrecken zu erzeugen, tauchen alle Wände des inneren Isolierstoffkörpers 4 in den äußeren Isolierstoffkörper 6 hinein.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, paßt die Nase 5 des inneren Isolierstoffkörpers 4 in die Ausnehmung 3 des Befe­ stigungsabschnitts hinein. Um die Länge des Befestigungsab­ schnitts und damit die Abmessungen der Federleiste insgesamt nicht zu groß werden zu lassen, ist es vorteilhaft, den Befestigungsabschnitt im unteren Teil S-förmig gekröpft vorzusehen. Diese Geometrie ist hinsichtlich der beim Ein­ pressen auftretenden Kraftübertragung an sich nicht erfor­ derlich. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich zwischen dem massiven klotzartigen Teil des inneren Isolierstoffkörpers 4 und dem horizontal verlaufenden Bereich des Befestigungsab­ schnitts ein Luftspalt befindet, so daß die Kraftübertragung tatsächlich nur an der Schnittstelle zwischen der Unterkante der Nase 5 und der Unterkante der Ausnehmung 3 stattfindet. Um Biegekräfte zu vermeiden, erfolgt die Kraftübertragung also tatsächlich in einer Linie mit dem Einpreßteil 2. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, die Ausnehmung 3 und insbesondere ihre Unterkante ausreichend groß vorzusehen, um Druckspannungen zu vermeiden. Günstig ist auch, die Nase 5 möglichst nahe am Einpreßteil 2 auszubilden. Eine analoge, gleich gut funktionierende Kraftübertragung in umgekehrter Richtung ergibt sich im übrigen für eine etwa beim Heraus­ ziehen der Federleiste wirksam werdende Zugbelastung.

Um eine aus Toleranzgründen wünschenswerte federnde Auslenk­ barkeit des Kontaktteils quer zur Verlaufsrichtung der Kon­ taktfeder zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, im oberen Bereich des Befestigungsabschnittes, also oberhalb der Aus­ nehmung 3 und der Einprägung 7, eine an sich bereits aus der DE-PS 34 00 304 bekannte Ausbildung vorzusehen, bei der dieser Bereich nur zwei schmale parallele äußere Stege 11 aufweist. Diese Anordnung bringt eine vorteilhafte Funk­ tionstrennung der Bereiche der Kontaktfeder in einen elasti­ schen oberen Bereich und einen starr fixierten unteren Be­ reich mit sich.

Um die Gefahr der Entstehung von Ausknickungen beim Einpres­ sen weiter zu verringern, ist es vorteilhaft, die Einpreß­ teile 2 in an sich bereits aus dem DE-G 92 13 611 bekannter Weise elastisch und in ihrer Querschnittsgeometrie so ausge­ bildet vorzusehen, daß für die beim Einpressen einwirkenden Verformungskräfte ein möglichst großer Hebelarm entsteht.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einpreß-Federleiste als Subminiatur-Steckverbinder ist es vorteilhaft, auf den äuße­ ren Isolierstoffkörper 6 ein in der Zeichnung dargestelltes Vorblech 8 in an sich bekannter Weise auf zuschieben, wobei die beiden Isolierstoffteile 4 und 6 mittels am Vorblech 8 angeformter Blechlaschen 9 zusammengeklammert sind. Zur Erfüllung erhöhter Schirmungsanforderungen ist bei Bedarf ein in Fig. 4 dargestellter metallischer Schirmkäfig inte­ grierbar. Dazu werden die umgebogenen Ränder der beiden identischen Blechteile 12 zwischen dem Vorblech 8 und den Isolierstoffteilen 4 und 6 montiert und seitlich miteinander verklammert. Die Schirmbleche 12 reichen bis zur Leiter­ platte hinab und können an ihrem dortigen Ende, analog zu den Einpreßteilen 2, als Stifte 13 mit elastischer Geometrie ausgebildet sein, die später als Masseableitung zur Leiter­ platte bzw. zur Gestellerdung dienen können.

Der Einpreßvorgang einer erfindungsgemäßen Federleiste ge­ staltet sich folgendermaßen:

• - Mit den Spitzen der Einpreßteile 2 werden die Bohrungen in der Leiterplatte gesucht.
• - Ein flacher Stempel drückt auf den äußeren Isolierstoff­ körper 6 in Richtung Leiterplatte, und zwar so lange, bis Abstandsfüßchen 10 auf die Leiterplatte anschlagen.

Durch diese neue Art des Einpressens werden keine individu­ ell auf die jeweilige Leistenversion abgestimmte Einpreß­ werkzeuge mehr benötigt und es besteht keine Gefahr einer Beschädigung der Federleiste.

Claims (11)

1. Einpreß-Federleiste zum Einpressen in Bohrungen einer Leiterplatte, mit jeweils aus einem Blechstreifen hergestellten Kontaktfe­ dern, die in Verlaufsrichtung der Streifen jeweils aus einem Einpreßteil (2), einem Befestigungsabschnitt und einem Kon­ taktteil (1) bestehen, und mit einem zweiteiligen Isolier­ stoffkörper (4, 6), in dem die Kontaktfedern jeweils einzeln in Kammern angeordnet und befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Befestigungsabschnitte mindestens bereichsweise zwischen einem inneren (4) und einem äußeren (6) Isolier­ stoffkörper parallel zu den Einpreßteilen (2) klemmend geführt sind, und
• b) daß die Kontaktfedern im Befestigungsabschnitt mit je­ weils einer Ausnehmung (3) versehen sind,
• c) in die quer zu den Einpreßteilen (2) der innere Isolier­ stoffkörper (4) jeweils mittels einer Nase (5) eingreift.

2. Einpreß-Federleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3) rechteckförmig ist.

3. Einpreß-Federleiste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern 2-reihig angeordnet sind, daß der innere Isolierstoffkörper (4) sich als Zentralkörper zwi­ schen den beiden Reihen erstreckt und daß der äußere Iso­ lierstoffkörper (6) hutartig auf die Kontaktfedern und den inneren Isolierstoffkörper (4) aufgeschoben ist.

4. Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern im Kontaktteil (1) als Doppelkontakte ausgebildet sind.

5. Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern mittels jeweils einer im Befestigungs­ abschnitt vorgesehenen Ausprägung (7) klemmend zwischen den beiden Isolierstoffteilen (4, 6) gehalten ist.

6. Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern im Bereich zwischen den Einpreßteilen (2) und den dazu parallel geführten Bereichen der Befesti­ gungsabschnitte jeweils S-förmig gekröpft sind.

7. Einpreß-Federleiste nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsabschnitte der Kontaktfedern jeweils in Reihenfolge der Verlaufsrichtung vom Einpreßteil (2) zum Kontaktteil (1) eine S-förmige Kröpfung, eine Ausnehmung (3), eine Einprägung (7) und einen nur durch zwei schmale parallele äußere Stege gebildeten Bereich (11) aufweisen.

8. Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßteile (2) elastisch und in ihrer Quer­ schnittsgeometrie so ausgebildet sind, daß für die beim Einpressen einwirkenden Verformungskräfte ein großer Hebel­ arm entsteht.

9. Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Subminiatur-Steckverbinder auf den äußeren Isolierstoffkörper (6) ein Vorblech (8) aufgeschoben ist, wobei die beiden Isolierstoffteile (4, 6) mittels am Vorblech (8) angeformter Blechlaschen (9) zusammengeklammert sind.

10. Einpreß-Federleiste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Vorblechs (8) ein bis zur Leiterplatte hinabreichender metallischer Schirmkäfig (12) vorgesehen ist.

11. Verfahren zum Einpressen einer Einpreß-Federleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Einpreßteile (2) auf die Bohrungen einer Leiterplatte aufgesetzt werden, und daß danach mit einem flachen Stempel solange in Richtung Leiterplatte auf den äußeren Isolierstoffkörper (6) gedrückt wird, bis Abstands­ füßchen (10) auf die Leiterplatte anschlagen.