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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Stiftkontakts für
einen elektrischen Eingriff in eine Auskleidung eines leitend ausgekleideten
Lochs in einer Leiterplatte. Die vorliegende Erfindung betrifft
auch einen solchen Kontakt und eine Vorrichtung für seine
Herstellung.
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Leiterplatten
werden häufig
mit leitend ausgekleideten Löchern
zum Erleichtern des elektrischen Verbindens mit Leiterbahnen auf
der Platte versehen. Typischerweise werden so genannte Stiftkontakte
zur Herstellung solcher Verbindungen vorgesehen. Ein Beispiel für einen
solchen Stiftkontakt ist in der
US 2001/021610 A2 offenbart.
1 zeigt einen
Stiftkontakt
1 des Standes der Technik. Der Stiftkontakt
1 hat
einen Durchführungsabschnitt
2 zum
Einführen
durch ein Loch
10 (siehe
5) in einer
Leiterplatte
12 und einen verformbaren Abschnitt
4 (von
dem
2 eine vergrößerte Ansicht
8 zeigt) an
einem Ende des Durchführungsabschnitts
2.
Der verformbare Abschnitt
4 ist so gestaltet, dass er in eine
leitende Auskleidung
14 im Loch
10 gepresst werden
kann, das elektrisch mit einer Schicht
16 in der Platte
12 verbunden
ist. Dabei verformt sich der verformbare Abschnitt und stellt die
benötigte
elektrische Verbindung zwischen dem Stiftkontakt
1 und der
Lochauskleidung
14 her. Es sind gewöhnlich mehrere Stiftkontakte
in einem Verbinder montiert, von dem deren Durchführungsabschnitte
2 vorstehen.
Die Durchführungsabschnitte
2 der
Verbinder werden in mehrere ausgekleidete Löcher
10 in der Platte
geführt
und wenn der Verbinder zur Platte hin vorgeschoben wird, verformen
sich die verformbaren Abschnitte
4 der Verbinder wie oben
beschrieben. Üblicherweise
wird eine Manschette oder eine andere Vorrichtung mit mehreren dicht
beabstandeten Löchern
zur Aufnahme der Durchführungsabschnitte über die
Durchführungsabschnitte
2 geführt. Während des
Pressens der einzelnen verformbaren Abschnitte
4 eines
Verbinders in eine Lochauskleidung werden diese zusammengequetscht.
Bei diesem Quetschen kommt es jedoch häufig zu einer Fehlausrichtung
der Durchführungsabschnitt
2 jedes
Kontakts
1 in Bezug auf dessen verformbaren Abschnitt
4.
Dies tritt deshalb auf, weil der verformbare Abschnitt nicht mit
Bezug auf seine mittlere Längsebene symmetrisch
ausgebildet werden kann. So ist z. B. im Falle eines so genannten
Nadelöhr-
oder Nadelschaftkontakts des in
1 gezeigten
Typs eine Öse
18 im
verformbaren Abschnitt
4 möglicherweise nicht genau mittig
in Berg auf eine Breite des Kontakts und die Dicke von Sektionen
20 auf
beiden Seiten des verformbaren Abschnitts
4 ist möglicherweise
nicht gleich. Eine solche Asymmetrie verursacht, dass der Durchführungsabschnitt
2 von
der mittleren Längsachse
22 des
Kontakts
1 weg gebogen wird, so dass seine Spitze
24 um
eine in
3 gezeigte Distanz d von der Achse
22 verschoben
wird. Die
3 und
4 zeigen die
Form des Kontakts, nachdem dieser teilweise in das Loch
10 eingeführt wurde.
Die Platte
12 ist in den
3 und
4 schematisch durch
gestrichelte Linien angedeutet. Eine solche Verschiebung der Spitzen
24 von
typischen Kontakten des Standes der Technik, die in Löcher mehrerer unterschiedlicher
Durchmesser gepresst wurden (a – 0,65
mm, b – 0,70
mm, c – 0,75
mm, d – 0,80
mm), wird in
7 demonstriert. Es ist ersichtlich,
dass, wenn die Kontakte in relativ kleine Löcher gepresst werden, ihre
Spitzen
24 leicht in einem größeren Ausmaß verschoben werden. Aufgrund
von Herstellungstoleranzen für
gedruckte Leiterplatten sollte ein bestimmter Bereich von Lochdurchmessern
funktionieren. Der Nachteil des Pressens der Kontakte in relativ
breitere Löcher,
wie in
7d gezeigt, ist, dass die elektrische
Verbindung zwischen den Kontakten und den leitenden Auskleidungen
14 weniger
wirksam ist. Es ist gewöhnlich
erforderlich, eine Manschette oder eine andere Vorrichtung mit mehreren dicht
beabstandeten Löchern über die
Durchführungsabschnitte
der Kontakte zu setzen, was sich aufgrund der Verschiebung der Spitzen
24 oft
als schwierig oder sogar unmöglich
erweist.
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Die
Fehlausrichtung könnte
auch in einer Richtung lotrecht zu der in 3 gezeigten
sein, was zu demselben Problem führt,
wenn eine Manschette über
den Stift gesteckt werden soll. Für andere Typen von Presspassungszonen
und verformbaren Abschnitten kann der Durchführungsabschnitt drehbar sein.
Bei starker Drehung kann eine elektrische Verbindung mit dem Durchführungsabschnitt
nicht garantiert werden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für das obige Problem bereitzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines
Kontakts des Stifttyps für
einen elektrischen Eingriff in eine Auskleidung eines leitend ausgekleideten
Lochs in einer Leiterplatte bereitgestellt, das die folgenden Schritte
beinhaltet: (a) Ausbilden eines Stiftkontakts mit einem Durchführungsabschnitt
zum Durchführen durch
das Loch in der Leiterplatte und mit einem verformbaren Abschnitt
an einem Endteil des Durchführungsabschnitts
zum Eingreifen in die Auskleidung des Lochs; und (b) Zusammenquetschen
eines Endes des verformbaren Abschnitts, der sich vor dem Eingreifen
des verformbaren Abschnitts in die Lochauskleidung neben dem Durchführungsabschnitt
befindet.
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Wenn
der Stiftkontakt von einem anderen Typ als einem Nadelöhrtyp ist,
dann kann der Quetschschritt durch Applizieren einer Verformung ähnlich einem
Teileinführen
des verformbaren Abschnitts in das Loch ersetzt werden.
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Der
Erfinder hat entdeckt, dass der größere Teil der Verschiebung
der Kontaktspitze dann verursacht wird, wenn ein vorderer Teil des
verformbaren Abschnitts in das Loch gepresst wird. Mit dem Verfahren
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung kann ein Kontakt ohne oder im Wesentlichen
ohne Spitzenverschiebung aufgrund des Zusammenquetschens oder einer
Teilverformung des vorderen Teils des verformbaren Abschnitts für einen
Plattenhersteller erzielt werden. Der Kontakt befindet sich in einem
Zustand, in dem er in ein Loch in einer Platte gepresst werden kann,
praktisch ohne eine Verformung der Spitze zu erfahren, da eine Verformung
anderer Teile des verformbaren Abschnitts nur wenig Auswirkung auf
die Spitzenverformung hat. Dies macht es wiederum für den Plattenhersteller
leicht, eine Manschette oder eine andere ähnliche Vorrichtung über die
Durchführungsabschnitte
mehrere Kontakte zu montieren, die in Löcher in der Platte gepresst
wurden.
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Das
Verfahren beinhaltet vorzugsweise den weiteren Schritt, nach Schritt
b, des Geraderichtens einer Fehlausrichtung der Abschnitte des Kontakts, die
von dem Quetsch- oder Teilverformungsschritt herrühren, so
dass die Kontaktabschnitte entlang einer mittleren Längsachse
des Kontakts im Wesentlichen ausgerichtet sind. Auf diese Weise
kann eine beim Quetschschritt auftretende Spitzenverformung korrigiert
werden. Alternativ oder zusätzlich
können die
Abschnitte des Kontakts in Längsausrichtung
gehalten werden, während
der Quetschschritt ausgeführt
wird.
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Ein
typisches Beispiel für
die Erfindung ist ein so genannter Nadelöhrkontakt mit einer Lücke in einer
Region, die von dem verformbaren Abschnitt eingenommen wird, und
der Quetschschritt beinhaltet das Reduzieren einer Breite der Lücke an einem Endteil
davon, wie beispielsweise in 14 gezeigt ist.
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Um
zu verhindern, dass mehr des verformbaren Abschnitts bei dem Quetschschritt
als nötig verformt
wird, und dadurch die Wirksamkeit der schließlich durch den Kontakt entstehenden
mechanischen und elektrischen Verbindung herabgesetzt wird, beinhaltet
das Verfahren vorzugsweise einen zusätzlichen Schritt, vor dem Quetschschritt,
des Positionieren eines Stützelementes
zwischen Teilen der benachbarten Sektionen, die in dem Quetschschritt nicht
zusammengequetscht werden sollen. Je nach der Form des verformbaren
Abschnitts oder der Presspassungszone vor dem Zusammenquetschen
und dem Ausmaß des
Zusammenquetschens ist eine solche Abstützung möglicherweise nicht notwendig.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines mechanischen und elektrischen Eingriffs mit einer leitenden Auskleidung
in einem Loch in einer Leiterplatte bereitgestellt, das Folgendes
beinhaltet: Herstellen eines Kontakts des Stifttyps wie oben erwähnt, Einführen des
Durchführungsabschnitts
durch das Loch und anschließendes
Zwingen des verformbaren Abschnitts in das Loch, um ihn dadurch
zu verformen und um den mechanischen und elektrischen Eingriff zwischen
der Auskleidung und dem Kontakt zu erzielen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines elektrischen Verbinders bereitgestellt, das die Herstellung
mehrerer Kontakte wie oben erwähnt
und das Befestigen derselben in einem Verbindergehäuse beinhaltet, wobei
die Durchführungsabschnitte
der Kontakte vom Gehäuse
vorstehen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzielung eines
mechanischen und elektrischen Eingriffs mit leitenden Auskleidungen
in Löchern
in einer Leiterplatte bereitgestellt, das die Herstellung eines
Verbinders wie oben erwähnt, das
Einführen
der Durchführungsabschnitte
der Kontakte durch die Löcher
und das anschließende
Zwingen der verformbaren Abschnitte der Kontakte in die Löcher beinhaltet,
um sie dadurch zu verformen und um die mechanischen und elektrischen
Eingriffe zwischen den Auskleidungen und den Kontakten zu erzielen.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung wird ein Stiftkontakt für den Eingriff in eine leitende Auskleidung
eines leitend ausgekleideten Lochs einer Leiterplatte bereitgestellt,
der einen Durchführungsabschnitt
zum Einführen
durch das Loch und einen verformbaren Abschnitt an einem Ende des Durchführungsabschnitts
zum Eingreifen in das Loch umfasst, wobei vor dem Eingreifen des
verformbaren Abschnitts in die leitende Auskleidung ein Ende des verformbaren
Abschnitts, das sich neben dem Durchführungsabschnitt befindet, gequetscht
oder verformt wird.
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Das
Quetschen oder Verformen ist geringer, als dies beim vollen Einführen in
das Loch der Fall wäre.
Für den
so genannten Nadelöhrkontakt
entspricht die Verformung der, die von einer Teileinführung des
verformbaren Abschnitts in das Loch herrühren würde. Für andere verformbare Abschnitte oder
Presspassungszonen könnte
die Verformung ähnlich
der sein, die durch Einführen
in größere Löcher entstehen
würde.
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Der
Stiftkontakt ist vorzugsweise ein Kontakt des so genannten Nadelöhrtyps,
der verformbare Abschnitt weist eine Lücke auf und der gequetschte Endteil
des verformbaren Abschnitts weist eine wenigstens im Wesentlichen
geschlossene Sektion der Lücke
auf. Es wurde gefunden, dass ein solcher Stiftkontakt praktisch
keine Spitzenverschiebung aufweist, wenn er in ein Loch einer Platte
eingeführt wird.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bilden eines
Stiftkontakts für
einen elektrischen Eingriff in eine leitende Auskleidung eines leitend
ausgekleideten Lochs in einer Leiterplatte bereitgestellt, mit Formmitteln
zum Ausbilden eines Stiftkontakts mit einem Durchführungsabschnitt
und einem verformbaren Abschnitt an einem Ende des Durchführungsabschnitts
für den Eingriff
in die leitende Auskleidung und einem Quetschmittel zum Quetschen
eines Endteils des verformbaren Abschnitts, das sich neben dem Durchführungsabschnitt
befindet. Eine solche Vorrichtung kann zum Herstellen eines Stiftkontakts
mit den im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung erwähnten Vorteilen
verwendet werden.
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Das
Quetschmittel beinhaltet vorzugsweise Haltemittel zum Ausgerichtethalten
der Abschnitte des Kontakts in Längsrichtung,
so dass, wenn der Kontakt von dem Quetschmittel entfernt wird, kein nachfolgendes
Geraderichten oder wenigstens erheblich weniger Geraderichten der
Kontaktabschnitte erforderlich ist.
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Für andere
Arten von verformbaren Abschnitten oder Presspassungszonen sollte
etwas ähnliches
getan werden, um eine zu starke Verformung zu verhindern, die zu
einer schlechten mechanischen und elektrischen Verbindung mit der Lochauskleidung
führen
könnte.
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Um
zu vermeiden, dass Teile des verformbaren Abschnitts, die nicht
zusammengequetscht werden sollen, versehentlich zusammengequetscht
werden, beinhaltet die Quetschvorrichtung vorzugsweise ein Stützelement
mit der Aufgabe, während
des Quetschens zwei Sektionen des verformbaren Abschnitts auseinander
zu halten.
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Das
Quetschmittel weist praktischerweise zwei Quetschelemente auf, die
zueinander hin und voneinander weg verschoben werden können und die
Nockenflächen
aufweisen, wobei das Quetschmittel ferner ein Nockenerhebungsmittel
beinhaltet, das mit den Nockenflächen
so in Eingriff gebracht werden kann, dass die Quetschelemente zueinander bin
gedrängt
werden, um das Quetschen zu bewirken. Eine solche Anordnung kann
leicht an einen automatisierten Betrieb angepasst werden.
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Die
Erfindung wird nun, jedoch nur beispielhaft, mit Berg auf die Begleitzeichnungen
beschrieben. Dabei zeigt:
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1 einen
Stiftkontakt des Standes der Technik;
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2 einen
vergrößerten Abschitt
des Stiftkontakts von 1;
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3 die
Form des Kontakts des Standes der Technik nach einer Teileinführung in
ein Loch in einer Leiterplatte;
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4 einen
vergrößerten Abschnitt
des in 3 gezeigten Kontakts;
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5 einen
Abschnitt des Stiftkontakts des Standes der Technik, der in ein
Loch in einer Leiterplatte gepresst wurde;
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6 einen
Querschnitt auf der Linie AA der Stiftkontakt- und Plattenbaugruppe
von 5;
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7 Stiftkontakte
des Standes der Technik, die in Löcher mehrerer unterschiedlicher
Größen gepresst
wurden;
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8a bis i einige Transversalschnitte durch die
verformbaren Abschnitte verschiedener Stiftkontakte, auf die die
Erfindung angewendet werden könnte;
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9 eine
schematische Perspektivansicht eines Teils einer Vorrichtung zum
Ausführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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10 eine
weitere schematische Perspektivansicht eines Teils der Vorrichtung
zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
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11 einen
Querschnitt auf der Linie BB der in 10 gezeigten
Vorrichtung;
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12 einen
Stiftkontakt gemäß der Erfindung;
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13a einen vergrößerten Abschnitt des Stiftkontakts
von 12, bereit zum Einpressen in ein Loch;
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13b eine teilgeschnitte Ansicht des Kontakts von 13a, in ein Loch in einer Platte gepresst;
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14 eine ähnliche
Ansicht wie 13a mit Abmessungen;
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15 eine
Fotografie eines verformbaren Abschnitts eines Stiftkontakts des
Typs, auf den die Erfindung angewendet werden kann;
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16 eine
Fotografie des Stiftkontakts von 15 nach
dem Zusammenquetschen;
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17 eine
Fotografie der Durchführungsabschnitte
mehrerer erfindungsgemäßer Stiftkontakte,
die in Löcher
in einer Leiterplatte gepresst wurden; und
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18 eine
Seitenansicht eines gemäß einem
Aspekt der Erfindung ausgebildeten Verbinders.
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Die
Erfindung wird nun mit besonderer Bezugnahme auf einen Stiftkontakt 30 des
so genannten Nadelöhrtyps
der in 12 gezeigten Art mit einem verformbaren
Abschnitt 36 beschrieben, der eine Lücke oder die Lücke 32 zwischen
den beiden Seitensektionen 34, einen von einem Ende des
verformbaren Abschnitts 36 ausgehenden Durchführungsabschnitt 38 und
einen vom gegenüberliegenden
Ende des verformbaren Abschnitts 36 ausgehenden Endabschnitt 40 aufweist.
Der Endabschnitt 40 hat einen Fuß 42, wo er sich mit
dem verformbaren Abschnitt 36 vereinigt, mit dem der Endabschnitt mit
anderen ähnlichen
Stiftkontakten wenigstens in einigen Phasen ihrer Herstellung verbunden
ist. Die Füße 42 werden
vor dem Einpressen der Kontakte in Löcher in einer Leiterplatte
voneinander getrennt.
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Zunächst wird
ein Band 44 von Stiftkontakten 30, jeweils mit
den oben erwähnten
Merkmalen, ausgestanzt oder auf andere Weise aus einem Ausgangsmetallblech
gebildet, wobei benachbarte Kontakte an ihren Füßen 42 wie in 9 gezeigt
aneinander gefügt
sind. Ein Quetschmittel oder -apparat 46, von dem relevante
Teile in den 9 und 10 dargestellt
sind, wird dann zum Zusammenquetschen eines Endteils 48 des
verformbaren Abschnitts 46 jedes Kontakts 30 verwendet,
der sich neben dem Durchführungsabschnitt 38 befindet.
Der Quetschapparat 46 hat einen ersten und einen zweiten
statischen Teil 56 und 58, zwischen denen zwei
verschiebbare Einspannblöcke 60 vorgesehen
sind, jeweils mit einer davon vorstehenden aufrecht stehenden Backe 62 mit
einer nach außen
weisenden Nockenfläche 64 und
einem Drehstift, um den sie rotiert. Die beiden Nockenflächen 64 werden
durch eine Abwärtsbewegung
eines Nockenerhebungsmittels oder Blocks 68 in Eingriff
gebracht, in dessen Unterseite ein nach unten offener Nockenschlitz 66 ausgebildet ist.
Der Quetschapparat 46 beinhaltet ein in 11 gezeigtes
Stützelement 50,
das zwischen den Backen 62 nach oben vorsteht und so positioniert
ist, dass es einen Teil 49 der Lücke 32 einnimmt, der nicht
der Endteil 48 der zusammenzuquetschenden Lücke ist.
Der erste statische Teil 56 beinhaltet Haltemittel in Form
von vier ersten Ständern 52,
die in den Fuß 42 des
Kontakts zwischen den Backen 60 eingreifen. Der zweite
statische Teil 58 beinhaltet Haltemittel in Form von zwei
zweiten Ständern 54,
die einen Schlitz 55 zwischen sich definieren, in dem der Durchführungsabschnitt 38 des
Kontakts eng anliegend aufgenommen wird. Zweck der Ständer ist
es, eine Verzerrung des Kontakts und insbesondere des Durchführungsabschnitts
beim Zusammenquetschen des Endteils 48 zu verhindern.
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Wenn
der Nockenschlitz 66 in die Nockenflächen 64 der Backen 62 eingreift,
dann werden die Backen 62 aufeinander zu bewegt, um dadurch
den Endteil 48 der Lücke
zusammenzuquetschen, um den Endteil der Lücke 32 zwischen den
Seitensektionen 34 davon im Wesentlichen zu verschließen. Die Abmessungen
des verformbaren Abschnitts 36 des Kontakts 30 in
mm nach diesem Quetschvorgang sind in 14 angegeben,
einige Abmessungen vor dem Quetschen sind in Klammem angegeben.
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Fotografien
des verformbaren Abschnitts des Kontakts vor und nach diesem Quetschvorgang sind
jeweils in den 15 und 16 dargestellt.
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Wenn
der Durchführungsabschnitt 38 in
Bezug auf eine mittlere Längsachse 70 des
Kontakts fehlausgerichtet wird, dann kann diese Fehlausrichtung
nach dem Entfernen des Kontaktbandes 44 vom Quetschapparat 46 korrigiert
werden. Die Kontakte können
einem Kunden zu einem Band 44 miteinander verbunden oder
voneinander getrennt geliefert werden. Mehrere Kontakte 30 können in
einem Gehäuse 72 montiert
werden, um einen Verbinder 74 zu bilden, dessen Endabschnitte 40 und
Durchführungsabschnitte 38 von
gegenüberliegenden
Seiten des Gehäuses
wie in 18 gezeigt vorstehen.
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Wenn
in einen der Kontakte 30 mit einer leitenden Auskleidung 76 in
einem Loch 80 in einer Leiterplatte 78 elektrisch
eingegriffen werden soll, dann wird der Durchführungsabschnitt 38 durch
ein Loch 82 in der Auskleidung 76 gefädelt, bis
das zusammengequetschte Endteil 48 des verformbaren Abschnitts 36 soeben
innerhalb des Lochs 82 ist. Der verformbare Abschnitt 36 wird
dann vollständig
oder im Wesentlichen vollständig
in das Loch 82 bis in die in 13b gezeigte
Position gepresst, so dass der Spalt 32 wie durch die Bezugsziffer 33 angedeutet wenigstens
im Wesentlichen geschlossen wird. Aufgrund des Vorquetschens des
Endteils 48 des verformbaren Abschnitts 36 führt der
Vorgang des Pressens des verformbaren Abschnitts 36 in
das Loch 82 nicht zu einer erheblichen Verzerrung des Durchführungsabschnitts 38,
der wenigstens im Wesentlichen mit der Längsachse 70 des Kontakts
ausgerichtet bleibt.
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Nach
dem Montieren mehrerer Kontakte 30 in einem Verbinder 74 erfolgt
das Pressen der verformbaren Abschnitte 36 der Kontakte
in mehrere Löcher
gleichzeitig.
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17 zeigt
eine Fotografie der Durchführungsabschnitte 38 von
Kontakten (mit 0,04 mm lateraler Abweichung der Lücke von
der Kontaktmittellinie), die erfindungsgemäß hergestellt wurden, nachdem
die Kontakte in komplementäre
Löcher
in einer 4,6 mm dicken Leiterplatte 78 gepresst wurden.
Es ist ersichtlich, dass die Durchführungsabschnitte gut aufeinander
ausgerichtet sind und lotrecht zur Oberfläche der Leiterplatte liegen.