EP0110187A1 - Elastischer Einpressstift für die lötfreie Verbindung der Wickelpfosten elektrischer Steckverbinder o. dgl. mit durchkontaktierten Leiterplatten sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0110187A1 EP83111005A EP83111005A EP0110187A1 EP 0110187 A1 EP0110187 A1 EP 0110187A1 EP 83111005 A EP83111005 A EP 83111005A EP 83111005 A EP83111005 A EP 83111005A EP 0110187 A1 EP0110187 A1 EP 0110187A1
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elastic
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Egon Reichenecker
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending

Definitions

  • the invention relates to elastic press-in pins according to the preamble of the main claim and to a method for producing them.
  • Elastic press-in pins of the type mentioned at the outset essentially have the task of compensating for manufacturing tolerances in the diameter of the through-metallized circuit board perforations and have long been known, for example, from DE-OS 26 56 736 in the form that they have an approximate C over a certain portion of the respective post length -shaped cross-sectional profile, which on the one hand allows a diameter change or diameter adjustment to different hole diameters in the printed circuit boards and on the other hand by a full system in the each perforation should also generate the required contact pressure.
  • the press-in pins have an approximately M, N or X-shaped cross-sectional section to be molded as a press-in zone, ie to keep the basic cross-section on the side parts coming into contact with the perforations of the printed circuit boards, to get good contact points.
  • a disadvantage of these designs is, on the one hand, that these cross-sectional shapes have only a very low elasticity and thus adaptability to different hole diameters, because in the actual bending areas there are still relatively strong material zones which stiffen the basic shape of the profile cross section, and on the other hand there is also Manufacture of such cross-sectional zones is not only very complex per se, but also difficult to carry out given the small dimensions of the winding posts.
  • Another disadvantage of this known embodiment is the sharp edges of the press-in edges, which, in conjunction with the lower elasticity of the press-in cross-sections mentioned above, can easily lead to deformation and damage to the metallized bore walls in the case of corresponding narrow bores.
  • DE-PS 32 10 348 has therefore already proposed roughly cross-sectionally symmetrical press-in pins, with a fastening section which has two mutually movable, parallel side parts which are connected to one another by a spring-elastic, wavy connecting web, and in which the connecting web in each case about the middle of the inner surface of the side panels and the one with the bore wall of the printed circuit board in contact-edges of the side parts are provided with curves.
  • Such a press-in pin is already considerably better than the embodiments according to DE-GM 81 05 896 or EP-OS 0 059 462 with regard to the elasticity of the press-in section and thus adaptability to, and protection of the bore walls, but in terms of function it is above all to be doubted, Whether with these small component dimensions, the connecting central web between the latter, which is only one third of the material thickness of the side parts, can also exert a sufficiently high contact pressure of the side parts on the respective wall of the bore after pressing in, or only deforms plastically instead of elastically. Without a doubt, however, the production of such cross-sectional profiles according to DE-PS 32 10 348 is not only extremely difficult and costly, but under no circumstances can it subsequently be attached to corresponding winding pastes.
  • the object of the present invention is therefore to eliminate the disadvantages of the known press-in pins listed above and to create a pin shape which is new in cross section and which, in addition to high elasticity, also has good and contact-safe edge pressure in the printed circuit boards perforations results without deforming or otherwise damaging them and which, moreover, can be produced simply and securely from a preferably rectangular or square post basic shape and can even be subsequently formed on almost all commercially available post systems.
  • elastic deformation area B of a winding post 5 of connectors 6 of the type shown schematically in Fig. 2, for example, is characterized in particular in that the press-in section B of each post 5 has a U-shaped cross-sectional basic shape with respect to the width a and the lower limit 3b of the profile back 3, c outwards and offset in height h, the side parts 4 forming free legs.
  • the hole is at every diameter tolerance gene 7 and 7 'ensures that the four press-in edges R 1 and R 2 fully come to rest against the metallized walls 7a and 7a'.
  • the wall thickness s of the profile back 3 is equal to or less than that of the neck-shaped transition areas E between the back 3 and the side parts 4 and the cross-sectional transition in the profile interior 2a from the back part 3a from an obliquely linear slope and from the back outside 3b, a circular arc R 3 directed towards the profile inner wall 4b, the thickness d of the side parts 4 also being greater than that of the transition areas E towards the profile back 3 and the latter outside the profile center of gravity S. lies.
  • the press-in areas according to the invention in accordance with the schematic representation in FIG. 1 can be produced in a simple, exact and therefore safe manner from rejects by a lower die part 1 that fixes the post width b in a recess of the same opening width a with molded-in, the outer contour of the later elastic cross-sectional transitions E between the back 3 and the bulges la forming the side parts 4 with the radii R 3 , and an associated die upper part 2, the stamp profile 2a of which essentially corresponds to the shape of the inner profile profile 3a, 4a, 4b of the finished cross-section of the pin and the lateral regions 2b of which form the free contact legs or side parts 4 serve with their outer press-in edges R 1 and R 2 .

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Zur Schaffung einer elastischen Einpreßzone für die Verbindung von Kontaktstiften mit Leiterplatten ist ein etwa U-förmiger Querschnittsbereich (3, 4) an solchen Stiften vorgesehen, der aus einer beispielsweise rechteckigen Grundform (b, b) durch nachträgliches Verformen in einem Ober- sowie Untergesenk (1, 2) hergestellt wird. Mit seinen vier äußeren Eckpunkten (R1, R2) pressen oder quetschen sich die freien Profilschenkel der Seitenteile (4) des U-förmigen Querschnittsbereichs (3, 4) später in die Wandungen der durchkontaktierten Leiterplattenöffnungen ein, wobei Durchmesserunterschiede derselben durch die Elastizität der in ihrer Wandstärke gegenüber der Dicke (d) der Seitenteile (4) verjüngten bzw. zum Profilrücken (3) hin abgesetzten Eckbereiche (E) des Grundprofils, sowie der Elastizität des Rückens (3) selbst, ausgeglichen werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf elastische Einpreßstifte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie auf ein Ver-- fahren zu deren Herstellung.
  • Elastische Einpreßstifte der eingangs erwähnten Art haben im wesentlichen die Aufgabe, Fertigungstoleranzen im Durchmesser der durchmetallisierten Leiterplattenlochungen auszugleichen und sind bereits seit längerem beispielsweise aus der DE-OS 26 56 736 in der Form bekannt, daß sie über einen gewissen Teilbereich der jeweiligen Pfostenlänge einen etwa C-förmigen Querschnittsverlauf aufweisen, der einerseits eine Durchmesserveränderung bzw. Durchmesseranpassung an unterschiedliche Lochdurchmesser in den Leiterplatten erlaubt und zum anderen durch satte Anlage in der jeweiligen Lochung auch den erforderlichen Anpreßdruck erzeugen sollen. Während nun die Teilaufgabe der Durchmesseranpassung bei dieser bekannten Ausführung als mehr oder weniger gut gelöst betrachtet werden kann, ist die Kontakthaftigkeit selbst nur sehr ungenügend; zurückzuführen ist dies darauf, daß der spezifische Anpreßdruck des C-förmigen Pfostenteils an der Lochwandung aufgrund derrelativ großen Anlagefläche nur sehr gering ist, so daß niemals eine sogenannte gasdichte Verbindung entstehen kann, sondern stattdessen eher mit Korrosionserscheinungen an den Kontaktstellen gerechnet werden muß. Auch liegt es auf der Hand, daß die Herstellung solcher C-färmiger Abschnitte an den relativ dünnen und meistens rechteckigen Pfosten fertigungstechnisch sehr aufwendig ist und niemals an bereits vorhandenen oder handelsüblichen Steckverbindern anderer Fabrikate nachvollzogen werden kann.
  • Auch ist es neben der bereits erwähnten DE-OS 26 56 736 aus dem ebenfalls älteren DE-GM 81 05 896 bzw. der teilidentischen EP-OS 0 059 462 noch bekannt, den Einpreßstiften einen etwa M-, N- oder X-förmigen Querschnittsabschnitt als Einpreßzone anzuformen, d.h. den Grundquerschnitt an den mit den Lochungen der Leiterplatten in Kontakt kommenden Seitenteilen also kantig zu halten, um gute Kontaktstellen zu bekommen. Nachteilig bei diesen Ausführungen ist es zum einen jedoch, daß diese Querschnittsformen nur eine ganz geringe Elastizität und somit Anpaßbarkeit an unterschiedliche Lochdurchmesser haben, weil in den eigentlichen Biegebereichen noch relativ starke und die Grundform des Profilquerschnitts aussteifende Materialzonen vorhanden sind, und zum anderen ist auch die Fertigung derartiger Querschnittszonen an sich nicht nur sehr aufwendig, sondern auch schwer durchführbar bei den gegebenen, kleinen Abmessungen der Wickelpfosten. Als weiterer Nachteil kommt bei dieser bekannten Ausführung noch die Scharfkantigkeit der Einpreßkanten hinzu, die in Verbindung mit der bereits erwähnten, geringeren Elastizität der Einpreßquerschnitte bei entsprechenden engen Bohrungen leicht zu Deformation und Beschädigung an den metallisierten Bohrungswandungen führen kann.
  • Man hat deshalb in der DE-PS 32 10 348 auch bereits in etwa querschnittssymmetrische Einpreßstifte vorgeschlagen, mit einem Befestigungsabschnitt, der zwei gegeneinander bewegliche, parallele Seitenteile aufweist, die durch einen federelastischen, wellenförmigen Verbindungssteg miteinander verbunden sind, und bei denen zudem der Verbindungssteg jeweils etwa auf der Mitte der inneren Fläche der Seitenteile angesetzt ist sowie die mit den Bohrungswandungen der Leiterplatte in Kontakt tretenden-Kanten der Seitenteile mit Rundungen versehen sind.
  • Ein solcher Einpreßstift ist zwar hinsichtlich Elastizität des Einpreßabschnitts und somit Anpaßbarkeit an, sowie Schonung der Bohrungswandungen bereits erheblich besser als die Ausführungsformen gemäß dem DE-GM 81 05 896 bzw. der EP-OS 0 059 462, jedoch ist funktionsmäßig vor allem zu bezweifeln, ob bei diesen kleinen Bauteilabmessungen, der mit nur einem Drittel der Materialstärke der Seitenteile angegebene, verbindende Mittelsteg zwischen letzteren nach erfolgter Einpressung auch einen genügend hohen Anpreßdruck der Seitenteile auf die jeweilige Bohrungswandung ausüben kann, oder sich lediglich plastisch anstatt elastisch verformt. Zweifelsfrei jedoch ist die Herstellung solcher Querschnittsprofile nach der DE-PS 32 10 348 nicht nur äußerst schwierig und kostenaufwendig, sondern unter keinen Umständen mehr nachträglich an entsprechende Wickelpfasten anbringbar.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorstehend aufgeführten Nachteile der bekannten Einpreßstifte zu beseitigen und eine vom Querschnitt her neue Stiftform zu schaffen, die neben hoher Elastizität, auch eine gute und kontaktsichere Kantenpressung in den Leiterplattenlochungen ergibt, ohne diese zu deformieren oder anders zu beschädigen und die zudem sowohl einfach als auch sicher aus einer vorzugsweise rechteckigen oder quadratischen Pfostengrundform herzustellen und sogar nachträglich an fast allen handelsüblichen Pfostensystemen noch anformbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen angegebenen baulichen Mittel und fertigungstechnischen Maßnahmen, deren spezielle Einzelheiten und Vorteile in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zudem näher erläutert sind. Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in
    • Figur 1 den erfindungsgemäßen Querschnitt der Einpreßzone eines Wickelpfostens mit dem zugehörigen Fertigungsgesenk,
    • Figur 2 die Teilansicht eines Steckverbinders mit erfindungsgemäßen Einpreßstiften,
    • Figur 3 den Pfostenquerschnitt in einem Leiterplattenloch und
    • Figur 4 denselben Stiftquerschnitt in einer engeren Lochung.
  • Der Fig. 1 im Fertigungsgesenk 1, 2 sowie in den Fig. 3 und 4 im Querschnitt, und zudem eingepreßt in Lochungen 7 bzw. 7' dargestellte, erfindungsgemäß elastische Verformungsbereich B eines Wickelpfostens 5 von Steckverbindern 6 der beispielsweise in Fig. 2 schematisch dargestellten Art, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Einpreßabschnitt B jedes Pfostens 5 eine U-förmige Querschnittsgrundform mit gegenüber der Breite a sowie der unteren Begrenzung 3b des Profilrückens 3, nach außen c und in der Höhe h versetzten, die Seitenteile 4 bildenden, freien Schenkeln, aufweist.
  • Diese U-Form, mit den zur Breite "a" sowie Stärke "s" des Profilrückens 3 seitlich c und in der Höhe h versetzten Seitenteilen 4, bewirkt zum einen, daß lediglich letztere, mit ihren jeweils äußeren, in bekannter Weise abgerundeten Einpreßkanten R1 und R2 zur Anlage an den metallisierten Bohrungswandungen 7a bzw. 7a' gelangen, wodurch die aus der Verformungselastizität infolge der Durchbiegung x bzw. x1 des Profilrückens 3 resultierenden Anpreßkräfte, den sicheren Kontakt zwischen den in etwa linienförmigen Einpreßkanten R1 und R2 der Seitenteile 4 und den jeweiligen Lochwandungen 7a bzw. 7a' gewährleisten. Bedingt dadurch, sich die Seitenteile 4 bei ihrem elastischen Verformungsweg v bzw. v1 um Profilrücken 3 herum in etwa kreisbogenförmig aufeinanderzu bewegen, ist bei jeder Durchmessertoleranz der Lochungen 7 bzw. 7' gewährleistet, daß die vier Einpreßkanten R1 und R2 voll zur Anlage an den metallisierten Wandungen 7a bzw. 7a' gelangen.
  • In spezieller funktions- wie auch fertigungstechnischer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist weiterhin noch vorgesehen, daß die Wandstärke s des Profilrückens 3 gleich oder kleiner als diejenige der halsförmigen Übergangsbereiche E zwischen dem Rücken 3 und den Seitenteilen 4 ist und der Querschnittsübergang im Profilinneren 2a vom Rückenteil 3a aus einen schräglinear ansteigenden sowie von der Rückenaußenseite 3b her, einen kreisbogenförmig R3 auf die Profilinnenwandung 4b hin gerichteten Verlauf hat, wobei zudem die Dicke d der Seitenteile 4 größer als diejenige der Übergangsbereiche E zum Profilrücken 3 hin ausgebildet ist und letzterer außerhalb des Profilschwerpunktes S liegt.
  • Durch diese baulichen Maßnahmen wird noch eine zusätzliche Elastizität in den Übergangsbereichen E gewährleistet, so daß die Seitenteile 4 im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik eingangs bereits abgehandelten bekannten Ausführungen, keine Durchbiegung mehr erfahren und den vollen Anpreßdruck somit über die Kanten R1 und R2 auf die jeweiligen Wandungen 7a bzw. 7a' übertragen können, wobei insbesondere der außerhalb des Profilschwerpunktes S liegende Rücken 3 die für die jeweilige Anpassung erforderliche hohe Querelastizität gewährleistet.
  • In einfacher, exakter und damit ausschußsicherer Weise sind die erfindungsgemäßen Einpreßbereiche nach der schematischen Darstellung in Fig. 1 herzustellen durch ein die Pfostenbreite b in einer Ausnehmung gleicher Öffnungsweite a fixierendes Gesenkunterteil 1 mit eingeformten, die Außenkontur der späteren, elastischen Querschnittsübergänge E zwischen dem Rücken 3 und den Seitenteilen 4 ausbildenden Wülsten la mit den Radien R3, sowie einem zugeordneten Gesenkoberteil 2, dessen Prägestempelprofil 2a im wesentlichen der Ausformung des inneren Profilverlaufs 3a, 4a, 4b des Stiftfertigquerschnitts und dessen seitliche Bereiche 2b der Ausbildung der freien Anlageschenkel bzw. Seitenteile 4 mit ihren äußeren Einpreßkanten R1 und R2, dienen. Auf diese Weise ist, was bei den bislang bekannten Einpreßstiften insgesamt noch nicht der Fall war, ein jeweils einzelnes Einbringen der Profilprägungen des Einpreßabschnitts B an den Wickelpfosten 5 bei deren Fertigung oder aber auch ein nachträgliches an bereits mit Pfosten 5 bestückten Steckverbinders 6 beliebiger Bauart vor deren Einpressen in die entsprechenden Leiterplatten 8, möglich, im letzteren Falle wäre dann ein spezielles Mehrfachgesenk zu verwenden.
    • Bezugsziffernverzeichnis
    • 1 Gesenkunterteil
    • la Wulst
    • 2 Gesenkoberteil
    • 2a Stempel, Innenprofil
    • 2b Gesenkseitenteil
    • 3 Profilrücken
    • 3a innerer Profilverlauf des Rückens
    • 3b untere Begrenzung des Rückens
    • 4 Seitenteil
    • 4a innerer Verlauf
    • 5 Wickelpfosten
    • 6 Steckverbinder
    • 7 Lochung
    • 7' kleinere Lochung
    • 7a metallisierte Wand bzw. Leiterplattenbohrung
    • 7a' metallisierter Rand "
    • 8 Leiterplatte
    • x Durchbiegung
    • x "
    • b Wickelpfostengrundform, Pfostenbreite
    • a Öffnungsweite bzw. Rückenbreite von Pos. 3
    • c Außenversatz der Seitenteile 4
    • d Dicke " "
    • h Höhenversatz " "
    • s Wandstärke des Rückens 3
    • v elastischer Verformungsweg
    • v 1 " "
    • S Profilschwerpunkt
    • B Einpreßabschnitt
    • E halsförmiger Übergangsbereich
    • R 1 Einpreßkanten
    • R2 "
    • R3 Kreisbogenverlauf bei E bzw. la

Claims (5)

1. Elastischer Einpreßstift für die lötfreie Verbindung der Wickelpfosten (5) elektrischer Steckverbinder (6) mit den durchkontaktierten Lochungen (7) von Leiterplatten (8), wobei aus dem Grundprofil (b, b) der freien Pfostenteile (5) Bereiche (B) querelastischer Querschnittsprofilierung in der Art herausgeformt sind, daß jeweils zwei, zumindest in ihrer Ausgangslage zueinander parallele und gegeneinander bewegbare Seitenteile (4), durch einen elastischen Steg (3) miteinander verbunden und die Übergänge von letzterem (3) zu den Seitenteilen (4) sowie die mit den Bohrungswandungen ( 7a, 7a') der jeweiligen Leiterplatte (8) in Kontakt tretenden Einpreßkanten (R1, R2) der Seitenteile (4) mit Abrundungen versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einpreßabschnitt (B) jedes Pfostens (5) eine U-förmige Querschnittsgrundform mit gegenüber der Breite (a) sowie der unteren Begrenzung (3b) des Profilrückens (3), nach außen (c) und in der Höhe (h) versetzten, die Seitenteile (4) bildenden, freien Schenkeln, aufweist.
2. Elastischer Einpreßstift nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke (s) des Profilrückens (3) gleich oder kleiner als diejenige der halsförmigen Übergangsbereiche (E) zwischen dem Rücken (3) und den Seitenteilen (4) ist und der Querschnittsübergang im Profilinneren (2a) vom Rückenteil (3a) aus einen schräglinear ansteigenden sowie von der Rückenaußenseite (3b) her, einen kreisbogenförmig (R3) auf die Profilinnenwandung (4b) hin gerichteten Verlauf hat.
3. Elastischer Einpreßstift nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke (d) der Seitenteile (4) größer als diejenige der Übergangsbereiche(E) zum Profilrücken (3) hin ausgebildet ist und letzterer außerhalb des Profilschwerpunktes (S) liegt.
4. Verfahren zum Herstellen elastischer Einpreßstifte mit Merkmalen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
ein die Pfostenbreite (b) in einer Ausnehmung gleicher öffnungsweite (a) fixierendes Gesenkunterteil (1) mit eingeformten, die Außenkontur der späteren, elastischen Querschnittsübergänge (E) zwischen dem Rücken (3) und den Seitenteilen (4) ausbildenden Wülsten (la mit R3) sowie einem zugeordneten Gesenkoberteil (2), dessen Prägestempelprofil (2a) im wesentlichen der Ausformung des inneren Profilverlaufs (3a, 4a, 4b) des Stiftendquerschnitts und dessen seitliche Bereiche (2b) der Ausbildung der Seitenteile (4) mit ihren äußeren Einpreßkanten (R1 und R2), dienen.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
jeweils einzelnes Einbringen der Profilprägungen des Einpreßabschnitts (B) an den Wickelpfosten (5) bei deren Fertigung oder nachträgliches an bereits mit Pfosten (5) bestückten Steckverbindern (6) beliebiger Bauart, vor deren Einpressen in entsprechende Leiterplatten (8).
EP83111005A 1982-11-06 1983-11-04 Elastischer Einpressstift für die lötfreie Verbindung der Wickelpfosten elektrischer Steckverbinder o. dgl. mit durchkontaktierten Leiterplatten sowie Verfahren zu seiner Herstellung Expired EP0110187B1 (de)

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