DE102004028202B4

DE102004028202B4 - Einpresskontakt

Info

Publication number: DE102004028202B4
Application number: DE102004028202A
Authority: DE
Inventors: Andreas Veigel
Original assignee: Veigel Andreas Ing(grad)
Current assignee: Veigel Andreas Ing(grad)
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: CN100495827C; CN1965448A; DE102004028202A1

Abstract

Einpresskontakt (1) zum Einpressen in eine durchmetallisierte Bohrung einer Leiterplatte mit zwei durch einen Schnitt getrennte Schenkeln (2), die am Körper des Einpresskontaktes (1) ausmünden, wobei der Einpresskontakt (1) einen Anbindungsbereich (4) aufweist, welcher von dem Körper und einer an diesen anschließenden Schnittrennung (9) gebildet ist, wobei an den Anbindungsbereich (4) ein Einpressbereich (3) sich anschließt, innerhalb dessen die Schenkel (2) aufgeweitet sind und in Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die sich an den Einpressbereich (3) anschließenden freien Enden der Schenkel (2) zur Ausbildung einer Spitze (8) aufeinander zulaufen, wobei die Querschnittsfläche der Schenkel (2) im Anbindungsbereich (4) der Summe der beiden Schenkelquerschnittsflächen im Einpressbereich (3) entspricht und der Einpresskontakt (1) eine wesentlich längere Trennung der beiden Schenkel (2) aufweist, als für die Aufweitung erforderlich ist, so dass die Schenkel (2) im Bereich des Anbindungsbereichs (4) dicht aneinander anliegen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einpresskontakt zum Einpressen in eine durchmetallisierte Bohrung einer Leiterplatte, mit beliebiger geometrischer Querschnittsform, mit zwei zueinander beweglichen Schenkeln, und einem Einpressbereich, der eine größere Diagonale aufweist als der Einpresskontakt über und unter dem Einpressbereich. Derartige Einpresskontakte sind durch mehrere Veröffentlichungen wie zum Beispiel der EP 0 451 674 oder DE 36 23 453 bekannt.

Einer der wesentlichen Nachteile dieser Einpresskontakte ist, dass die Werkzeuge zur Herstellung sehr teuer und gleichzeitig maßlich unflexibel sind, was wiederum eine aufwendige Entwicklung zur Erzielung des optimalen Endmaßes des Einpresskontaktes bedingt. Insbesondere für Hochstromanwendungen nachteilig ist auch, dass der ursprünglich zur Verfügung stehende Kontaktquerschnitt oft durch Freistanzungen verringert wird und sich dadurch die Stromtragfähigkeit vermindert. Hochstromanwendungen erfordern oftmals massive, schwere Bauteile, wie zum Beispiel dicke Stromschienen, die durch Einpressverbindungen kontaktiert und gleichzeitig zusätzlich mechanisch auf der Leiterplatte befestigt werden müssen. Diese zusätzliche Befestigung ist mit den genannten Ausführungen kaum möglich.

Die US 3,846,741 A beschreibt Einpresskontakte zum Einbringen in Bohrungen von Leiterplatten, welche durch Biegen von Metallstreifen hergestellt werden. Insbesondere kann ein Einpresskontakt von zwei aufeinander liegenden Metallstreifen gebildet sein, deren untere Enden so aufgelegen sind, dass diese auseinander liegende Schenkel bilden, die unter Druck in die jeweilige Bohrung eingepresst werden.

Aus der EP 0 655 798 A2 ist ein Einpresskontakt bekannt, der aus zwei im Wesentlichen identisch ausgebildeten flächigen Teilstücken besteht. Im verbreiterten Mittelstück jedes Teilstückes ist ein Loch zur Ausbildung einer Öse eingearbeitet.

Die FR 2628574 A1 betrifft einen Einpresskontakt, der zwei in Abstand zueinander verlaufende Teilstücke aufweist, die zur Ausbildung verschiedener Segmente in unterschiedlichen Winkeln zueinander aufgebogen sind.

Die US 4,737,114 betrifft einen Einpresskontakt mit zwei Schenkelsegmenten, die sowohl an ihrem unteren und oberen Ende verbunden sind. Ein weiterer derartiger Einpresskontakt ist aus der US 4,923,414 bekannt.

Die DE 102 19 427 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen und einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterplatte und einem auf dieser anzuordnenden Kontaktstift.

Die DE 44 22 876 A1 betrifft einen elektrischen Anschlusskontakt mit einem Grundkörper, an dessen Unterseite zwei bogenförmige Schenkel ausmünden, die zu ihren freien Enden hin zusammenlaufen. Die Schenkel sind in Form von Kreisbögen gewölbt, so dass ein entsprechender Zwischenraum zwischen den Schenkeln in deren mittlerem Bereich verbleibt. Im Bereich der Ausmündung der Schenkel weist der Grundkörper einen Längsspalt auf, der die Ausmündungsbereiche beider Schenkel räumlich trennt.

Aus der US 5,145,407 ist ein Einpresskontakt zum Einpressen in eine durchmetallisierte Leiterplatte bekannt, welcher zwei durch eine Schnitttrennung getrennte und am Körper des Einpresskontakts ausmündende Schenkel ausweist. Die Schenkel sind in einem Einpressbereich gegeneinander aufgeweitet. Die an den Einpressbereich anschließenden Enden laufen zur Ausbildung einer Spitze aufeinander zu. Im Bereich der Ausmündung sind die Schenkel durch ein bo genförmiges Randsegment des Körpers des Einpresskontakts voneinander getrennt.

Ein entsprechender Einpresskontakt ist aus der DE 202 18 295 U1 bekannt.

Nachteilig bei derartigen Einpresskontakten ist, dass bei unvermeidlichen Maßtoleranzen der Durchmesser der durchmetallisierten Bohrungen einerseits und der Außenabmessungen der Schenkel der Einpresskontakte andererseits aufgrund der hohen Steifigkeit der Einpresskontakte in deren Längsrichtung die zulässigen Kräfte für die Leiterplatte schnell überschritten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einpresskontakt zum Einpressen in eine durchmetallisierte Bohrung einer Leiterplatte bereit zu stellen, der auch bei Vorliegen von Maßtoleranzen ohne Überschreitung der zulässigen Kräfte für die Leiterplatte in die durchmetallisierte Bohrung eingepresst werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Einpresskontakt sind die Schenkel einseitig angebunden, wobei die Querschnittsfläche im Anbindungsbereich der Summe der beiden Schenkelquerschnittsflächen im Einpressbereich entspricht. Die Schenkel sind im Einpressbereich mindestens so weit voneinander beabstandet, dass der Umkreis des Einpressbereichsquerschnittes größer als der Umkreis des Anbindungsbereichsquerschnittes ist. Der Ausgangsquerschnitt für den Einpresskontakt kann rund, quadratisch oder rechteckig sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass bei einem viereckigen, vorzugsweise quadratischen Ausgangsquerschnitt, die äußeren Schenkelecken einen angeprägten, bzw. bei Draht einen gezogenen, Radius aufweisen. Dieser Radius hat die Aufgabe, zusammen mit der Verformungskraft beim Einpressen die optimale Flächenpressung zu erzeugen, die für eine gasdichte Verbindung zwischen dem Einpresskontakt und der Metallhülse der Bohrung erforderlich ist, ohne das Basismaterial und die Metallisierung der Leiterplatte zu überfordern. Die Stärke der Prägung ist durch geeignete Werkzeugkonstruktion leicht und kostengünstig stufenlos einstellbar und ergibt im Einpressbereich eine vorteilhafte Kaltverfestigung der Schenkel. Die Stärke der Verformung der Schenkel ist auch abhängig von Material und Festigkeit des Ausgangsmaterials, um die für die Einpressverbindung erforderlichen Eigenschaften des Einpresskontakts zu erreichen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Einpresskontakts, insbesondere für längere Stromschienen mit mehreren in Reihe angeordneten Einpresskontakten, besteht darin, dass dieser eine wesentlich längere Trennung der beiden Schenkel aufweist, als für die Aufweitung erforderlich ist. Durch die unvermeidlichen Maßtoleranzen für die Mittenabstände der Einpresslöcher in der Leiterplatte und die Mittenabstände der Einpresskontakte der Stromschiene können wegen der hohen Steifigkeit der Einpresskontakte in Längsrichtung die zulässigen Kräfte für die Leiterplatte schnell überschritten werden. Die verlängerte Trennung des Querschnittes im Anbindungsbereich bewirkt eine Halbierung des Widerstandsmomentes, wodurch der Toleranzausgleich wesentlich erleichtert und die Belastung der Leiterplatte erheblich reduziert wird. Der Leiterquerschnitt und damit die Stromtragfähigkeit bleibt jedoch gleich. Muss das eingepresste Bauteil wegen besonderer Bedingungen zusätzlich mechanisch mit der Leiterplatte verbunden werden, um die Einpressverbindungen des Bauteils gegen Lösen zu sichern, können die nach dem Einpressen aus der Leiterplatte ragenden Spitzen der Schenkel einfach aufgebogen werden. Dazu ist eine keilförmige Öffnung des Trennspaltes von außen hilfreich. Zusammen mit einem mechanischen Anschlag am Bauteil wirkt diese Aufbiegung wie eine Vernietung. Sofern die Möglichkeit besteht, ist es vorteilhaft, für diesen Zweck zusätzliche Kontakte vorzusehen, die keine elektrische Funktion haben. Zur wei teren Vereinfachung des Stanzwerkzeuges ist es dann sogar möglich, die Aufweitung und Prägung der Schenkel dieser zusätzlichen Kontakte entfallen zu lassen.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt und wird nun näher erläutert.
Ein Einpresskontakt 1 ist in zwei einseitig verbundene Schenkel 2 geteilt. Im Einpress- und Kontaktbereich 3 sind die Schenkel 2 so verformt, dass sich ein größerer Umkreis ergibt als im Anbindungsbereich 4 und an der Spitze 8. Die Radien 5 sind ausgeprägt und zusammen mit allen übrigen Parametern für eine sichere Einpressverbindung von großer Bedeutung. Die Innenflächen 6 der Schenkel weisen im Aufweitungsbereich 10 fertigungsbedingt eine glatte Oberfläche auf, während die Zwickel 7 die ursprüngliche Schnittstruktur zeigen. Die Länge der Schnitttrennung 9 kann, wie beschrieben, zweckmäßig gewählt werden. Mit der Weite des Trennspaltes 11 an der Spitze 8 können zusammen mit den Materialeigenschaften die Einpresskräfte reguliert werden.

Claims

Einpresskontakt (1) zum Einpressen in eine durchmetallisierte Bohrung einer Leiterplatte mit zwei durch einen Schnitt getrennte Schenkeln (2), die am Körper des Einpresskontaktes (1) ausmünden, wobei der Einpresskontakt (1) einen Anbindungsbereich (4) aufweist, welcher von dem Körper und einer an diesen anschließenden Schnittrennung (9) gebildet ist, wobei an den Anbindungsbereich (4) ein Einpressbereich (3) sich anschließt, innerhalb dessen die Schenkel (2) aufgeweitet sind und in Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die sich an den Einpressbereich (3) anschließenden freien Enden der Schenkel (2) zur Ausbildung einer Spitze (8) aufeinander zulaufen, wobei die Querschnittsfläche der Schenkel (2) im Anbindungsbereich (4) der Summe der beiden Schenkelquerschnittsflächen im Einpressbereich (3) entspricht und der Einpresskontakt (1) eine wesentlich längere Trennung der beiden Schenkel (2) aufweist, als für die Aufweitung erforderlich ist, so dass die Schenkel (2) im Bereich des Anbindungsbereichs (4) dicht aneinander anliegen.
Einpresskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Körper einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Einpresskontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Körper einen quadratischen Querschnitt aufweist.
Einpresskontakt nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kanten der Schenkel (2) im Einpressbereich (3) jeweils einen geprägten Radius aufweisen.
Einpresskontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Schenkel (2) im Bereich der Spitze durch einen Trennspalt (11) getrennt sind.
Einpresskontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regulierung der Einpresskräfte die Weite des Trennspalts (11) variierbar ist.