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Besonderheiten der Einpresstechnik

Bei der Einpresstechnik muss grundsätzlich zwischen der starren und der flexiblen Einpresstechnik unterschieden werden (siehe DIN 60352-5). Bei der starren Einpresstechnik bleibt der Einpress-Pin beim Einpressen unverändert, es verformt sich das Loch. Bei der flexiblen hingegen bleibt das Loch unverändert, aber es verformt sich der flexible Einpress-Pin.

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Ursprünglich kommt die Einpresstechnik aus der signalverarbeitenden Technik der Telekommunikation. Anfangs wurden starre Pins aus Draht mit quadratischem Querschnitt verwendet, später dann aber durch gestanzte flexible Pins ersetzt, da die Einpressverbindungen mit starren Pins nicht zuverlässig genug waren.

Da diese flexiblen Einpress-Pins aus dünnem Bandmaterial gestanzt werden, sind den mechanischen Abmessungen Grenzen gesetzt, was automatisch auch eine Begrenzung des zu leitenden Stroms bedeutet. Ein üblicher gestanzter Kontakt ist für einen Strom von maximal einigen Ampere ausgelegt, was lediglich für die Signalverarbeitung ausreichend ist.

Durch eine besondere Formgebung und entsprechende Stanzwerkzeuge ist es BROXING gelungen, flexible Einpresskontakte für eine Strombelastung von 20 A herzustellen.

Diese Kontakte der PowerFlex-Serie (Bild 4) werden hauptsächlich für so genannte Faston-Stecker verwendet, die im Automotive-Bereich Anwendung finden, wo diese meist in Kunststoffgehäuse für Sicherungshalter, Relaissockel u.ä. eingebaut werden.

Für höhere Ströme ist die Herstellung der Kontakte mittels Stanztechnik nicht mehr anwendbar, da dem Querschnitt eines gestanzten Pins Grenzen gesetzt sind. Für höhere Ströme müssen daher die Pins mittels spanabhebender Technik hergestellt werden. Solche Kontakte sind naturgemäß nicht mehr flexibel, sondern starr.

Die einfachste und preiswerteste Lösung ist, vierkantige Pins aus dem Vollen herauszufräsen. Damit kehrt man allerdings zurück auf das technologische Niveau aus der Anfangszeit der Einpresstechnik mit all den Problemen eines Pins mit vierkantigem Querschnitt in einem runden Loch.

Da bei einem quadratischen Pin die Kontaktierung in der Einpresszone nur über die Kanten erfolgt, somit der Strom begrenzt ist, müssen pro Flächeneinheit so viele Pins wie möglich untergebracht werden. Dies bedeutet zwangsläufig, dass diese eng beieinander platziert sind und eine geringe Diagonale haben, daher auch einen kleinen Lochdurchmesser. Der kleine Lochdurchmesser kann bei HAL-Verzinnung zu Verstopfungen der Bohrungen führen, was problematisch beim Einpressen wird.

Um die genannten Probleme zu vermeiden, hat BROXING für die PowerClamp-Produktreihe die Softpress-Technologie entwickelt. Die hierbei verwendeten Pins haben einen Durchmesser von 3 mm, sind rund und gerändelt. An der Rändelung hat der Pin einen geringfügig größeren Durchmesser als der Lochdurchmesser. Dies ermöglicht ein Einpressen mit geringeren Kräften und somit eine geringere mechanische Belastung der Leiterplatte, daher die Bezeichnung Softpress-Technologie (Bild 5 rechts).

Über die 32 Zähne der Rändelung eines BROXING-Standard-Pins kann achtmal mehr Strom geleitet werden als über einen vierkantigen Pin. Daher genügen z.B für 200 A auf einer Leiterplatten-Fläche von 10 mm x 10 mm lediglich vier BROXING-Pins, während bei quadratisch gefrästen Pins fünfundzwanzig auf einer Fläche von 13 mm x 13 mm notwendig sind (Bild 6).

Ein weiterer Vorteil der Softpress-Pins ist, dass diese einzeln eingesetzt werden. Dadurch lassen sich die Kontaktelemente je nach Strombelastung (50 A/Pin) und Struktur sowie Dicke der Leiterplatte (1,5 bis 8 mm) bestücken. Nicht nur für Leiterplatten sonder auch für Busbars aus Kupfer oder Aluminium sind die PowerClamps verwendbar. Außer den Standard-Pins können die Kontaktelemente aus Sonder-Pins bestehen, die es zum Beispiel ermöglichen, dass Stromschienen und Leiterplatten in einem Einpressvorgang verbunden werden oder beispielsweise eine Leiterplatte zwischen zwei verschiedenen Kontaktelementen montiert wird (Sandwich- Kontaktierung).

* Franz Kajetan Broch ist Gesellschafter der BROXING SA, Lugano/Schweiz.

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