DE2363597A1 - Elektrischer stecker - Google Patents
Elektrischer steckerInfo
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Description
PATiNTANWAlTE
HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN
DlPL-PHYS. - DIPL.-ING.
AMP Incorporated . amp-29
BB/Bi. Zusatz zu P 22 48 489.5 17. Dez. 1973
Elektrischer Stecker
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker zum Verbinden
der Leiter einer ersten Platte, z.B. einer keramischen Grundplatte,
mit den Leitern einer anderen Platte, z.B. einer Karte für gedruckte Schaltungen.
Die Hauptanmeldung DT - P 22 48 489.5 (amp-15) beschreibt einen
elektrischen Stecker zum Verbinden einer gedruckten Schaltungskarte mit einer keramischen Grundplatte, deren Leiterstreifen
am Rand angeordnet sind, im Gegensatz zu bekannten· Grundplatten, bei denen sich die Leiterstreifen an den Breitseiten befinden. ·
Die Hauptanmeldung betrifft einen elektrischen Stecker zum Verbinden von Leitern einer ersten.Platte mit Leitern an einer
zweiten Platte, mit einem aus Isolator-Werkstoff bestehenden Gehäuse, durch welches mehrere öffnungen in einem Muster führen, ·
das zumindest teilweise der Umfangsgestalt der ersten Platte entspricht. Die öffnungen führen von der Unterseite des Gehäuses
bis zur Oberseite. In jeder öffnung ist ein elektrischer Anschluß,
der aus einer Kontaktfeder besteht, vorgesehen. Diese
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ist an der Oberseite des Gehäuses angeordnet und hat einen Kontaktabschnitt, der an der Unterseite "des Gehäuses aus der
öffnung hervorsteht,, wobei die Kontaktfeder eine Kontakt fläche
hat, die in der Nähe einer Äbstützoberfläche an der Oberseite
des Gehäuses und senkrecht zu dieser angeordnet ist. Diese liegt allgemein im Inneren des Gehäuses, damit sie mit einem
entsprechenden Leiter der ersten Platte in Eingriff kommen kann. Die Kontaktfedern sind derart elastisch verformbar, daß sich die
Kontaktflächen im wesentlichen parallel zu der Stützoberfläche in Auswärtsrichtung des Gehäuses bewegen, wenn die erste Platte
zwischen die Kontaktflächen eingebracht wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Kontaktfedern eine
Vorspannung zu geben, um dadurch eine,bessere Verbindung herzustellen.
Ein Lösungsmittel für diese Aufgabe wird im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Sprengdarstellung eines elektrischen Steckers und eine keramische Grundplatte,
mit der eine Verbindung hergestellt werden soll.
Figur 2 ist eine perspektivische Darstellung des Ste'ckers der
Figur 1 und zeigt die von dem Stecker, der auf einer Karte für bedruckte Schaltungen angeordnet ist, aufgenommene
Grundplatte.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt entlang der. Linie 3-3 der
Figur 2.
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Figur 4 ist ein ähnlicher Querschnitt wie der auf der Figur 3*
wobei hier die Grundplatte und der Stecker vor dem Einbringen der Grundplatte in den Stecker ausgerichtet
sind.
Figur 5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilahsicht
des Steckers mit einem der Kontaktanschlüsse, bevor
dieser in das Steckergehäuse eingesetzt wird.
Figur 6 zeigt einen Teilquerschnitt und stellt die Lage des
Anschlusses nach seiner teilweisen Einführung in das Gehäuse dar.
Figur 7 ist eine ähnliche Darstellung, wie die in der Figur 6
und zeigt den Anschluß nachdem er in das Gehäuse vollkommen eingeführt worden ist.
Der Stecker 10 dient dazu, die Kontaktstreifen 12 einer keramischen Grundplatte 14 mit äußeren Leiterbahnen, wie die Leiter
auf einer Seite einer gedruckten Schaltungskarte 18, wie es in der Figur 3 gezeigt ist, zu verbinden. Die Grundplatte 14 besteht
aus einem im wesentlichen rechteckigen Keramikkörper 20 mit parallelen Oberflächen 22, 24, seitlichen Längsflächen 26,
und'Stirnflächen 28. Leiter (diese sind hier nicht dargestellt),
die sich im Inneren des Keramikkörpers 20 befinden, erstrecken sich von den Anschlußstreifen 12 an den seitlichen Oberflächen
26 zu einer integrierten Schaltung (diese ist hier nicht dar-,
gestellt), die sich im Inneren der Grundplatte 14 befindet.
Der Stecker 10 hat ein Gehäuse 32 aus Isolier-Werkstoff und
mehrere elektrische Anschlüsse 34, die im Gehäuse 32·in zwei
gegenüberliegenden Reihen angeordnet sind. Das Gehäuse kann durch ein bekanntes Spritzgußverfahren hergestellt werden, wobei
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jeder passende dielektrische Werkstoff, wie Polykarbonat oder
glasbeschwertes Nylon/ verwendet werden kann.
Das Gehäuse 32 ist im wesentlichen rechteckig und hat eine Wand
38 an einer Seite 4o des Gehäuses, zwei parallele räumlich getrennte
Seitenwände 42, 44 und zwei kürzere., parallele räumlich
getrennte Stirnwände 46, 48, die sich von der Wand 38 zur rückwärtigen
Seite 50 des Gehäuses 32 erstrecken. Die Wand 38 des
Gehäuses 32 hat eine äußere Oberfläche 52,-die mit der gedruckten Schaltungsplatte l8 in Berührung kommt, wenn das Gehäuse auf
dieser Platte angeordnet ist. Die Wand 38 hat zwei durch sie hindurchgehende öffnungen 54 zum Abführen von Wärme, die im Gehäuse 32 erzeugt wird. Dadurch wird auch weniger Werkstoff für
das Gehäuse verbraucht.
Eine öffnung 56 zum Aufnehmen der Grundplatte wird im Gehäuse 32
durch die inneren Oberflächen 58, βθ, 62, 64, 66 der Wände 38,
42, 44, 46, 48 gebildet. Die innere Oberfläche 58 der Wand 38 trägt die Grundplatte 14 im allgemeinen parallel und mit Abstand
bezüglich der Schaltungsplatte l8, wenn sich die Grundplatte 14 in der öffnung 56 befindet und das Gehäuse 32 auf der Platte 18
angeordnet ist.
In den Figuren 3, 4 und 5 ist eine Reihe von räumlich getrennten
öffnungen 68 dargestellt, die durch die beiden Seitenwände 42 und 44 des Gehäuses 32 von der Vorderseite 40 zur rückwärtigen Seite
50 hindurchführen. Die öffnungen 68 sind an den Innenflächen 60, 62 der Seitenwände 42, 44 zur öffnung 56 hin offen. Der Abstand
der beiden Reihen von öffnungen 68 ist größer, als der zwischen den beiden Reihen von Kontaktstreifen 12 der Grundplatte 14.
Zwei gegenüberliegende Aussparungen.70 befinden sich in den
Seitenwänden 42, 44 und erstrecken sich seitlich von zwei gegenüberliegenden Seiten 72, 74 einer jeden öffnung 68 in Längs-
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richtung dieser öffnung zwischen der vorderen und rückwärtigen
Seite 40, 50 des Gehäuses 32. Jede Aussparung 70 weist allgemein in eine Richtung zur rückwärtigen Seite 50 des Gehäuses
Eine Reihe räumlich getrennter Aussparungen 76 ist an der Innenfläche
58 der Wand 38 längs eines jeden Paares gegenüberliegender,
länglicher Randabschnitte 78 der Wand 38 gebildet. Die Randabschnitte
78 befinden sich im Anschluß an die Innenflächen 60, der Seitenwände 42, 44. Jede öffnung 68 hat.eine Aussparung 76,
die sich zu ihr hin öffnet. Jede öffnung 76 hat einen Boden 80, der von der Innenfläche 58 der Wand 38 entfernt liegt. Ferner
hat jede Aussparung 76 eine'Schulter 82, die von der entsprechenden
öffnung 68 entfernt ist und sich an den Boden 80 der Aussparung 76 anschließt. Sie liegt allgemein gegenüber der entsprechenden
öffnung 68. Der Abstand zwischen den Schultern 82 einer Reihe von Aussparungen 76 von den Schultern 82 der anderen
Reihe ist etwas kleiner als der Abstand zwischen den Reihen Kontaktstreifen 12, die sich an entsprechenden gegenüberliegenden
Seiten 26 der Grundplatte 14 befinden.
Eine Reihe von räumlich getrennten Kanälen 84 befindet sich in der äußeren Oberfläche 52 der Wand 38. Sie liegt neben der
Reihe von öffnungen 68, die sich durch die vordere Seite 40 des Gehäuses 32 erstrecken und die Anschlüsse aufnehmen. Jeder
Kanal 84 führt zu einer der öffnungen 68 und erstreckt sich von
dort allgemein in einer Richtung auf die gegenüberliegende Reihe von Kanälen 84..
Figur 5 zeigt die Anordnung der Mitten aufeinanderfolgender
Öffnungen 68 zum Aufnehmen des Anschlusses, der Aussparungen 76 und der Kanäle 84. Der mittlere Abstand zwischen diesen Elementen
ist in den entsprechenden Reihen im wesentlichen der gleiche.
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Ferner entspricht der mittlere Abstand im wesentlichen dem mittleren Abstand aufeinanderfolgender Kontaktstreifen 12.
Die Figur 5 stellt am besten den elektrischen Anschluß ~5k im
Zusammenspiel mit dem Gehäuse dar. Der Anschluß 3^ kann in bekannter
V/eise durch Ausstanzen und Biegen aus passendem Metall, beispielsweise aus verzinntem nichtmagnetischem Stahl, hergestellt
v/erden.
Der Anschluß J>k- hat einen flachen, mittleren hinteren Abschnitt
86 und einen federnden Abschnitt 88, der sich unter einem spitzen
Winkel an einem Ende des Abschnittes 86 anschließt.
Zwei gegenüberliegende Lappen 90 erstrecken sich seitlich des
hinteren Abschnittes 86 innerhalb des freien Endes dieses Abschnittes. In Jede öffnung 68 wird ein Anschluß 34 von der rückwärtigen
Seite 50 des Gehäuses 32 eingeführt, bis die vorderen
Kanten 92 der Lappen 90 in den Aussparungen 70 aufsitzen. Jedoch
muß der federnde Abschnitt 88 des Anschlusses 3^ vor dem vollkommenen
Einführen des Anschlusses auf die öffnung 68 hin gebogen
werden, d.h. auf den hinteren Abschnitt 86 hin, wie es in der Figur 6 zu erkennen ist. Dadurch kann ein freies Ende 9^
des federnden Abschnittes 88 in die Aussparung j6 der Wand 38
eingeführt werden, was gleichzeitig mit dem Einbringen der Lappen 90 in ihren Sitz in den Aussparungen 70 geschieht.
Nachdem der Anschluß 3^- in seine entsprechende Öffnung 68 eingebracht
worden ist, ragt ein vorderer Abschnitt des flachen, hinteren Abschnittes 86 aus der öffnung 68 an der vorderen Seite
4o des Gehäuses 32 heraus. Jede Öffnung 68 hat einen vorderen Öffnungsabschnitt 93* der gegenüber dem übrigen- Teil der öffnung
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68 an der rückwärtigen Seite 50 versetzt ist und mit einem der
Kanäle 84 und dem Äußeren des Gehäuses 32 in Verbindung steht.
Der vordere Öffnungsabschnitt 93 steht ferner mit dem"übrigen
Teil der öffnung 68 über eine öffnung 95 in Verbindung, die
einen ausreichenden Querschnitt zum Durchführen des hinteren Abschnittes 86 des Anschlusses J)K hat. Dieser Querschnitt ist
aber im wesentlichen kleiner als der Querschnitt der öffnung 68 in der Nähe der rückwärtigen Seite 50 des Gehäuses 32. Der Querschnitt
des vorderen Öffnungsabschnittes 83 ist größer als der Querschnitt der öffnung 95.· da, bei. der bevorzugten Ausführungsforni,
der Öffnungsabschnitt 93 dazu dient, zusätzlich zu einem
gewissen Spiel für den Anschluß Jk, ausreichenden Platz für ein
Haltewerkzeug zu schaffen. Dieses wirkt auf den hervorstehenden Abschnitt des Anschlusses 34 innerhalb des Öffnungsteiles 93
während des weiter unten beschriebenen Umbiegens.
Der vordere Abschnitt des hinteren Abschnittes 86 wird mittels eines bekannten Biegewerkzeuges (dieses ist nicht dargestellt)
so gebogen, wie es auf der Figur 7 dargestellt ist, damit ein abgebogener Abschnitt 9β entsteht, der sich senkrecht zu der
Längsachse des hinteren Abschnittes 86 erstreckt. Der abgebogene Abschnitt kommt dadurch in einem der Kanäle 84, die sich in der
äußeren Oberfläche 52 der Wand 38 befinden und zu dem öffnungsabschnitt
93 der öffnung 68 führen, zu liegen. Der Kanal 84 hat
'eine obere Seite 98, die allgemein in der vorderen Seite des Gehäuses
32 liegt, und mit dem abgebogenen Abschnitt 96 zusammenwirkt.
Dieses Zusammenwirken zusammen mit dem Eingriff der Lappen 90 und den Aussparungen 70 ermöglicht ein sicheres Halten
des Anschlusses 34 in der öffnung 68.
Der vordere Teil des hinteren Abschnittes 86 ist wiederum abgebogen
und ergibt einen Anschlußabschnitt 100, der aus der vorderen
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Seite 4o des Gehäuses 32 an einer Stelle aus dem Kanal 84 herausragt,
die gegenüber der öffnung 95 versetzt ist. Der Anschlußabschnitt
100 kann mit dem Leiter 16 der gedruckten Schaltungsplatte 18 elektrisch und mechanisch verbunden werden, wenn das
Gehäuse 32 auf der Karte l8 vorzugsweise durch das Hindurchführen
des Anschlußabschnittes 100 durch eine öffnung 102 in der Karte 18 angeordnet wird. Wenn die elektrische Verbindung des Anschlußabschnittes
100 mit dem Leiter 16 durch Löten hergestellt wird, verhindert die versetzte Anordnung des Anschlußabschnittes 100
bezüglich der öffnung 95 der entsprechenden öffnung 68, daß Lötzinn
104 durch die öffnung 68 zur rückwärtigen Seite 50 des Gehäuses
32 fließt. Wird dies nicht verhindert, so würde das Lötzinn
104 die erwünschte Biegewirkung des federnden Abschnittes des Anschlusses y\ unwirksam machen.
Der federnde Abschnitt 88 erstreckt sich, wenn der Anschluß vollkommen
eingeführt ist, wie es in den Figuren 3* ^ und 7 dargestellt
ist, von seiner entsprechenden Öffnung 68 nahe.an der
rückwärtigen Seite 50 des Gehäuses 32 zu der Ebene der Innenfläche
58 der Wand 38. Der federnde Abschnitt 88 kommt auf der Innenseite 58 zu liegen und erstreckt sich in einer Richtung
allgemein zu der entsprechenden Aussparung j6ß die sich an der
Innenseite 58 der Wand 38 befindet. Wie es bereits erwähnt wurde,
wurde der federnde Abschnitt 88 beim Einschieben des Anschlusses 34 allgemein in die Richtung seiner entsprechenden öffnung 68
gedruckt, so daß das freie Abschlußende 9k des federnden Abschnittes
88 sich in die entsprechende Aussparung 76 beim vreiteren Einschieben des Anschlusses J>k erstreckt. Es ist vorgesehen, daß
das freie Ende 94 nach der Ausdehnung in seiner Aussparung, 76 an
der Schulter 82 dieser Aussparung anliegt. Die Stelle, an der die Schulter 82 anliegt, hat von der Unterseite 80 dieser Aus-
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sparung Jo einen Abstand, um den federnden Abschnitt 88 vorzuspannen
und um zu vermeiden, daß das freie Ende 94 auf der
Unterseite 8o schleift, wenn dieser Abschnitt auf seine entsprechende
öffnung 68 hin gebogen wird. Die Figur 5 zeigt, daß
der hintere Abschnitt 86 viel breiter als der federnde Abschnitt 88 an ihrer Verbindungsstelle ist. Dadurch liegt die Drehachse
des federnden Abschnittes ungefähr im Bereich 105 in dem sie
miteinander verschmolzen sind.
Der federnde Abschnitt 88 eines jeden Anschlusses 34 hat eine
vorstehende Oberfläche 106, die von dem freien Ende 94 entfernt angeordnet ist. Die vorderen gegenüberliegenden Längskanten der
Grundplatte 14 kommen mit den hervorstehenden Oberflächen 106
während des Einführens der Grundplatte 14 in das Gehäuse 32 in
Eingriff und bewirken, daß jeder der federnden Abschnitte 88 zu
.ihren entsprechenden öffnungen 68 gebogen wird, bis er seine .
entsprechende erwünschte Vorspannung erhalten hat, wobei sich
die Grundplatte 14 auf der Innenfläche 58 der Wand 38 zwischen
den Reihen der Anschlüsse 34 befindet.
Der federnde Abschnitt 88 eines jeden Anschlusses 34 hat eine
Kontaktfläche 108, die sich auf ihm in der Nähe, des freien Endes 94 befindet. Wenn der Anschluß 34 vollkommen eingeführt ist,
wie Figur 4 zeigt, ist.die Kontaktfläche 108 des federnden Abschnittes
88 neben und in umgebogener Weise zu der Ebene der inneren Oberfläche 58 angeordnet« Die Kontaktfläche 108 liegt
gegenüber der anderen Reihe von Anschlüssen 34. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktfläche 108 allgemein
senkrecht zur Ebene der inneren Fläche 58 angeordnet. Der Abstand
zwischen den Kontaktflächen I08 einer Reihe von Anschlüssen 34 und den Kontaktflächen I08 der anderen Anschlußreihe ist
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etwas kleiner als der Abstand zwischen den an gegenüberliegenden
Seiten 30, 32 der Grundplatte 14 angeordneten Kontaktstreifen 16. Die Kontaktfläche lo8 befindet sich vorzugsweise auf einem
Vorsprung auf dem federnden Abschnitt 88, um eine genaue Kontaktfläche
zu bilden., wie es bei 110 angedeutet ist.
Ein Schlitz 112, der durch die beiden Stirnwände 46, 48 des Gehäuses
32 an der vorderen Seite 40 hindurchgeht, ist in der Figur 1 dargestellt. Ebenso geht er durch die beiden gegenüberliegenden
Endabschnitte 114 der Wand 38 neben den Stirnseiten 46,
48 hindurch. In diese Schlitze 112 kann ein bekanntes Ausstoßwerkzeug
(dieses ist hier nicht gezeigt) an der Seite 24 der Grundplatte 14, die der inneren Fläche 58 gegenüberliegt,
eingreifen, um auf diese Weise das Entfernen der Grundplatte 14 aus dem Gehäuse 32 zu erleichtern.
In der Figur 1 ist ein Streifen II6 dargestellt s der in das
Gehäuse 32 eingebracht wird und auf der Grundplatte 14 liegt,
wenn sie von der inneren Fläche 58 der Wand 38 getragen wird. Ein Sitz in der Form eines Schlitzes II8 ist in jeder Stirnseite
46, 48 des Gehäuses 32 vorgesehen, um den Streifen II6 in dem Gehäuse zu sizherns wie es in der' Figur 2 dargestellt ist.
Obgleich der federnde Anschlußabschnitt 88 unter den meisten Arbeitsbedingungen die Grundplatte 14 genügend festhält, stellt
der Streifen Ho eine zusätzliche Eigenschaft.des Steckers 10
dar, die von Vorteil ist, wenn die gedruckte Schaltungskarte 18,
auf der der Stecker 10 und die Grundplatte 14 angeordnet sind, senkrecht oder umgekehrt statt waagerecht, wie es in der Figur
dargestellt ist, eingebaut werden. Der Streifen II6 kann auch von Vorteil sein, wenn der Stecker 10 dort verwendet wird, wo
starke Vibrationen auftreten.
Der Streifen II6 hat an seiner vorderen Seite in der Mitte eine
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Aussparung 120, in die ein Werkzeug (dieses ist nicht gezeigt) zum Entfernen eingeführt werden kann, wodurch der Streifen 116
gebogen wird und dadurch die gegenüberliegenden Endlappen 122 aus den Schlitzen Il8 in den Stirnwänden 46, 48 herausrutsehen.
Dadurch kann der Ausbau des Streifens 116 aus dem Gehäuse 32
erreicht werden.
Man "sieht,, daß die Abmessungen des Steckers 10 nur ein wenig
größer sind als die Abmessungen der.Grundplatte 14, so daß
mehrere Grundplatten dicht nebeneinander auf einer gedruckten Schaltungsplatte angeordnet werden können und daß mehrere Karten
mit Steckern eng zusammengepackt werden können. Ein weiterer Vorteil des Steckers 10 liegt darin, daß der Stecker von seiner
rückwärtigen"Seite aus zugänglich ist. Dadurch kann er auf der
Karte angeordnet werden und die einzelnen keramischen Grundplatten in einer Steckerreihe können entfernt oder eingebracht
werden, wobei dies von der rückwärtigen Seite der Stecker geschieht. Ebenso können die Kontakte der Stecker elektrisch von
der rückwärtigen Seite her durchgeprüft werden, bevor und nachdem die Grundplatte in den Stecker eingebracht worden ist. Ein
weiterer Vorteil des Steckers liegt darin, daß die Kontakte im Gehäuse während des Versendens und des Handhabens geschützt sind-
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Claims (2)
- - 12 - ainp-29236359?PATENTANSPRÜCHEI.J Elektrischer Stecker zum Verbinden von Leitern einer ersten Platte mit Leitern an einer zweiten Platte, mit einem aus Isolator-Werkstoff bestehenden Gehäuse, durch welches mehrere Öffnungen In einem Muster führen,, das zumindest teilweise der Umfangsgestalt der ersten Platte entspricht, wobei die Öffnungen von einer ersten Seite bis zu einer zweiten Seite durch das Gehäuse führen, mit einem Kontaktstreifen in jeder öffnung,, wobei jeder Kontaktstreifen einen federnden Kontaktarm aufweist, der an der ersten Gehäuseseite angeordnet ist, und einem Kontaktabschnitt, der aus der zweiten Gehäuseseite heraussteht, wobei der Kontaktarm eine Kontaktfläche hat, die bezüglich zu und nahe bei einer Stützfläche angeordnet ist und im wesentlichen Ins Innere des Gehäuses weist, um mit einer zugeordneten Kont akt fläche an der ersten Platte In Eingriff zu stehen, und wobei die federnden Kontaktarme an den Kontaktstreifen derart elastisch verformbar sind, daß die Kontaktflächen im wesentlichen parallel zu der Erstreckung der Stützflächen in Auswärtsrichtung des Gehäuses verformbar sind, wenn die erste Platte zwischen die Kontaktflächen eingeklemmt wird, nach Patentanmeldung P 22 48 489.5,. dadurch gekennzeichnet, daß jeder federnde Kontaktarm (88) im Inneren des Gehäuses (52) so vorgespannt ist, daß er mit einer Schulter (82) des Gehäuses (32), die den federnden Kontaktarm (88) vorgespannt hält, in Eingriff kommt.amp-29
- 2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder federnde Kontaktarm (88) an einem hinteren Abschnitt (86) des Anschlusses (J4) nach hinten gebogen ist, so daß er sich unter einem spitzen Winkel bezüglich zu dem hinteren Abschnitt (86) erstreckt, wobei jeder hintere Abschnitt (86) aus einer entsprechenden Öffnung (68) an der ersten Gehäuseseite (50) hervorsteht, und daß der freie End-■ abschnitt (9^) des federnden Kontaktarmes (88) gegen die Schulter (82) -drückt, die in der Gehäusewand (^8) gebildet ist, wobei die Kontaktfläche 108 zwischen dem freien Endabschnitt (92O und der Abbiegung (105) angeordnet ist.409828/076L e e rs e i t e
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