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Die Erfindung betrifft eine gedruckte
Leiterplatte und einen steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder.
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Seit vielen Jahren sind zahllose
Ausführungsbeispiele
von gedruckten Leiterplattenbaugruppen der zuvor erwähnten Art
bekannt. Leiterplattensteckverbinder werden zum Anschluß an gedruckte Leiterplatten
verwendet. Im einzelnen ist bekannt, daß sogenannte steckkraftlose
Leiterplattensteckverbinder verwendet werden, falls eine sehr große Zahl von
Oberflächenkontakten
auf der gedruckten Leiterplatte durch zugeordnete Kontaktelemente
des Leiterplattensteckverbinders berührt werden soll. Steckkraftlose
Leiterplattensteckverbinder sind gleichfalls seit vielen Jahren
in zahllosen Ausführungsbeispielen
bekannt und werden zum Beispiel in
DE 195 11 509 A1 ,
DE 197 25 123 A1 ,
DE 197 25 132 A1 und
DE 197 25 138 A1 beschrieben.
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US 5.160.275 beschreibt eine Baugruppe aus
gedruckter Leiterplatte und Steckverbinder, die eine gedruckte Leiterplatte
mit auf derselben angeordneten Oberflächenkontakten und einen Leiterplattensteckverbinder
mit einem Aufnahmebereich, in den die gedruckte Leiterplatte eingesteckt
wird, und einer Vielzahl von Kontaktelementen umfaßt, die
zum Einstecken oder Abnehmen der gedruckten Leiterplatte oder Eingriff
der Oberflächenkontakte
vom Aufnahmebereich weg oder zu demselben hin verschoben werden
kann. Die gedruckte Leiterplatte wird mit einem Anschluß in der
Nähe jenes
in den Leiterplattensteckverbinder einzusteckenden Abschnitts der gedruckten
Leiterplatte versehen, an dem der Anschluß und der Steckverbinder während des
Einsteckens und des Abnehmens zusammenwirken, um die Kontakte zu
verschieben.
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Steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder haben
das besondere Merkmal, daß ihre
Kontaktelemente auf mehr oder weniger beweglichen Teilen angeordnet
werden und zusammen mit denselben bewegt werden können. Durch
Bewegen der Teile, die das Kontaktelement tragen, kann der steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder
aus einer Montageposition gebracht werden, was es ermöglicht,
daß eine gedruckte
Leiterplatte in eine Verbindungsposition gesteckt oder aus derselben
entfernt wird, ohne daß die
Kontakte die gedruckte Leiterplatte berühren (steckkraftlos). Die Teile,
die das Kontaktelement tragen, können
danach durch das Betätigen
eines Betätigungsmechanismus', zum Beispiel eines
Stabs, der außen
am steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder und/oder an der gedruckten
Leiterplatte angebracht wird, bewegt werden, so daß die Verbindung hergestellt
wird. Ein Betätigungsmechanismus
dieser Art erfordert eine verhältnismäßig große Menge Raum
und muß außerdem einer
ziemlich spezifischen Reihenfolge folgend bedient werden, ansonsten
können
die gedruckte Leiterplatte und/oder der steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder
beschädigt
werden und/oder eine richtige Verbindung wird nicht erreicht. Dies
ist ein beträchtlicher
Nachteil von steckkraftlosen Leiterplattensteckverbindern. Es ist daher
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu finden,
durch die steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder kompakter und
leichter hergestellt werden können
und zuverlässiger
betrieben werden können.
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Dieses Ziel wird erreicht durch die
Verwendung einer Leiterplatte, die Kontaktflächen auf derselben, einen Anschluß und einen
steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder hat. Die Baugruppe schließt den steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder ein, der Kontaktelemente trägt, auf
eine solche Weise angeordnet und konfiguriert, daß sie durch
einen auf der gedruckten Leiterplatte angebrachten Anschluß bewegt
werden, wenn die gedruckte Leiterplatte in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder
gesteckt wird und/oder wenn die gedruckte Leiterplatte aus dem steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder entfernt wird.
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Da der Leiterplattensteckverbinder
durch den auf der gedruckten Leiterplatte angebrachten Anschluß betätigt wird,
wenn die gedruckte Leiterplatte in den Leiterplattensteckverbinder
gesteckt wird oder wenn die gedruckte Leiterplatte aus dem Leiterplattensteckverbinder
entfernt wird, gibt es keine Notwendigkeit, einen Betätigungsmechanismus zum
Verschieben der Kontakte im Verhältnis
zu den Oberflächenkontakten
nach dem Einstecken der gedruckten Leiterplatte oder vor dem Abnehmen
der gedruckten Leiterplatte bereitzustellen.
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Da der Leiterplattensteckverbinder
durch den auf der gedruckten Leiterplatte bereitgestellten Anschluß betätigt wird,
ist es vorteilhaft, daß der
Anschluß unabhängig hergestellt
und danach auf eine solche Weise auf der gedruckten Leiterplatte
platziert werden kann, daß weder
die gedruckte Leiterplatte noch der Anschluß riskieren, durch die Betätigung des
Leiterplattensteckverbinders beschädigt zu werden. Eine angemessene
Konfiguration und Anordnung des Anschlusses verhindert zuverlässig, daß die gedruckte
Leiterplatte am Leiterplattensteckverbinder (und den Kontakten in
demselben) reibt, wenn sie in den Leiterplattensteckverbinder eingesteckt oder
von demselben abgenommen wird. Diese Möglichkeit kann bei herkömmlichen
Leiterplattensteckverbindem nie vollständig ausgeschlossen werden, und
wenn sie auftritt, wird sie früher
oder später
die Funktionstüchtigkeit
der gedruckten Leiterplatte und/oder des Leiterplattensteckverbinders
beschädigen
oder verringern.
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Als ein Ergebnis der vorgeschlagenen
Neuerungen können
steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder kompakt, leicht, mit
weniger Komplexität
hergestellt werden und können
zuverlässiger
betrieben werden. Vorteilhafte Entwicklungen der Erfindung können aus
den Nebenansprüchen,
der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen entnommen werden.
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Die Erfindung wird hiernach detaillierter durch
Ausführungsbeispiele
beschrieben, unter Bezugnahme auf die Abbildungen, in denen:
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1 eine
gedruckte Leiterplatte mit einem Anschluß, der auf dieselbe geschoben
werden kann, und einen steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder
zum Kontaktieren der gedruckten Leiterplatte zeigt,
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2 die
gedruckte Leiterplatte angeordnet zum Einstecken in den steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder zeigt,
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3 das
anfängliche
Einstecken der gedruckten Leiterplatte in den Leiterplattensteckverbinder
zeigt,
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4 das
weitere Einstecken der gedruckten Leiterplatte in den Leiterplattensteckverbinder zeigt,
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5 eine
Vorderansicht der vollständig
eingesteckten gedruckten Leiterplatte zeigt,
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6 eine
Rückansicht
der vollständig
eingesteckten gedruckten Leiterplatte entsprechend 5 zeigt,
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7 eine
modifizierte Konfiguration des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders
zeigt.
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Die im folgenden beschriebene gedruckte Leiterplatte
ist eine gedruckte Leiterplatte, die gestaltet wird, um über einen
steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder mit einer anderen gedruckten
Leiterplatte oder einem anderen Bestandteil des die gedruckte Leiterplatte
enthaltenden Systems verbunden zu werden. Die gedruckte Leiterplatte
wird über auf
der gedruckten Leiterplatte bereitgestellte Oberflächenkontakte
mit dem steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder verbunden. Die
Oberflächenkontakte
werden auf eine solche Weise angeordnet, daß sie durch Kontaktelemente
eines steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders kontaktiert werden
können. Der
steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder wird normalerweise auf
einer anderen gedruckten Leiterplatte (in den Abbildungen nicht
gezeigt) angebracht, mit der die gegenwärtig betrachtete gedruckte
Leiterplatte verbunden werden soll.
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Der Vollständigkeit halber wird an diesem Punkt
erwähnt,
daß nur
diejenigen Bestandteile der betrachteten gedruckten Leiterplatte
und des betrachteten steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders,
die hier von besonderem Interesse sind, gezeigt und beschrieben
werden. Diejenigen Bestandteile der betrachteten gedruckten Leiterplatte
und des betrachteten steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders,
die nicht gezeigt werden, haben keine besonderen Merkmale und erfordern
keine weitere Erläuterung.
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Die gegenwärtig betrachtete gedruckte
Leiterplatte wird in dem Bereich, der die Oberflächenkontakte einschließt und im
Leiterplattensteckverbinder ruhen wird, mir einem Anschluß versehen.
Der Anschluß gewährleistet,
daß der
Leiterplattensteckverbinder aus einer Montageposition gebracht werden
kann, in der die gedruckte Leiterplatte in eine Verbindungsposition
gesteckt oder aus derselben entfernt werden kann.
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Der gegenwärtig betrachtete steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder
hat Teile, welche die Kontaktelemente tragen, die auf eine solche
Weise angeordnet und konfiguriert werden, daß die Teile und die zugeordneten
Kontakte durch den auf der gedruckten Leiterplatte angebachten Anschluß bewegt werden,
wenn die gedruckte Leiterplatte in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder
gesteckt wird oder aus demselben entfernt wird.
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Die gegenwärtig betrachtete gedruckte
Leiterplatte, der auf derselben zu plazierende Anschluß und der
steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder werden in 1 gezeigt. Die gedruckte
Leiterplatte 1 hat auf derselben bereitgestellte Oberflächenkontakte 11.
Ein Anschluß 3,
der auf der gedruckten Leiterplatte 1 plaziert werden kann,
wird angrenzend an dieselbe gezeigt. Ebenfalls wird ein steckkraftloser Leiterplattensteckverbinder 2 gezeigt.
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Beim betrachteten Beispiel ist der
Anschluß 3 ein
kappen- oder muffenartiges Element, das vorzugsweise aus Kunststoff
hergestellt wird. Der Anschluß 3 kann
im Bereich der Oberlächenkontakte 11 auf
die gedruckte Leiterplatte 1 geschoben werden. Die gedruckte
Leiterplatte 1 mit der aufgeschobenen Kappe 3 wird
in 2 bis 6 gezeigt. Der Anschluß 3 hat
Aussparungen 31 an den Positionen, die über den Oberflächenkontakten 11 der
gedruckten Leiterplatte 1 ruhen werden, sobald der Anschluß 3 auf
die gedruckte Leiterplatte 1 geschoben worden ist. Die Kontaktelemente 21 (Abbildung)
des Leiterplattensteckverbinders 2 kommen durch diese Aussparungen 31 in
Kontakt mit den Oberflächenkontakten 11 der
gedruckten Leiterplatte 1. Der Anschluß 3 wird durch einen,
in den Abbildungen nicht gezeigten, Stift an der gedruckten Leiterplatte 1 befestigt,
der mit einem Loch 12 in der gedruckten Leiterplatte 1 ineinandergreift.
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Wie in 2 zu
sehen ist, schließt
der steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder 2, zusätzlich zu den
oben erwähnten
Kontaktelementen 21, ein Gehäuse 22 und einen Kontaktträger 23 ein,
der die Kontaktelemente 21 trägt. Der Kontaktträger 23 kann,
zusammen mit den durch ihn getragenen Kontaktelementen 21,
im Verhältnis
zum Gehäuse 22 bewegt
werden. Beim betrachteten Beispiel geschieht die Bewegung des Kontaktträgers 23 durch
Stecken einer gedruckten Leiterplatte 1 in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 und
durch Entfernen der gedruckten Leiterplatte 1 aus dem steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder 2. Dies wird hiernach unter
Bezugnahme auf 2 bis 6 detaillierter beschrieben.
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2 zeigt
ebenfalls das Stadium, in dem das Einstecken einer mit dem Anschluß 3 versehenen
gedruckten Leiterplatte 1 in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 gerade
begonnen hat. Wie in 2 gezeigt,
berührt
die gedruckte Leiterplatte 1 noch nicht den Kontaktträger 23.
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Bei weiterem Einstecken der gedruckten
Leiterplatte 1 in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 stößt ein im
Verhältnis
zur Einsteckrichtung vorderes Ende des Anschlusses 3 an
eine Lasche 231, die in einem oberen Bereich des Kontaktträgers 23 bereitgestellt
wird. Die Lasche 231 steht vom Kontaktträger 23 in
einen Aufnahmebereich des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders 2 vor. Die
gedruckte Leiterplatte 1 wird durch den Aufnahmebereich
geschoben, wenn die gedruckte Leiterplatte in den steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder eingesteckt wird. Wenn der Anschluß 3 und die
Lasche 231 aufeinander wirken, wird die Lasche 231 während des
Einsteckens zu einer Seite abgelenkt und wird in dieser Position
gehalten. Der Kontaktträger 23 wird
durch die auf die Lasche 231 ausgeübte Kraft zur Seite geschwenkt,
wodurch ermöglicht
wird, daß die
gedruckte Leiterplatte ohne oder jedenfalls ohne bedeutende Kraftausübung, um
die durch die Kontakte 21 ausgeübten Steckkräfte zu überwinden,
weiter in den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder eingesteckt
wird. Der steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder wird folglich
in eine Montageposition gebracht, die das Einstecken oder Abnehmen
einer gedruckten Leiterplatte ermöglicht. Dieses Stadium wird
in 3 gezeigt.
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Wenn sich das Einstecken der gedruckten Leiterplatte 1 fortsetzt,
trifft ein seitlicher Vorsprung 32 auf dem Anschluß 3 auf
einen in einem unteren Bereich des Kontaktträgers 23 bereitgestellten
Arm 232, der ähnlich
wie die Lasche 231 des Kontaktträgers 23 in den Aufnahmebereich
des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders vorsteht. Die gedruckte Leiterplatte 1 passiert
auch durch diesen Abschnitt (wo sich der Arm 232 befindet)
des Aufnahmebereichs, wenn die gedruckte Leiterplatte in den steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder 2 gesteckt wird. Dies wird
in 4 gezeigt.
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Wenn sich das Einstecken der gedruckten Leiterplatte 1 in
den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 fortsetzt,
drückt
der Anschluß 3 durch
den seitlichen Vorsprung 32 den Arm 232 nach unten.
Dies führt
zu einem Schwenken des Kontaktträgers 23,
was bewirkt, daß der
obere Teil des Kontaktträgers 23 zur
gedruckten Leiterplatte 1 hin schwenkt. 5 zeigt das Stadium, in dem dies geschah.
Wenn der Kontaktträger 23 schwenkt,
bewegt sich die Lasche 231 des Kontaktträgers 23,
die bisher durch den Anschluß 3 aus
dem Weg gewesen ist, in eine zugeordnete Aussparung 33 im Anschluß 3. Dies
wird in 6 gezeigt.
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Die Geschwindigkeit und der Verlauf
der Schwenkbewegung des die Kontaktelemente tragenden Teils 23 können auf
Grund der Form des Anschlusses 3 (seitlicher Vorsprung 32)
und auf Grund der Form des Arms 232 des Kontaktträgers 23 eingestellt
werden. Beim betrachteten Beispiel werden der seitliche Vorsprung 32 des
Anschlusses 3 und der Arm 232 des Kontaktträgers 23 auf
eine solche Weise konfiguriert, daß ein Einstecken der gedruckten Leiterplatte 1 in
den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 mit einer
gleichbleibenden Geschwindigkeit anfangs eine verhältnismäßig schnelle Ablenkung
des Kontaktträgers 23 und
danach ein vergleichsweise langsames und zunehmend langsames Schwenken
des Kontaktträgers 23 mit
sich bringt. Die Kraft, die aufgewendet wird, um die gedruckte Leiterplatte 1 in
den steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 zu stecken,
kann daher mit einer gleichmäßigen Einsteckgeschwindigkeit
gleichbleibend gehalten werden. Der gesteigerte Widerstand, der
während
des Schwenkens in diesem Stadium überwunden werden muß, wird
durch das vergleichsweise langsame Schwenken des Kontaktträgers 23
zum Ende des Schwenkvorgangs hin ausgeglichen. Der gesteigerte Widerstand
wird dadurch verursacht, daß die
Kontaktelemente 21 des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders 2,
die durch den Kontaktträger 23 getragen
werden, mit der gedruckten Leiterplatte 1 ineinandergreifen
und die damit verbundenen Federkräfte ein weiteres Schwenken
des Kontaktträgers 23 erschweren.
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In dem in 5 und 6 gezeigten
Stadium ist die gedruckte Leiterplatte 1 in der vollständig eingesteckten
Position, und der steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder 2 ist
in seiner Verbindungsposition und kontaktiert richtig die in denselben
eingesteckte gedruckte Leiterplatte 1. Die durch den Kontaktträger 23 gehaltenen
Kontaktelemente 21 kontaktieren dadurch, daß sie durch
die Aussparungen 31 des Anschlusses 3 vorstehen,
richtig die zugeordneten Oberflächenkontakte 11 der
gedruckten Leiterplatte. In diesem Stadium sitzt die gedruckte Leiterplatte 1 fest
innerhalb des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders 2,
die Lasche 231 des Kontaktträgers 23 wird in der
Aussparung 33 im Anschluß 3 positioniert, was
vorteilhafterweise verhindert, daß die gedruckte Leiterplatte 1 aus
dem steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 freigegeben
wird. Die Sicherung kann durch Ziehen an der gedruckten Leiterplatte 1 entgegengesetzt
zur Einsteckrichtung (d.h. Entfernen) überwunden werden.
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Die oben erwähnten Vorgänge werden umgekehrt, wenn
die gedruckte Leiterplatte 1 aus dem steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinder 2 entfernt wird.
Es sollte erwähnt
werden, daß die
Vorgänge, die
nun beim Entfernen der gedruckten Leiterplatte 1 stattfinden,
nun durch die Kontaktelemente 21 des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders 2 unterstützt werden.
Die Federkräfte
der Kontaktelemente 21 unterstützen das Schwenken des Kontaktträgers 23 von
der gedruckten Leiterplatte 1, wenn die Kraft, die den
Arm 232 nach unten drückt
und ihn unten hält,
beim Entfernen der gedruckten Leiterplatte 1 aus dem steckkraftlosen
Leiterplattensteckverbinder 2 nachläßt und schließlich verschwindet.
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Es sollte offensichtlich sein, daß die beschriebene
gedruckte Leiterplatte und der beschriebene steckkraftlose Leiterplattensteckverbinder
auf viele Weise variiert werden können, bei wesentlich der gleichen
Funktionsweise und Betriebsweise. Insbesondere gibt es keine Einschränkung darin,
wie der Anschluß 3 geformt
wird. Entweder eine Kappe, die auf die gedruckte Leiterplatte geschoben
werden kann, oder zum Beispiel ein oder mehrere plattenartige Elemente
oder andere getrennte Bestandteile, die auf der gedruckten Leiterplatte
plaziert werden, können
ebenfalls an Stelle einer Kappe verwendet werden. Es wäre ebenfalls
vorstellbar, den Anschluß nicht
durch ein gesondertes Teil, sondern zum Beispiel durch Spritzgießen einer
entsprechenden Konfiguration auf die gedruckte Leiterplatte oder
Formen der gedruckten Leiterplatte auf eine besondere Weise zu formen.
Darüber
hinaus gibt es keine Einschränkung
auf die beschriebene Art der Verbindung zwischen der gedruckten
Leiterplatte 1 und dem Anschluß 3. Die gedruckte
Leiterplatte 1 und der Anschluß 3 können grundsätzlich abnehmbar
oder nicht abnehmbar miteinander verbunden werden, auf eine beliebige
Weise, zum Beispiel durch Klemmen, Ineinanderpressen, Adhäsion usw.
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Darüber hinaus gibt es keine Einschränkung, daß die gedruckte
Leiterplatte 1 Oberflächenkontakte 11 nur
auf einer Seite hat. Die gedruckte Leiterplatte 1 kann
mit Oberflächenkontakten 11 auf
beiden Seiten versehen werden, und der Leiterplattensteckverbinder 2 kann
so gestaltet werden, daß er
einen Kontakt mit gedruckten Leiterplatten 1 dieser An
herstellt. Ein Leiterplattensteckverbinder dieser Art kann zum Beispiel
dadurch hergestellt werden, daß gegenüber dem
(ersten) Kontaktträger 23 ein
zweiter Kontaktträger
bereitgestellt wird, der sich symmetrisch zum ersten Kontaktträger bewegt,
wenn die gedruckte Leiterplatte eingesteckt und abgenommen wird,
ein Kontaktträgerteil
dieser Art wird in 7 gezeigt.
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Auf Grund der oben beschriebenen
Merkmale der gedruckten Leiterplatte und des steckkraftlosen Leiterplattensteckverbinders
ist es, ungeachtet der Details der praktischen Herstellung, möglich, steckkraftlose
Leiterplattensteckverbinder besonders kompakt und leicht herzustellen
und sie zuverlässig zu
betreiben.