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Die
Erfindung betrifft eine Steckbuchse für Leiterplatten. Bei Leiterplatten
besteht die Notwendigkeit, die dort verwendeten Bauteile mit Strom
zu versorgen. Hierzu gibt es Hochstromkontakte oder ähnliche
Einrichtungen, mit denen Kabel verbunden werden können. Üblicherweise
werden die Kabel dabei angeschraubt.
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Es
gibt aber auch die Notwendigkeit, derartige Zuführungen lösbar zu gestalten, beispielsweise durch
Steckverbindungen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfach aufgebaute und
unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten
genügende
Steckbuchse zu schaffen, die sich einfach mit der Leiterplatte verbinden
lässt und
die für
zuverlässige
Steckverbindungen sorgt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindungen eine Steckbuchse mit den im Anspruch 1 genannten
Merkmalen vor. Die Erfindung schlägt weiterhin die Verwendung
einer derartigen Steckbuchse vor.
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Die
von der Erfindung vorgeschlagene Steckbuchse lässt sich mithilfe der Anbringungsmittel an
der Leiterplatte anbringen. Die Kontaktzungen bilden zwischen einander
einen Durchgang, in den ein Steckerstift eingesteckt werden kann.
Wegen der Schlitze zwischen den Kontaktzungen sind diese unabhängig voneinander
bewegbar, so dass sie insgesamt einen relativ großen Toleranzausgleich
durchführen
können.
Wegen des konvergierenden Verlaufs der Kontaktzungen liegen diese
im Bereich ihrer freien Enden an dem Stift an. Dieses freie Ende
kann an der Innenseite daher leicht gebogen ausgebildet sein, ohne
dadurch den konvergierenden Verlauf der Kontaktzungen zu verlassen.
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Durch
die Länge
und den Konvergenzwinkel der Zungen lässt sich bestimmen, wie weit
ein Toleranzausgleich erfolgen kann. Ein Toleranzausgleich ist insbesondere
dann von Interesse, wenn Bauelemente mit mehreren Steckerstiften
versehen sind und mit Steckbuchsen verbunden werden sollen.
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Die
Kontaktzungen können
beispielsweise an einem massiven metallischen Block angebracht sein.
Besonders günstig
ist es aber, wenn die Steckbuchse als einstückiges Bauteil aus einem ebenen Stück Blech
ausgestanzt und durch Biegen in ihre endgültige Form gebracht ist. Dadurch
lässt sich
die Herstellung vereinfachen und verbilligen.
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Insbesondere
kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Kontaktzungen an
einem geschlossenen Blechring ausgebildet sind. Der Blechring ist üblicherweise
als Kreiszylinder ausgebildet, da Steckerstifte normalerweise einen
zylindrischen Aufbau aufweisen. Aufgrund der einzelnen durch Längsschlitze
voneinander getrennten Kontaktzungen lässt sich eine solche Steckbuchse
mit einer einem Kreis entsprechenden Grundform auch für Steckerstifte
mit einem anderen Querschnitt verwenden.
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Um
allen Kontaktzungen die gleichen Eigenschaften zu verleihen, kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass sie alle die gleiche Länge aufweisen, was beispielsweise
dadurch erreicht werden kann, dass die zwischen ihnen gebildeten
Längsschlitze
alle in axialer Richtung an der gleichen Stelle beginnen. Der Beginn
aller Längsschlitze
liegt damit in einer Ebene, die senkrecht zur Steckrichtung der Steckbuchse
verläuft.
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Je
nach Art der Anbringung der Steckbuchse an der Leiterplatte ist
es erforderlich, die Steckbuchse an diese Leiterplatte anzudrücken oder
anzupressen. Da ein Andrücken
an den freien Enden der Kontaktzungen wegen deren Verbiegbarkeit
nicht sinnvoll oder wünschenswert
ist, können
die Anfänge
der Längsschlitze
eine Anlagefläche
für ein
Werkzeug bilden. Hier kann man mit erforderlichenfalls großer Kraft
die Steckbuchse gegen die Leiterplatte anpressen.
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Eine
weitere Maßnahme,
um zu erreichen, dass alle Kontaktzungen sich gleichmäßig auslenken lassen
beziehungsweise mit gleicher Kraft an einem Steckerstift anliegen,
liegt darin, dass alle Kontaktzungen auch die gleiche Breite aufweisen.
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Es
wurde erwähnt,
dass es sinnvoll ist, dass die Kontaktzungen an einem Blechring
ausgebildet sind. Erfindungsgemäß kann in
Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Anbringungsmittel an der
den Kontaktzungen abgewandten Seite dieses Blechrings ausgebildet
sind.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anbringungsmittel
als einzelne durch Zwischenräume
getrennte Beine ausgebildet sind. Diese Beine können dabei insbesondere parallel
zueinander verlaufen, also in Steckrichtung der Steckbuchse. Sie
können
dann in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte eingepresst
oder auch eingelötet
werden.
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Es
ist ebenfalls möglich,
dass die Beine quer zur Steckrichtung der Steckbuchse verlaufen,
also abgebogen sind, und dass ihre den Kontaktzungen abgewandten
Unterseiten in einer Ebene liegen. In diesem Fall können die
Anbringungsmittel in SMD Technologie mit Lötflächen verlötet werden.
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Selbstverständlich ist
auch eine Kombination dieser beiden Ausbildungsarten der Anbringungsmittel
möglich.
So können
beispielsweise die Beine für die
SMD Technologie ausgebildet seien, aber zwei Beine nicht abgebogen
verlaufen, um auf diese Weise eine Ausrichtung der Steckbuchse gegenüber den Lötflächen bewirken
zu können.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steckbuchse
eine die Kontaktzungen umgebende äußere Hülse aufweist. Diese äußere Hilfe
kann zum einen als Schutz für
die Kontaktzungen dienen, um auf diese Weise eine Beschädigung der
Kontaktzungen durch ein zu weites Ausbiegen nach außen zu verhindern.
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Es
kann zweckmäßig sein
und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass die Hülse derart
an der Steckbuchse angebracht ist, dass sie in axialer Richtung
die Kontaktzungen überragt.
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Auch
die Hülse
kann aus einem Blechzuschnitt hergestellt und durch Stanzen und
Biegen in ihre endgültige
Form gebracht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die äußere Hülse auf den
Blechring, an dem die Kontaktzungen und/oder die Anbringungsmittel
ausgebildet sind, aufgepasst ist.
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Die äußere Hülse, die
Zylinderform aufweisen kann, weist einen den Anbringungsmittel beziehungsweise
der Leiterplatte abgewandten Rand auf, der wegen des konvergierenden
Verlaufs der Kontaktzungen einen radialen Abstand von den Enden der
Kontaktzungen aufweist. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass
der Rand der Hülse
nach in nen umgefaltet ist. Dies führt einerseits zu einer Vergrößerung der
Stabilität
der Hülse
und bildet andererseits auch eine Einführerhilfe für den Steckerstift.
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In
nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
die Hülse
an ihrer Innenseite mindestens einen nach innen gerichteten Vorsprung
zum Angriff an einer Gegenfläche
der Steckbuchse aufweist. Dieser Vorsprung kann als Ausklinkung
aus dem Blechzuschnitt der Hülse
verwirklicht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dieser
Vorsprung an dem Anfang eines Längsschlitzes
zwischen zwei Kontaktzungen angreift. Wenn, wie von der Erfindung
vorgeschlagen ist, alle Längsschlitze
an der gleichen Stelle beginnen, kann die Außenhülse praktisch in beliebiger
Position auf die Steckbuchse aufgeschoben werden.
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Vorzugsweise
sind mehrere solche inneren Vorsprünge vorgesehen, deren Umfangsabstand dem
Umfangsabstand der Längsschlitze
entspricht.
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Durch
diese inneren Vorsprünge
wird es möglich,
die Steckbuchse mit ihren parallel zueinander verlaufenden Beinen
in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte einzupressen, indem
Druck auf den Rand der äußeren Hülse ausgeübt wird.
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Erfindungsgemäß kann in
Weiterbildung die Hülse
als Abstandselement ausgebildet sein. Dadurch wird es möglich, dass
eine Steckbuchse gleichzeitig den Abstand zweier Leiterplatten definiert.
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Die
Erfindung schlägt
daher auch die Verwendung einer solchen Steckbuchse als Kontaktelement
und als Abstandselement zwischen zwei Leiterplatten vor. Insbesondere
kann dabei vorgesehen sein, dass zur korrekten Abstandsmontage zweier Leiterplatten
mehrere derartige Steck buchsen verwendet werden.
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In
nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
die Steckbuchse konzentrisch zu einem Loch in der Leiterplatte an
dieser befestigt wird. Dann kann ein Steckerstift auch durch die
Leiterplatte hindurchragen. Bei der Verbindung mehrerer Leiterplatte
miteinander kann für
eine Reihe hintereinander angeordneter Steckbuchsen ein einziger
Steckerstift verwendet werden.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus dem Patentansprüchen und der Zusammenfassung,
deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung
gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer von der Erfindung vorgeschlagenen Steckbuchse;
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2 einen
Schnitt durch die Steckbuchse der 1;
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3 eine
Seitenansicht einer Außenhülse für die Steckbuchse;
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4 einen
Schnitt durch die Außenhülse der 3;
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5 einen
der 2 entsprechenden Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
der Steckbuchse;
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6 einen
Teilschnitt durch Steckbuchse und Außenhülse;
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7 die
Art der Verwendung der Steckbuchse beim Zusammensetzen von Leiterplatten.
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1 zeigt
die Seitenansicht einer Steckbuchse, die aus einem Stück Blech
durch Stanzen und Biegen hergestellt ist. Im mittleren Bereich ist
ein Ringelement 1 vorhanden, dessen ehemals voneinander
abgewandten Ränder
mithilfe eines Omegaverschlusses 2 miteinander verbunden
sind. Dieses Ringelement 1 weist eine in 1 nach
oben gerichtete Kante 3 auf, von der aus eine Vielzahl
von Kontaktzungen 4 ausgehen. Diese Kontaktzungen weisen
alle die gleiche Länge
und die gleiche Breite auf. Auf der gegenüberliegenden Seite des Ringelements 1 erstreckt
sich ebenfalls eine Vielzahl von Kontaktstiften 5, die
bei der dargestellten Ausführungsform parallel
zueinander verlaufen, im Querschnitt rechteckig sind und ein verjüngtes vorderes
Ende 6 aufweisen.
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Die
Kontaktzungen 4 sind durch Längsschlitze 7 voneinander
getrennt. Die Kontaktzungen 4 sind aus der ursprünglichen
geradlinigen in der Verlängerung
des Ringelements 1 liegenden Form so verformt, dass sie
in von dem Ringelement 1 in Richtung auf ihr freies Ende 8 konvergieren.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
verlaufen die Kontaktzungen 4 geradlinig. Sie könnten auch
eine von der geradlinigen Form abweichende Form aufweisen.
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Auch
die Kontaktstifte 5 sind durch Schlitze 9 voneinander
getrennt.
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Die 2 zeigt
einen Axialschnitt durch die Steckbuchse der 1. Hier
ist zu sehen, dass die Innenseiten der Kontaktzungen 4 im
Bereich ihres freien Endes 8 leicht konkav gekrümmt verlaufen.
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Die
an der in den 1 und 2 unteren Seite
angeordneten Kontaktstifte 5 bilden ein Anbringungsmittel 10 zur
Anbringung der dargestellten Steckbuchse an einer Leiterplatte.
Ist die Steckbuchse an einer Leiterplatte angebracht, so kann von
der gegenüberliegenden,
in den 1 und 2 oberen Seite her ein Steckerstift
in die Steckbuchse eingesteckt werden. Er muss einen Durchmesser
aufweisen, der größer ist
als der Abstand der oberen Enden der Kontaktzungen voneinander. Üblicherweise
sind die Steckerstifte auf die Steckbuchsen abgestimmt. Man kann
jetzt der 2 aber auch entnehmen, dass wegen
der relativ großen
Länge der
Kontaktzungen der Steckerstift auch, sobald er in der Steckbuchse eingesteckt
ist, noch zur Seite bewegt werden kann, ohne dass dadurch der Kontakt
mit der Steckbuchse verloren geht. Anders ausgedrückt muss
der Steckerstift nicht exakt konzentrisch zu der Steckbuchse in
diese eingeführt
werden, sondern er kann auch leicht zur Seite abweichen. Es ist
also eine gewisse Toleranz bei der Herstellung der Verbindung gegeben.
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Die
Verbindung der Steckbuchse mit der Leiterplatte kann bei der in
den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform
in einfacher Weise dadurch geschehen, dass die Leiterplatte an den
Kontaktstiften 5 entsprechenden Positionen durchkontaktierte Löcher aufweist,
in die die Kontaktstifte 5 eingepresst werden. Zum Einpressen
kann man mit einem Werkzeug an den Enden oder anders ausgedrückt an dem Beginn
der Längsschlitze 7 angreifen,
also an den freien Stellen 11 der einseitigen Begrenzungskante 3 des
Ringelements 1. Da die Kante 3 in einer Ebene quer
zur Längsachse
der Steckbuchse verläuft,
kann dort mit einem Werkzeug in einfacher Weise angegriffen werden.
Bei einem solchen Werkzeug kann es sich beispielsweise um einen
sternförmigen
Dorn handeln.
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Diese
Steckbuchse, die in den 1 und 2 dargestellt
ist, kann aber auch zusammen mit einer Außenhülse verwendet werden, die in
den 3 und 4 dargestellt ist. Die Darstellung
in den 3 und 4 ist nicht maßstabsgerecht
gegenüber
den 1 und 2. Die Steckbuchse und die Außenhülse sind
so auf einander abgestimmt, dass die Außenhülse auf die Steckbuchse aufgepasst
wird, wobei sie dann an der Außenseite
des Ringelements 1 anliegt.
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Wie
Außenhülse 12 ist
ebenfalls aus einem zunächst
ebenen Stück
Blech durch Ausstanzen und Umbiegen hergestellt worden. Die ursprünglich voneinander
abgewandten Kanten sind ebenfalls durch jeweils einen Omega Verschluss 13 im
oberen und im unteren Bereich miteinander verbunden.
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An
ihrer später
der Leiterplatte zugewandte Unterseite 14 ist die Hülse durch
eine ebene Kante begrenzt. Der gegenüberliegende Rand ist nach innen
umgefaltet, siehe den Schnitt der 4. Damit dies
Umfalten möglich
ist, sind einzelne Einkerbungen 15 vorhanden, zwischen
denen die umzufaltenden Teile angeordnet sind.
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Die
axiale Länge
der Außenhülse 12 ist
so bemessen, dass nach dem Zusammensetzen die freien Enden 8 der
Kontaktzungen 4 innerhalb der axialen Erstreckung der Außenhülse 12 liegen.
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Die
Außenhülse 12 weist
an ihrer Innenseite Vorsprünge 16 auf,
die dadurch hergestellt sind, das in die Wand der Außenhülse einen
uförmiger
Schlitz 17 eingebracht wird, und das Material der Wand
innerhalb des Schnitzel 17 nach innen ausgeklinkt wird.
Dadurch entstehen diese Vorsprünge
mit einer nach unten gerichteten Schulterfläche 18. Diese Schulterfläche 18 ist
so positioniert, dass sie unmittelbar an der nicht verformten Innenwand
der Außenhülse 12 beginnt.
Wird die Außenhülse 12 auf
die Steckbuchse aufgeschoben, so liegen die Vorsprünge 16 innerhalb
der Längsschlitze 7 zwischen
den Kontaktzungen 4, und die Schulterflächen 18 liegen auf
den freien Stellen 11 der Kante 3 des Ringelements 1.
Dies ist an einer Stelle in 6 dargestellt. Die
Vorsprünge 16 sind
also auf die Breite und Anordnung der Längsschlitze 7 zwischen
den Kontaktzungen 4 abgestimmt. Damit kann die Außenhülse 12 auch
als Werkzeug dienen, um die Steckbuchse in die durchkontaktierten
Bohrungen der Leiterplatte einzupressen. Da die abgerundete Oberkante 19 der Außenhülse 12,
siehe 3 und 4, in einer Ebene senkrecht
zur Steckrichtung und damit parallel zur Leiterplatte liegt, kann
also durch Angreifen an dem oberen Rand 19 der Außenhülse 12 die
Steckbuchse in die durchkontaktierten Bohrungen eingepresst werden.
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Bislang
wurde erwähnt,
dass die Steckbuchse dadurch mit der Leiterplatte verbunden wird,
dass die Kontaktstifte fünf
in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte eingepresst wird.
Selbstverständlich sind
auch andere Methoden der Verbindung der Steckbuchse mit der Leiterplatte
möglich.
Eine weitere Art der Verbindung zeigt die 5. Dort
sind die Kontaktstifte 5 unmittelbar an dem Übergang
zu dem Ringelement 1 rechtwinklig nach außen abgebogen. Dadurch
liegen ihre der Leiterplatte zugewandten Unterseiten 20 alle
in einer Ebene. Bei dieser Ausführungsform
kann die Steckbuchse mit Lötflächen der Leiterplatte
in SMD verbunden werden. Auch hier kann die Außenhülse 12 dazu dienen,
die Steckbuchse zu positionieren und während des Lötvorgangs zu halten. Die Abbiegung
der Kontaktstifte 5 nach außen hat den Vorteil, dass die
Steckbuchse konzentrisch zu einer Öffnung in der Leiterplatte
angebracht werden kann, und dass diese Öffnung für weitere Funktionen weiterhin
zur Verfügung
steht. Falls dies nicht erforderlich ist, ist es selbstverständlich auch
möglich,
die Kontaktstifte 5 nach innen umzubiegen, so dass sie
nicht über
die Außenseite
des Ringelements 1 vorstehen.
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Das
Umfalten des oberen Rand des der Außenhülse 12 nach innen
führt dazu,
dass die Stabilität der
Außenhülse vergrößert ist.
Gleichzeitig erleichtert die abgerundete Oberkante 19 das
Einführen
eines Steckerstifts. Eine weitere Funktion der Außenhülse liegt
natürlich
darin, dass ein zu starkes Verformen der Kontaktzungen 4 nach
außen
verhindert wird. Die große
Stabilität
der Außenhülse 12 macht es
möglich,
die Außenhülse als
Abstandselement zu verwenden, was insbesondere dann sinnvoll ist, wenn
beispielsweise zwei Leiterplatten miteinander verbun den werden sollen.
Eine solche Anordnung zeigt die 7, in der
schematisch dargestellt ist, wie drei Leiterplatten 21 parallel
zueinander angeordnet werden, wobei jeweils zwischen zwei Leiterplatten 21 mehrere
Steckbuchsen mit Außenhülsen 12 angebracht
sind. Der Abstand zweier Leiterplatten 21 voneinander entspricht
der axialen Länge
der Außenhülse 12.
Links in 7 ist dargestellt, dass als
Steckerstift ein Stift 22 verwendet wird, der mit seinem
Kopf 23 an der unteren Leiterplatte 21 befestigt
ist. Sein freies Ende ragt dann über
die obere Leiterplatte 21 hinaus.
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Es
ist aber ebenfalls ein Steckerstift 24 verwendbar, der
als glatter Stift durch alle fluchtenden Steckbuchsen hindurch ragt.