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Die Erfindung geht aus von einer Befestigungseinrichtung für einen Leiterkartensteckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
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Die Erfindung geht weiterhin aus von einem System, aufweisend einen Leiterkartensteckverbinder, der zumindest einen Isolierkörper besitzt, und eine Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1.
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Derartige Befestigungseinrichtungen für Leiterkartensteckverbinder werden benötigt, um Leiterkartensteckverbinder sicher und stabil an Leiterkarten zu befestigen.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik ist es bekannt, Leiterkartensteckverbinder, z. B. durch Rasthakten ihrer Isolierkörper oder durch Anlöten oder durch Einpressen dafür vorgesehener anschlussseitiger Endabschnitte ihrer Steckkontakte, an Leiterkarten zu befestigen.
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Die Druckschrift
EP 0 335 160 B1 betrifft einen Steckverbinder mit abgewinkelten Kontaktpfosten zum Einpressen in Leiterplattenbohrungen. Der Steckverbinder besitzt einen Kontaktelemente beinhaltenden Isolierkörper, der einerseits zur Aufnahme eines entsprechend ausgebildeten Gegensteckers ausgebildet ist und aus dessen rückwärtiger Anschlussseite als stiftförmige Kontaktpfosten ausgebildete Verlängerungen der Kontaktelemente herausragen. Dabei sind die Kontaktpfosten rechtwinklig zur Steckrichtung des Gegensteckers abgebogen mit einem Einpressabschnitt zur kontaktierenden Befestigung in Leiterplattenbohrungen ausgebildet.
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Weiterhin sind im Stand der Technik eine Vielzahl bügelförmiger Vorrichtungen zur Befestigung elektrischer Komponenten an verschiedenen Unterlagen bekannt.
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Die Druckschrift
DE 24 41 665 A1 zeigt einen Klemmbügel zur Befestigung eines Transistors an einer Bandleitung. Der Klemmbügel besteht aus einem geeignetem festen Werkstoff, wie z. B. Metalldraht, Metallstreifen oder formsteifen Kunststoff, und ist nach Art eines sogenannten Clipses gebildet, um die erforderliche Schnappwirkung zu erzielen die Druckschrift
US 6 302 737 B1 zeigt einen Bügel, der den Isolierkörper einer Vorrichtung zur Aufnahme elektrischer Baugruppen an einer Leiterplatte befestigt. Der Bügel umgreift hierzu den Isolierkörper mit einem Mittelteil. Der Bügel besitzt zwei Endabschnitte zum Durchgreifen jeweils einer Befestigungsöffnung einer Leiterkarte.
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Im Stand der Technik existieren folgende Nachteile:
- Zum einen sind leider nicht sämtliche Leiterkartenstecker mit allen Leiterkartentypen kompatibel. Insbesondere können sich verschiedene Leiterkarten in ihrer Stärke unterscheiden. Weiterhin können darin angeordnete Befestigungsöffnungen/ Befestigungsbohrungen in ihrer Größe variieren. Beides sind Faktoren, welche die Konstruktion einer universellen Befestigungsvorrichtung des Leiterkartensteckverbinders erschweren oder gar unmöglich machen.
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Auch können die Leiterkarten je nach Fertigungs- und Kontaktierungstechnik Ungenauigkeiten, beispielsweise zwischen darauf angeordneten Kontaktanschlüssen und eigens zur Befestigung vorgesehenen Befestigungsbohrungen, aufweisen. Leider lassen konventionelle Befestigungen eine Positionsänderung des Steckverbinders zum Toleranzausgleich nicht oder zumindest nicht in ausreichendem Maße zu.
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Weist der Isolierkörper des Steckverbinders zur Befestigung an der Leiterkarte Rastelemente, z. B. Rastarme mit Rasthaken, auf, so sind diese üblicherweise aus dem gleichen Kunststoff gefertigt, aus dem auch der Isolierkörper besteht. Daher besitzen sie üblicherweise gegenüber einigen Lötverfahren, z. B. dem sogenannten „Wellenlötverfahren“, in der Regel keine ausreichende Temperaturbeständigkeit.
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Der Leiterkartensteckverbinder und insbesondere sein Isolierkörper sollten aber möglichst universell einsetzbar sein, um eine effiziente und kostengünstige Herstellung und Vermarktung zu ermöglichen.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungseinrichtung für Leiterkartensteckverbinder einer bestimmten Bauform anzugeben, die eine Befestigung dieser Leiterkartensteckverbinder an möglichst vielen verschiedenartigen Leiterkarten gestattet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Eine Befestigungseinrichtung für einen Leiterkartensteckverbinder weist mindestens einen federelastischen, einstückigen Drahtbügel auf. Dieser Drahtbügel besitzt ein Mittelteil zum zumindest teilweisen, insbesondere dreiseitigen, Umgreifen eines Isolierkörpers des Leiterkartensteckverbinders. Weiterhin besitzt der Drahtbügel zwei Endabschnitte zum Durchgreifen jeweils einer Befestigungsöffnung einer Leiterkarte zur Befestigung des Isolierkörpers an der Leiterkarte. Die beiden Endabschnitte sind jeweils zu einer durch die Befestigungsöffnung der Leiterkarte einpressbaren Befestigungsöse umgebogen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Drahtbügel durch seine federelastischen Eigenschaften in der Lage ist, sich den Gegebenheiten verschiedener Leiterkarten anzupassen. Zudem kann in extremen Fällen auch ein anderer, an die jeweilige Leiterkarte angepasster, Drahtbügel verwendet werden, da er als separates Teil ausgeführt ist. Dies hat den Vorteil, dass der aufwändig hergestellte Isolierkörper gegebenenfalls nicht ausgetauscht werden muss. Stattdessen kann vorteilhafterweise lediglich der Drahtbügel ausgetauscht oder an die Gegebenheiten der Leiterkarte angepasst werden, was wesentlich preisgünstiger und unaufwändiger ist.
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In besonders stark individualisierten Anwendungen kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Drahtbügel auch im Feld den entsprechenden Notwendigkeiten angepasst werden, indem er mit einem Werkzeug, z. B. einer Zange, insbesondere einer Spitzzange, in die benötigte Form gebogen wird.
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Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung des Drahtbügels besteht darin, dass der Drahtbügel temperaturbeständig ist, also beispielsweise ein sogenanntes „Wellenlöten“ gestattet. Beim Wellenlöten wird zunächst die Lötseite der Leiterkarte automatisiert mit einem Flussmittel benetzt. Danach wird die Leiterplatte mittels Konvektionsheizung (Verwirbelung der Wärme, wodurch praktisch überall, auch auf der Oberseite, die gleiche Temperatur anliegt), Wendelheizung oder Infrarot-Strahlern vorgeheizt. Dies geschieht, um den Lösungsmittelanteil des Flussmittels zu verdampfen (sonst Blasenbildung beim Lötvorgang), die chemische Wirkung der Aktivatoren zu erhöhen und um einen Temperaturverzug der Baugruppe sowie Schädigung der Bauteile durch einen zu steilen Temperaturanstieg beim nachfolgenden Löten zu vermeiden. In der Regel wird eine Temperaturdifferenz von unter 120°C gefordert. Das bedeutet, dass bei einer Löttemperatur von 250°C die Platine auf mindestens 130°C aufgewärmt worden sein muss.
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Eine solche Temperatur kann die bekannten Kunststoffbefestigungen bereits beschädigen oder zumindest irreversibel verändern und so in ihrer Wirkung verschlechtern. Jedoch sind derartige Temperaturbereiche für den erfindungsgemäßen Drahtbügel unschädlich, was ebenfalls einen besonderen Vorteil darstellt.
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Weiterhin stellt der Drahtbügel auch im Zusammenhang mit anderen Kontaktierungsmethoden, insbesondere im Zusammenhang mit der sogenannten „Einpresstechnik“, eine erhebliche Montagevereinfachung dar.
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Als Einpresstechnik bezeichnet man dabei eine spezielle Verbindungstechnik im Bereich der Leiterplatten, um lötfrei elektrische Verbindungen herzustellen. Hierzu muss ein Einpressstift in das metallisierte Loch (Durchkontaktierung) einer Leiterplatte gepresst werden. Das wesentliche Merkmal ist dabei, dass die Diagonale des Stiftquerschnitts größer ist als der Durchmesser des Lochs in der Leiterplatte.
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Insbesondere sind dabei die Stifte elastisch ausgeführt und besitzen Verformzonen. Diese Form der Einpresstechnik wird auch als Nadelöhrtechnik (engl. „needle eye“) bezeichnet. Hierbei wird der Einpresskontakt im Bereich der Einpresszone zusammengedrückt. Diese erzeugte Vorspannung des Einpresskontakts sorgt dafür, dass eine Verbindung zwischen der Hülse der Leiterplatte und dem Einpresskontakt entsteht.
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Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Drahtbügel schließlich auf eine ähnliche Weise in die Leiterkarte einpressbar. Somit ist dies von besonderem Vorteil, weil dann der gesamte Isolierköper z. B. händisch - oder auch automatisiert - idealerweise mit einer einzigen Bewegung an der Leiterkarte befestigbar und gleichzeitig mit ihr kontaktierbar ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die besagten beiden Endabschnitte des federelastischen Drahtbügels jeweils zu einer durch die Befestigungsöffnung in die Leiterkarte einpressbaren Befestigungsöse umgebogen, um besonders vorteilhaft mit einer definierten Betätigungskraft in die Leiterkarte einpressbar zu sein und mit einer einstellbaren Haltekraft daran gehalten zu sein. Insbesondere kann sich die Befestigungsöse dabei elastisch verformen und dadurch mit einer bestimmten Kraft von innen gegen die Befestigungsöse drücken. Dadurch können zum einen mechanische Toleranzen, nämlich variierende Größen der Befestigungsausnehmungen, ausgeglichen werden. Weiterhin kann dadurch auch eine besonders stabile Befestigung erreicht werden.
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Insbesondere können die Befestigungsösen vom Drahtbügel aus betrachtet nach außen, d. h. von einander weg, gerichtet sein. Die erleichtert ein flächiges Aufsetzen des Isolierkörpers auf der Leiterkarte und vereinfacht dadurch die Montage zusätzlich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Enden des Drahtbügels jenseits der Befestigungsösen nach außen, d. h. von einander wegweisend, abgewinkelt. Dies hat den Vorteil, dass der Drahtbügel mit seinen Befestigungsösen an den Befestigungsöffnungen der Leiterkarte federnd verrasten kann, wobei eine federelastische Anpassung an mögliche Größenunterschiede verschiedener Befestigungsöffnungen durch die federelastische Befestigungsöse in einem vorgegebenen Toleranzbereich ausgeglichen werden kann.
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Insbesondere kann der Drahtbügel im Wesentlichen Ω-förmig ausgeführt sein. Dabei bedeutet „im Wesentlichen Ω-förmig“, dass ein Mittelteil des Drahtbügels eine Form besitzt, mit welche der Isolierköper - zumindest teilweise und insbesondere dreiseitig - umgreifbar ist, und dass der Drahtbügel an seinen Enden zur Befestigung an der Leiterkarte zumindest umgebogen ist. Insbesondere kann er an seinen Enden zu Befestigungsösen umgebogen sein. Besonders bevorzugt kann er jenseits der Befestigungsösen das besagte abgewinkelte Ende aufweisen. Der zum Umgreifen des Isolierkörpers vorgesehene Mittelteil kann dabei in einer speziellen Ausgestaltung rund ausgeführt und insbesondere aus einen Kreissegment gebildet sein. Bevorzugt kann er aber auch aus drei zueinander rechtwinklig abgebogenen Seiten bestehen, von denen sich zwei Seiten parallel gegenüberliegen. Letzteres ist besonders vorteilhaft, um einen quaderförmigen Isolierkörper oder zumindest einen quaderförmigen Abschnitt des Isolierkörpers zu umgreifen. In einer alternativen Ausgestaltung kann dieser Teil aber, wie zuvor bereits angedeutet, auch zumindest teilweise rund, insbesondere kreissegmentförmig, gebogen sein, um beispielsweise einen entsprechenden, insbesondere zylindrischen Teil des Isolierkörpers zu umgreifen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Isolierkörper zumindest an der entsprechenden Stelle zylindrisch ausgeführt ist, also zumindest einen zylindrischen Abschnitt aufweist.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung den Isolierkörper des Steckverbinders auf. Der Isolierkörper besitzt seinerseits eine Befestigungskontur zur Befestigung des Drahtbügels. Beispielsweise kann der Isolierkörper eine Befestigungskontur aufweisen.
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Die Befestigungskontur kann zumindest teilweise durch mindestens eine Ausnehmung in der Oberfläche des Isolierkörpers gebildet sein. Insbesondere kann die mindestens eine Ausnehmung durch zwei daran grenzende Stege gebildet sein, welche diese Ausnehmung einschließen. Die Ausnehmung kann die Breite des Drahtbügels besitzen, so dass der Draht - zumindest dreiseitig - formschlüssig und insbesondere auch kraftschlüssig in die Befestigungsausnehmung einfügbar ist.
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Bevorzugt besitzt der Isolierkörper zumindest einen im Wesentlichen quaderförmigen Abschnitt zur sicheren Befestigung auf der Leiterkarte. Der Begriff „besitzt ... zumindest einen im Wesentlichen quaderförmigen Abschnitt“ beinhaltet dabei und im Folgenden, dass auch der gesamte Isolierkörper im Wesentlichen quaderförmig ausgeführt sein kann.
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Der Begriff, dass der Isolierkörper oder besagter Abschnitt „im Wesentlichen quaderförmig“ ausgeführt ist, bedeutet, dass der Isolierkörper oder der Abschnitt beispielsweise abgerundete Ecken und diverse Anformungen besitzen kann, aber seine Grundform im Querschnitt entlang seiner gesamten Steckachse im Wesentlichen rechteckig ausgeführt ist, der Querschnitt also einen Umfang mit größtenteils einander parallel gegenüberliegende Kantenbereichen aufweist.
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Dann kann die Befestigungskontur an zumindest zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Isolierkörpers - oder dieses quaderförmigen Abschnitts des Isolierkörpers - pro Drahtbügel jeweils eine insbesondere geradlinige Ausnehmung aufweisen, in welche jeweils ein Abschnitt des Drahtbügels insbesondere form- und Kraftschlüssig einfügbar ist.
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Weiterhin kann der Isolierkörper an einer weiteren Seite des quaderförmigen Abschnitts pro Drahtbügel ebenfalls ein Befestigungselement, beispielswiese eine derartige Ausnehmung oder zumindest einen Haltesteg besitzen, an welchen der jeweilige Drahtbügel anfügbar ist. Letzteres ist besonders sinnvoll, wenn es darum geht, den Isolierkörper in einer bestimmten Richtung, z. B. in Steckrichtung, besonders stabil an der Leiterkarte zu halten. Dies ist besonders vorteilhaft, weil in der Steckrichtung beim Stecken in der Regel besonders starke Kräfte wirken.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die die Befestigungseinrichtung zwei der besagten Drahtbügel aufweisen. Dadurch können auch besonders große und schwere Isolierkörper stabil an der Leiterkarte und insbesondere am Leiterkartenrand auch unter hoher mechanischer Beanspruchung gehalten werden. Die Drahtbügel können vorteilhafterweise mit nur geringem Aufwand der jeweiligen Form des Isolierköpers angepasst sein. Alternativ oder ergänzend können sie auch im Feld angepasst werden.
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Es kann sich in einer bevorzugten Ausgestaltung um zwei rechteckig geformte, in einer anderen Ausgestaltung um zwei kreissegmentartig geformte oder in jedweder Form der Kontur des Isolierkörpers angepasste Drahtbügel handeln. Es kann sich also beispielsweise um zwei gleichartige aber in einer weiteren Ausgestaltung auch um zwei unterschiedliche Drahtbügel handeln, je nachdem, wie die Kontur des Isolierkörpers an derjenigen Stelle, an der die jeweiligen Drahtbügel daran angreifen, beschaffen ist. Besonders bevorzugt handelt es sich aber um zwei rechteckig geformte Drahtbügel, die beide dazu vorgesehen sind, den Isolierkörper an einem quaderförmigen Abschnitt dreiseitig zu umgreifen.
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Weiterhin ist ein System aus dem mindestens einen Drahtbügel, dem Isolierkörper und der Leiterkarte gebildet, wobei die Leiterkarte pro Drahtbügel zwei Befestigungsöffnungen aufweist. Der mindestens eine Drahtbügel umgreift mit seinem Mittelteil den Isolierkörper zumindest teilweise, insbesondere dreiseitig, und durchgreift mit seinen Endabschnitten die Befestigungsöffnungen der Leiterkarte, insbesondere mit seinen Befestigungsösen, und verrastet bevorzugt mit seinen elastischen Befestigungsösen in den Befestigungsöffnungen, um so den Isolierkörper stabil und sicher an der Leiterkarte zu halten.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Drahtbügel;
- 2a - c einen mittels des Drahtbügels an der Leiterkarte fixierten Isolierkörper;
- 2d eine Befestigungsöffnung der Leiterkarte, die von einer Befestigungsöse des Drahtbügels durchgriffen wird.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 zeigt einen einstückigen Drahtbügel 1 aus Federstahl. Der Drahtbügel 1 besitzt einen Mittelteil, gebildet aus drei Armen 11, 11'.
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Dabei sind zwei Arme 11 rechtwinklig von einem dritten Arm 11' rechtwinklig abgebogen und stehen einander parallel gegenüber.
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An den beiden freistehenden Endabschnitten der beiden einander parallel gegenüberstehenden Arme 11 ist der Drahtbügel 1 derart umgebogen, dass nach außen, d. h. von einander weg gerichtete, Befestigungsösen 10 gebildet sind. An seinen endgültigen Enden 101 ist der Drahtbügel 1 jenseits seiner Befestigungsösen 10 nach außen, d.h. von dem jeweiligen Arm 11, abgewinkelt.
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Die 2a - c zeigt einen Isolierkörper 2, der mittels zweier solcher Drahtbügel 1 auf einer Leiterkarte 3 fixiert ist. Wie in der 2a gut zu sehen ist, ist der Isolierkörper 2 zwar zweistückig ausgeführt, doch dient dies in der Hauptsache zum Einsetzen der nicht gezeigten Steckkontakte. Der Isolierkörper könnte in einer anderen Ausführung auch einstückig ausgeführt sein, ohne dass dies irgendeinen Einfluss auf die Art seiner Befestigung auf der Leiterplatte 3 hätte.
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Der Isolierkörper 2 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgeführt, d. h. er besitzt z. B. zwar abgerundete Ecken und diverse Anformungen, aber seine Grundform ist im Querschnitt entlang seiner gesamten Steckachse rechteckig. Mit einer in der Zeichnung nicht sichtbaren, da vom Isolierkörper 2 verdeckten Kontaktseite ist der Isolierkörper 2 auf der Leiterkarte 3 angeordnet. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten, die rechtwinklig an die Kontaktseite grenzen, von denen aber nur eine in der Zeichnung zu sehen ist, besitzt der Isolierkörper 2 Ausnehmungen 20. Diese Ausnehmungen 20 sind durch zwei daran grenzende Stege 201, 201' gebildet, welche die Ausnehmung 20 einschließen. In diese Ausnehmungen 20 sind die beiden einander parallel gegenüberstehenden Arme 11 des Drahtbügels 1 eingefügt. Mit seinem Mittelteil umgreift der Drahtbügel 1 dabei den Isolierkörper 2 dreiseitig.
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An einer vierten Seite, welche der Kontaktseite gegenüberliegt, sind an den Isolierkörper 2 zwei Haltestege 21 angeformt. An die Haltestege 21 ist jeweils ein Drahtbügel 1 so angefügt, dass er die gegebenenfalls auftretenden Steckkräfte kompensiert und einer Bewegung des Isolierkörpers 2 in Steckrichtung verhindert.
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Die 2b und 2c zeigen die selbe Anordnung von der Seite und aus Richtung der Leiterkarte 3. Aus diesen Perspektiven ist die Funktion der Befestigungsösen 10 besonders gut zu sehen. Mit diesen Befestigungsösen 10 ist jeder der beiden Drahtbügel 1 durch zwei Befestigungsöffnungen 30 der Leiterkarte 3 geführt und daran fixiert.
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Auf diese Weise halten die beiden Drahtbügel 1 auch den relativ großen Isolierkörper 2 besonders stabil an der Leiterkarte 3.
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Die Verrastung der Befestigungsöse 10 in den Befestigungsöffnung 30 ist in der 2d besonders gut zu sehen. Der Drahtbügel 1 durchgreift mit seiner nach außen gerichteten Befestigungsöse 10 die Leiterkarte 3 an der Befestigungsöffnung 30. Dabei drückt die Befestigungsöse 10 mit ihrem Übergang zum abgewinkelten Ende 101 gegen den Rand der Befestigungsöffnung 30. Dabei ist die Befestigungsöse 10 elastisch komprimiert. Dadurch kann der Drahtbügel 1 innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs elastisch an eine - möglicherweise von Leiterkarte zu Leiterkarte - variierende Größe der Befestigungsöffnung 30 und/oder Stärke der Leiterkarte 3 anpassen. Bei Abweichungen, die diesen vorgegebenen Toleranzbereich überschreiten, kann der Drahtbügel 1 entweder gegen einen geeigneter geformten Drahtbügel ausgetauscht oder beispielsweise im Feld mit einem Werkzeug, z. B. einer Zange, beispielsweise einer Spitzzange, im Bereich seiner Befestigungsöse 10 entsprechend anders gebogen werden. Beispielsweise kann die Befestigungsöse 10 auf diese Weise geweitet werden, um in einer größeren Befestigungsöffnung zu verrasten. Umgekehrt kann sie auch verkleinert werden, um in eine kleinere Befestigungsöffnung 30 zu passen. In den meisten Fällen kann der Drahtbügel 1 durch seine elastische Verformbarkeit aber mit einem Großteil der marktüblichen Leiterkarten 3 verwendet werden. Der Leiterkartensteckverbinder, und insbesondere sein Isolierkörper 2, kann aber grundsätzlich auf jeden Fall weiterverwendet werden.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drahtbügel
- 10
- Befestigungsösen
- 101
- abgewinkeltes Ende
- 11, 11 '
- Arme
- 2
- Isolierkörper
- 20
- Ausnehmung
- 201, 201'
- Stege
- 21
- Haltestege
- 3
- Leiterkarte
- 30
- Befestigungsöffnung
