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Die vorliegende Erfindung beschreibt
eine Befestigungsvorrichtung für
einen Stecker nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Hierbei
sind unter dem Oberbegriff "Stecker" sämtliche
dem Fachmann bekannten Steckverbindungselemente wie unter anderem
Stecker, Steckverbinder, Messer- und Federleisten zu verstehen,
mit denen eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Steckverbindungselement
und einem dazu komplementär
ausgeführten
Steckverbindungselement herstellbar ist. Sie dienen der elektrischen
Kontaktierung um Signal- oder Energieleitungen an verschiedenen
elektrischen Bauteilen miteinander zu verbinden. Ausdrücklich sind
auch optische Steckverbinder, mit denen optische Signalleitungen
wie z.B. Glasfasern miteinander verbunden werden, unter dem Oberbegriff "Stecker" zu verstehen.
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Mit der Befestigungsvorrichtung wird
der Stecker an einer Leiterplatte, Platine, Motherboard, Backplane
oder einem sonstigen elektronischen Bauelement verbunden, das elektrisch
oder optisch kontaktiert werden muss. Die vorstehend genannten Bauteile
sind hier im Folgenden unter dem Oberbegriff "Leiterplatte" zusammengefasst.
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Zur dauerhaften oder lösbaren Verbindung des
Steckers mit der Leiterplatte sind unterschiedlichste Befestigungsvorrichtungen
bekannt. Dabei wird ein erster Abschnitt der Befestigungsvorrichtung an
dem Stecker befestigt und der zweite Abschnitt der Befestigungsvorrichtung
an der Leiterplatte.
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Zum Beispiel ist die Befestigungsvorrichtung in
Form eines Stiftes ausgeführt,
der mit einem ersten Abschnitt in eine entsprechend ausgebildete
Vertiefung am Stecker eingeführt
und gegebenenfalls eingepresst wird und mit einem zweiten Abschnitt
gemeinsam mit dem Stecker in entsprechende Vertiefungen an der Leiterplatte
eingesetzt und gegebenenfalls eingepresst wird.
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Als nachteilig hat sich im Stand
der Technik insbesondere erwiesen, dass bei häufiger Belastung des Steckers,
das heißt
z.B. wenn ein Stecker auf einer Leiterplatte mit einer Befestigungsvorrichtung
befestigt ist und ein externer komplementärer Stecker, z.B. eine Messer-
oder Federleiste, häufig
auf den in einem Gerät
eingebauten Stecker aufgesteckt und wieder abgezogen wird, dass
die Befestigungsvorrichtung keinen dauerhaft festen Sitz des Steckers auf
der Leiterplatte gewährleistet.
Es kommt daher häufig
zu einer Zerstörung
der Verbindung Stecker/Leiterplatte bzw. zu einer Beschädigung des Steckers
oder der elektrischen Kontakte im Stecker.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik
ist der Fachmann vor die Aufgabe gestellt, eine Befestigungsvorrichtung
für Stecker
auf Leiterplatten derart zu gestalten, dass der Stecker dauerhaft
und fest an der Leiterplatte angeordnet ist, wobei die Verbindung auch
bei häufigem
Gebrauch gewährleistet
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Ein Stecker, der mit der
Befestigungsvorrichtung verwendbar ist, ist in Patentanspruch 16
beschrieben. Patentanspruch 21 beschreibt einen Nachrüstsatz für einen
herkömmlichen
Stecker. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand von
Unteransprüchen.
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Der Kerngedanke der Erfindung besteht
darin, dass im Gegensatz zum herkömmlichen Befestigungsstift
die Befestigungsvorrichtung mit einem ersten Abschnitt, der mit
dem Stecker verbunden werden soll, in einer ersten Befestigungsrichtung
in Richtung auf den Stecker zu bewegt wird. Anschließend erfolgt
die weiter unten beschriebene Festlegung der Befestigungsvorrichtung
am Stecker. Anschließend wird
der Stecker mit der daran befestigten Befestigungsvorrichtung in
Richtung auf die Leiterplatte zu bewegt, um einen zweiten Abschnitt
der Befestigungsvorrichtung mit der Leiterplatte zu verbinden. Die
dabei erhaltene Bewegungsrichtung definiert eine zweite Befestigungsrichtung.
Erste und zweite Befestigungsrichtung stehen im Rahmen der Erfindung
im Wesentlichen senkrecht bzw. im rechten Winkel zueinander.
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Der Vorteil der Erfindung besteht
darin, dass eine Belastung parallel zur zweiten Bewegungsrichtung,
d.h. wenn der Stecker z.B. nach oben von der Leiterplatte weggezogen
wird, nicht in einer Beeinträchtigung
der Verbindung zwischen erstem Abschnitt der Befestigungsvorrichtung
und dem Stecker selbst resultiert, da diese Verbindung, wie im Folgenden
beschrieben, vorzugsweise formschlüssig ist.
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Im umgekehrten Fall, d.h. wenn der
Stecker parallel zur ersten Bewegungsrichtung also z.B. parallel
zur Oberfläche
der Leiterplatte belastet wird beeinträchtigt dies nicht die Verbindung
zwischen zweitem Abschnitt der Befestigungsvorrichtung und der Leiterplatte.
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In der hier vorliegenden Beschreibung
wird die erste und die zweite Befestigungsrichtung dadurch definiert,
dass zuerst der erste Abschnitt der Befestigungsvorrichtung mit
dem Stecker und danach der zweite Abschnitt der Befestigungsvorrichtung
mit der Leiterplatte verbunden wird. Es ist jedoch im Rahmen der
Erfindung ebenfalls die Möglichkeit
enthalten, dass zuerst der zweite Abschnitt mit der Leiterplatte
und erst anschließend
der erste Abschnitt mit dem Stecker verbunden wird. Die jeweiligen
Verbindungen können
jeweils für
sich dauerhaft oder wieder lösbar
sein.
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In einfacher Weise erfolgt die Verbindung zwischen
erstem Abschnitt der Befestigungsvorrichtung und dem Stecker formschlüssig. Das
bedeutet, dass erster Abschnitt und der Stecker zumindest bereichsweise
formgenau aufeinander abgestimmt sind.
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Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass
der erste Abschnitt ösenförmig ausgebildet
ist, wobei die Öse
vorzugsweise rechteckig oder quadratisch ist. Diese Öse umgreift
im verbundenen Zustand mit dem Stecker einen daran bzw. am Steckergehäuse ausgebildeten
Vorsprung. Damit ist gewährleistet,
dass bei einer Belastung senkrecht zur ersten Befestigungsrichtung
durch den Formschluss der Öse
am Stecker eine Relativbewegung zwischen erstem Abschnitt und Stecker
vermieden ist. Zusätzlich
kann auch ein Kraftschluss z.B. über
eine Verklebung erfolgen. Zur sicheren und gegebenenfalls dauerhaften Befestigung
des ersten Abschnitts am Stecker weist der erste Abschnitt Rastelemente
auf, die mit komplementär
ausgebildeten Rastelementen am Stecker zusammenwirken können.
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Dies sind in vorteilhafter Weise
Rastlaschen, die am ersten Abschnitt ausgebildet sind. Dabei weisen
die Rastlaschen im Wesentlichen in die erste Befestigungsrichtung.
An diesen Laschen können
auch weitere Rastvorsprünge
ausgebildet sein, die in den im Folgenden beschriebenen Rastvertiefungen
einrastbar sind.
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In einfacher Weise ist die Befestigungsvorrichtung
einstückig
aus Metall hergestellt, vorzugsweise aus einer ebenen Metallplatte
ausgestanzt. Dabei sind beim Stanzvorgang bereits sämtliche Ausbildungen
wie Rastlaschen, ösenartige
Abschnitte und dergleichen vorgesehen. Nach dem Stanzen erfolgt
eine Umformung des Rohlings in die gewünschte Endform der Befestigungsvorrichtung,
wobei die Laschen und dergleichen in die gewünschten Richtungen gebogen
werden.
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Zur Befestigung des zweiten Abschnitts
der Befestigungsvorrichtung an der Leiterplatte ist vorgeschlagen,
dass der zweite Abschnitt mit der Leiterplatte verlötbar ist.
Eine Auswahl des Materials der Befestigungsvorrichtung bzw. des
Lots zur Erzeugung einer dauerhaften Lötverbindung mit einer Leiterplatte
ist dem Fachmann möglich.
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Dazu ist der zweite Abschnitt im
Wesentlichen in Form einer ebenen Platte ausgebildet, die mit Ausnehmungen
versehen ist, um die Benetzungsfläche mit dem verbindenden Lot
mit der Leiterplatte zu erhöhen.
Die Ausnehmungen können
einerseits in Form von Löchern
in der Platte andererseits in Form von randseitigen Kerben an der
Platte ausgebildet sein.
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Damit die erste und die zweite Befestigungsrichtung
der Befestigungsvorrichtung im Wesentlichen senkrecht aufeinander
stehen sind der ösenartige
erste Abschnitt und der plattenartige zweite Abschnitt senkrecht
zueinander ausgerichtet bzw. stehen senkrecht aufeinander. Damit
wird erreicht, dass die Befestigungsvorrichtung durch das Aufstecken derselben
auf den Vorsprung am Stecker mit dem ösenartigen Abschnitt an diesem
befestigt wird und anschließend
in einer senkrechten Bewegungsrichtung dazu der Stecker mit dem
zweiten Abschnitt der Befestigungsvorrichtung in Richtung auf die
Leiterplatte bewegt und an dieser verlötet wird.
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Eine andere Art der Befestigung des
zweiten Abschnitts der Befestigungsvorrichtung an der Leiterplatte
besteht darin, dass der zweite Abschnitt eine Einpresszone bildet,
die an oder in der Leiterplatte verpressbar ist. Die Ausbildung
der Einpresszone kann in verschiedenen dem Fachmann bekannten Techniken
erfolgen.
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Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt
jedoch ebenfalls ösenartig,
insbesondere rechteckig oder quadratisch, ausgebildet, wobei die
dadurch gebildete Einpresszone in eine entsprechende Ausnehmung bzw.
Durchbruch in der Leiterplatte eingeführt und in bekannter Weise
verpresst wird, um den zweiten Abschnitt dauerhaft an der Leiterplatte
festzulegen.
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Auch hierbei ist es von Vorteil,
wenn der ösenartige
erste Abschnitt und der ösenartige
zweite Abschnitt im Wesentlichen mit ihren Grundflächen senkrecht
zueinander ausgerichtet sind bzw. senkrecht aufeinander stehen.
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Eine dritte Art der Befestigung des
zweiten Abschnitts an der Leiterplatte besteht darin, dass der zweite
Abschnitt von einem herkömmlichen
Einpressstift gebildet ist, an dem umlaufend auch weitere an sich
bekannte Rastschultern ausgeprägt
sein können.
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In vorteilhafter Weise dient die
Befestigungsvorrichtung nicht nur zur mechanischen, dauerhaften Festlegung
des Steckers an der Leiterplatte sondern auch zur Erdung des Steckers
bzw. eines weiteren dazu komplementären Steckers. Dazu verfügt die Befestigungsvorrichtung über einen
Massekontakt mit einer Masseleitung an der Leiterplatte sowie über einen
Massekontakt, der mit einem Massekontakt bzw. einer Abschirmung
an dem mit dem an der Leiterplatte befestigten Stecker verbindbaren
weiteren Steckern in Eingriff bringbar ist.
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In einfacher Weise erfolgt dies dadurch,
dass am ersten Abschnitt ein Kontaktarm abnagt, der z.B. mit einem
im Folgenden beschriebenen Abschirmblech am Stecker und über dieses
mit der Massekontaktierung des weiteren Steckers in elektrisch leitenden
Kontakt bringbar ist. Die Kontaktierung am zweiten Abschnitt erfolgt
z.B. über
eine Lötverbindung
mit einem Masseleiter an der Leiterplatte.
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Zur exakten Ausrichtung des ösenartigen ersten
Abschnitts bezüglich
des am Stecker ausgebildeten Vorsprungs verfügt sowohl der Vorsprung als
auch der ösenartige
erste Abschnitt über
seitliche Führungsnuten
bzw. -vorsprünge,
die in gegenseitigen Eingriff bringbar sind und eine exakte Ausrichtung
zueinander gewährleisten.
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Zur präzisen und hochbelastbaren Befestigung
der Befestigungsvorrichtung am Stecker ist dieser mit einem Vorsprung
versehen, der komplementär
zu dem ösenartigen
ersten Abschnitt der Befestigungsvorrichtung ausgebildet ist. Durch
das Aufschieben des ersten Abschnitts der Befestigungsvorrichtung
auf den Vorsprung wird eine formschlüssige Verbindung zwischen Befestigungsvorrichtung
und Stecker erhalten.
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Dazu besteht der Stecker bzw. sein
Gehäuse vorzugsweise
aus Kunststoff und ist z.B. in Form eines Spritzgussteiles ausgebildet,
an dem der Vorsprung einstückig
bei der Herstellung angeformt ist.
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Um einen Formschluss in allen Belastungsrichtungen
senkrecht zur ersten Befestigungsrichtung zu erhalten ist der Vorsprung
in Draufsicht gesehen im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch ausgebildet,
um mit einem gleichartig ausgebildeten ersten Abschnitt der Befestigungsvorrichtung
zusammenwirken zu können.
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Zur dauerhaften Verbindung des ersten
Abschnitts der Befestigungsvorrichtung mit dem Vorsprung bzw. mit
dem Stecker sind am Vorsprung bzw. im Bereich des Vorsprungs weitere
Rastelemente vorgesehen, die mit den an dem ersten Abschnitt ausgebildeten
Rastelementen zusammenwirken können.
In einfacher Weise sind dies Rastvertiefungen, in die vorstehend
beschriebene Rastlaschen in Eingriff bringbar sind.
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Zur dauerhaften Festlegung des Steckers auch
bei Krafteinwirkungen aus mehreren Raumrichtungen sind an dem Stecker
mehrere Vorsprünge ausgebildet,
die mit entsprechenden Befestigungsvorrichtungen zusammenwirken,
um den Stecker an mehreren Punkten an der Leiterplatte festzulegen. Insbesondere
ist der Stecker mit zwei an gegenüberliegenden Seiten des Steckers
angeordneten Vorsprüngen
versehen.
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Um die Vorteile der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
auch mit herkömmlichen
oder bereits in Gebrauch befindlichen Steckern ausnutzen zu können, wird
ein Nachrüstsatz
für Stecker
vorgeschlagen, der einen Vorsprung umfasst, der an dem Stecker bzw.
dessen Gehäuse
anbringbar ist. Des weiteren ist eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
vorgesehen, die mit einem ösenartigen ersten
Abschnitt, wie vorstehend beschrieben, auf den am Stecker angeordneten
Vorsprung aufsteckbar ist.
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Dazu besteht der Vorsprung in einfacher Weise
aus Kunststoff, z.B. ein Spritzgussteil, und die Befestigungsvorrichtung
besteht, ebenfalls wie vorstehend beschrieben, aus Metall.
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Zur Verbindung des Vorsprungs mit
dem Stecker wird dieser in einfacher Weise an dem Stecker bzw. an
dessen Gehäuse
festgeklebt. Die Auswahl eines geeigneten Klebstoffs in Abhängigkeit
der jeweiligen Kunststoffe ist dem Fachmann möglich.
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Weiter Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil
entnehmen, in dem anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher dargestellt
sind. Es zeigen:
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1:
Eine erste Ausführungsform
der Befestigungsvorrichtung,
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2:
eine zweite Ausführungsform
der Befestigungsvorrichtung,
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3:
eine perspektivische Ansicht eines Steckers in Explosions-Darstellung,
und 4: eine weitere
perspektivische Darstellung des Steckers in Explosions-Darstellung.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
handelt es sich um eine Befestigungsvorrichtung 1 mit einem
ersten Abschnitt 1a und einem zweiten Abschnitt 1b.
Der erste Abschnitt 1a ist im Wesentlichen durch eine Öse 6 gebildet
sowie der zweite Abschnitt 1b durch eine Öse 7.
Die gesamte Befestigungsvorrichtung 1 ist in einfacher
Weise aus einer ebenen Metallplatte ausgestanzt und entsprechend
umgeformt. An der Öse 6 sind
mehrere Laschen 4 ausgebildet, die mit ihren jeweiligen
Rastvorsprüngen 4a in
im Folgenden beschriebene Rastvertiefungen 11 am Gehäuse 10 des
Steckers 2 in Eingriff bringbar sind. Zur genauen Ausrichtung
der Befestigungsvorrichtung 1 bezüglich des Vorsprungs 3 am
Stecker 2 dienen seitliche Führungsnuten 8 an der Öse 6,
die mit entsprechenden Führungseinrichtungen
am Vorsprung 3 zusammenwirken.
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Am ersten Abschnitt 1a bzw.
an der Öse 6 ist ein
Kontaktarm 9 einstückig
angeformt, der der elektrischen Kontaktierung der Befestigungsvorrichtung 1 mit
einer Masseleitung, z.B. an einem weiteren Stecker, dient.
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Der ösenartig 7 ausgebildete zweite
Abschnitt 1b wird zur Verbindung der Befestigungsvorrichtung 1 mit
der Leiterplatte, die zur Vereinfachung der Darstellung hier und
im Folgenden nicht abgebildet ist, in entsprechende Ausnehmungen/- Durchbrüche an der
Leiterpatte eingesetzt und darin verpresst, wie es dem Fachmann
bekannt ist. Dabei kann auch eine elektrische Massekontaktierung
erfolgen.
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Die in 2 dargestellte
Befestigungsvorrichtung 1 ist von einem ersten Abschnitt 1a gebildet, der
im Wesentlichen entsprechend dem ersten Abschnitt 1a in 1 ausgebildet ist jedoch
ohne den Kontaktarm 9. Die Befestigungsvorrichtung 1 unterscheidet
sich durch den zweiten Abschnitt 1b, der hier in Form einer
ebenen Platte 5 ausgebildet ist. Diese ebene Platte 5 ist
im Wesentlichen senkrecht zum ersten Abschnitt 1a bzw.
der Öse 6 ausgerichtet, wie
in 1 auch die den zweiten
Abschnitt 1b bildende Öse 7 zu
der den ersten Abschnitt 1a bildenden Öse 6.
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An der ebenen Platte 5 sind
Ausnehmungen 5a vorgesehen, z.B. in Form von Löchern oder
randseitigen Kerben, die vom Lot für die Lötverbindung durchdrungen werden,
um die Benetzungsfläche
zwischen ebener Platte 5 und der Leiterplatte zu erhöhen. Mit
dieser Lötverbindung
kann auch eine Massekontaktierung erfolgen.
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Die perspektivische Explosions-Darstellung in 3 erläutert das Wirkungsprinzip der
erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1.
Am Stecker 2 sind an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils
ein Vorsprung 3 am Gehäuse 10 des
Steckers 2 ausgebildet. Der Vorsprung 3 ist im
Wesentlichen rechteckig ausgebildet.
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Eine Befestigungsvorrichtung 1 wird
mit ihrem ösenartigen
ersten Abschnitt 1a auf den Vorsprung 3 aufgesteckt.
Dazu sind erster Abschnitt 1a und Vorsprung 3 komplementär zueinander
ausgebildet.
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Zur Festlegung der Befestigungsvorrichtung 1 am
Stecker 2 dienen Rastelement, hier in Form von Laschen 4,
die am ersten Abschnitt 1a ausgebildet sind. Die Laschen 4 sind
in entsprechend ausgebildete Vertiefungen am bzw. im Bereich des
Vorsprungs 3 in Eingriff bringbar und gegebenenfalls verrastbar.
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Ein am ersten Abschnitt 1a ausgebildeter Kontaktarm
dient der Massekontaktierung mit dem im Folgenden beschriebenen
Abdeckblech 13 des Steckers 2.
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Zur dauerhaften Verbindung des Steckers 2 bzw.
der Befestigungsvorrichtung 1 mit einer Leiterplatte ist
der zweite Abschnitt 1b der Befestigungsvorrichtung 1 in
Form einer ebenen Platte ausgebildet, die mit der Leiterplatte verlötbar ist.
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Um den Stecker 2 dauerhaft
und aus mehreren Raumrichtungen belastbar an einer Leiterplatte festzulegen
ist auf der gegenüberliegenden
Seite des Steckers 2 ein entsprechend ausgebildeter Vorsprung 3 im
Wesentlichen spiegelbildlich ausgeformt, der mit einer entsprechend
spiegelbildlich ausgeformten Befestigungsvorrichtung 1 zusammenwirken kann.
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Aus der Darstellung in 4 ist die elektrische Kontaktierung
der Befestigungsvorrichtung 1 mit einem Abschirmblech 13 des
Steckers 2 ersichtlich. Die Befestigungsvorrichtung 1 ist
in der vorstehend beschriebenen Weise am Gehäuse 10 des Steckers 2 festgelegt.
Der an der Befestigungsvorrichtung 1 ausgebildete Kontaktarm 9 durchgreift
dabei eine Aussparung am Gehäuse 10 des
Steckers 2.
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Der Stecker 2 ist zum Schutz
vor mechanischen Beschädigungen
mit einem metallischen Abschirmblech 13 versehen, das z.B.
mit einem an sich bekannten Verschraubungselement 12 am
Stecker 2 befestigbar ist. Im verschraubten Zustand des
Abschirmblechs 13 liegt dann der Kontaktarm 9 am
Abschirmblech 13 an und stellt somit die elektrische Massekontaktierung
mit einem weiteren Abschirmblech an einem zum Stecker 2 komplementär ausgebildeten
Stecker dar, der auf den Stecker 2 aufgesteckt wird.
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- 1
- Befestigungsvorrichtung
- 1a
- erster
Abschnitt von 1
- 1
b
- zweiter
Abschnitt von 1
- 2
- Stecker
- 3
- Vorsprung
an 2
- 4
- Lasche
an 6
- 4a
- Rastvorsprung
an 4
- 5
- ebene
Platte
- 5a
- Ausnehmung
in 5
- 6
- Öse an 1a
- 7
- Öse an 1b
- 8
- Führungsnut
an 1a
- 9
- Kontaktarm
an 1a
- 10
- Gehäuse von
2
- 11
- Rastvertiefung
- 12
- Verschraubungselement
- 13
- Abdeckblech