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Die
Erfindung betrifft eine Anschlußplatte
zur Verwendung bei einem Verbinder gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Elektrische
Verbinder zur Anbringung an gedruckten Schaltungsplatten oder Schaltungsplatinen (im
folgenden auch abgekürzt
mit PCB = printed circuit board bezeichnet) werden in großem Umfang zum
Verbinden von Schaltungsplatten mit elektrischen Schaltkreisen eingesetzt.
Diese elektrischen Verbinder enthalten Kontakte mit Anschlußabschnitten,
die in Durchgangslöcher
einer Schaltungsplatte eingesetzt werden, und Kontaktabschnitten,
die zur Bildung einer Verbindung mit Kontakten von Gegen-Steckverbindern
vorgesehen sind. Außerdem enthalten
die Verbinder ein Gehäuse,
in welchem diese Kontakte angeordnet sind. Üblicherweise werden die Kontakte
hergestellt durch Ausstanzen aus dünnem Metallblech und anschließendes Biegen.
Da die Anschlußabschnitte
sich von dem Gehäuse
weg erstrecken, können
sie beim Transport und bei der Handhabung leicht beschädigt werden.
Ist ein Anschlußabschnitt
aus seiner Soll-Lage herausgebogen, wird sein Einführen in
das zugehörige
Durchgangsloch schwierig.
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Um
dies zu vermeiden, die Anschlußabschnitte
in einem gewünschten
Muster angeordnet zu halten und zu gewährleisten, daß ein exaktes
Einführen
der Anschlußabschnitte
in die Durchgangslöcher
der Schaltungsplatine möglich
ist, wurde der Einsatz von Anschlußplatten vorgeschlagen. Gemäß diesem
Vorschlag durchsetzen die Anschlußabschnitte die in einer Anschlußplatte
vorgesehenen Durchgangslöcher.
Mit derartigen Anschlußplatten ausgerüstete elektrische
Verbinder sind definiert als Verbinder mit Anschlußplatten.
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Im
folgenden wird in Verbindung mit den 3, 3A und 4 ein herkömmlicher Verbinder mit einer
Anschlußplatte
erläutert.
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Ein
Verbinder 10 enthält
elektrisch leitende Kontakte 20, ein Isolierstoffgehäuse 30 und
eine aus Isolierstoff bestehende Anschlußplatte 40.
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Die
Kontakte 20 werden aus dünnem Metallblech ausgestanzt
und gebogen. Sie besitzen Anschlußabschnitte 22 zum
Einsetzen in die Durchgangslöcher
einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Schaltungsplatte und
Kontaktabschnitte 24, die für die Verbindung mit Kontakten
eines passenden Steckverbinderteils (dieser ist in der Zeichnung
nicht dargestellt) vorgesehen sind. In der Anschlußplatte 40 sind
Durchgangslöcher 42 ausgebildet,
in die die Anschlußabschnitte 22 eingeschoben
werden. Durch Plazieren der Anschlußabschnitte 22 entlang
den Durchgangslöchern 42 ist
es möglich,
sie in einem gewünschten
Muster angeordnet zu halten und so zu verhindern, daß die Anschlußabschnitte 22 verbogen werden.
Demzufolge lassen sich die Anschlußabschnitte 22 exakt
in die Durchgangslöcher
der Schaltungsplatte einführen.
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Wie
oben erläutert,
dienen die Durchgangslöcher 42 der
Anschlußplatte 40 dazu,
ein Verbiegen der Anschlußabschnitte 22 zu
verhindern und sie in dem gewünschten
Muster ausgerichtet zu halten. Aus diesem Grund ist der Durchmesser
der Durchgangslöcher 42 etwas
größer als
die Dicke der Anschlußabschnitte 22.
Als Folge davon sind diejenigen Abschnitte der Kontakte, die deren
Lage innerhalb der Durchgangslöcher
bestimmen, in der Bewegung in Richtung des Durchmessers der Durchgangslöcher begrenzt,
d.h., die Abschnitte sind in Richtung des Durchgangsloch-Durchmessers
fixiert. Die Anschlußabschnitte 22 werden
in die Durchgangslöcher der
Schaltungsplatte eingeschoben und an der Platte durch Löten befestigt.
Deshalb sind die Kontakte eines an einer Schaltungsplatine angebrachten
Verbinders mit Anschlußplatte
an zwei Punkten gehalten: an der Schaltungsplatte und an der Anschlußplatte.
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Allerdings
bestehen die Schaltungsplatte einerseits und die Anschlußplatte
andererseits üblicherweise
aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen, die in aller Regel verschiedene
Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzen. Wenn während
des Anlötens der
Anschlußabschnitte
an die Schaltungsplatine diese sowie die Anschlußplatte erwärmt werden, oder wenn der an
der Schaltungsplatine gelagerte Verbinder mit Anschlußplatte
in eine Umgebung mit erhöhter
Temperatur gelangt, gibt es unterschiedliche Wärmeausdehnungen bei der Anschlußplatte
und der Schaltungsplatte. Dies führt
dazu, daß auf
die an der Schaltungsplatte festgelegten Abschnitte der Kontakte
externe Kräfte
aufgebracht werden und auf die an der Anschlußplatte befestigten Abschnitte
externe Kräfte
aufgebracht werden, die sich in verschiedenen Richtungen vektoriell
addieren. Wenn die unter diesen Umständen erzeugten Kräfte die
Festigkeit des Lots übersteigen,
kann dieses brechen, mit der Wirkung, daß die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlußabschnitten
und der Schaltungsplatte beeinträchtigt
wird. Dieses Problem steht insbesondere bei Verbindern mit langgestreckten
Anschlußplatten
im Vordergrund.
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In Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt die
US 50 80 596 A eine Anschlußplatte,
bei der die Schlitze durch in Querrichtung der länglichen Anschlußplatte
verlaufende Zungen definiert sind. Verbinden die Schlitze zwischen
jeweils zwei benachbarten Zungen zwei oder noch mehr Durchgangslöcher, so
werden die Zungen aufgrund ihrer dann gebotenen Länge leicht
verbogen und der Kontaktdruck ist gering.
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Aus
der
EP 04 70 404 A1 ist
eine Anschlußplatte
mit Stützkontakten
bekannt, bei der in Querrichtung zu der länglichen Anschlußplatte
alternierend von einander abgewandten Längsseiten der Abschlussplatte
Querschlitze in die Platte hineinragen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Anschlußplatte der eingangs genannten
Art anzugeben, bei denen das Reißen des die Anschlußabschnitte
an der Schaltungsplatte befestigenden Lots auch dann unterbleibt,
wenn externe Kräfte
auf die Kontakte des an einer Schaltungsplatine angebrachten Verbinders mit
Anschlußplatte
einwirken.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Die
Erfindung schafft einen Verbinder mit einer Anschlußplatte,
umfassend mehrere Kontakte mit Anschlußabschnitten zum Einsetzen
in Durchgangslöcher
einer Schaltungsplatte und Kontaktabschnitten zur Verbindung mit
entsprechenden Kontakten eines Gegen-Steckverbinders, ein Gehäuse, in
welchem die mehreren Kontakte in Form eines Feldes in mindestens
einer Längsreihe
angeordnet sind, und eine Anschlußplatte zur Aufnahme und Anordnung
der Anschlußabschnitte
der Kontakte, mit mindestens einer Reihe von Durchgangslöchern, die
das gleiche Muster bilden wie die Anschlußabschnitte der mehreren Kontakte,
wobei die Anschlußplatte
in Längsrichtung ausgebildete
Schlitze enthält,
welche mindestens zwei Durchgangslöcher miteinander verbinden.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anschlußplatte;
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2 eine
vergrößerte Draufsicht
auf eine abgewandelte Anschlußplatte;
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2A einen
stark vergrößerten Ausschnitt auf
der in 2 gezeigten Anschlußplatte;
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3 eine
Bodenansicht eines konventionellen Verbinders mit Anschlußplatte;
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3A eine
Vorderansicht des Verbinders nach 3 einschließlich Kontakten;
und
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4 eine
Querschnittansicht entlang der Linie 6-6 in 3A.
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Der
in 1 gezeigte erfindungsgemäße Verbinder mit Anschlußplatte
enthält
(in der Zeichnung nicht gezeigte) elektrisch leitende Kontakte,
ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Isolierstoffgehäuse und
eine isolierende Anschlußplatte 50.
Mit Ausnahme der Anschlußplatte
sind praktisch sämtliche
Komponenten ähnlich
ausgebildet wie bei dem in 5 gezeigten
herkömmlichen
Verbinder mit Anschlußplatte.
Deshalb sind diese Komponenten zur Vereinfachung aus der Zeichnung
weggelassen. Die Anschlußplatte
und die Schaltungsplatine, an der der Verbinder mit Anschlußplatte
angebracht ist, bestehen aus unterschiedlichen Arten von Kunststoff,
welche verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
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Wie
in 1 zu sehen ist, besitzt die Anschlußplatte 50 des
Verbinders mit Anschlußplatte gemäß der Erfindung
mehrere Durchgangslöcher 52, die
den drei Reihen angeordnet sind, die parallel zu der Längsseite
(durch einen Pfeil B angedeutet) des (in der Zeichnung nicht gezeigten)
Gehäuses
verlaufen; und durch die die jeweiligen Anschlußabschnitte der (in der Zeichnung
nicht gezeigten) Kontakte verlaufen. In einer dieser drei Reihen
von Durchgangslöchern
sind Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 ausgebildet,
welche mindestens zwei Durchgangslöcher miteinander verbinden.
Die Seite der Anschlußplatte 50, in
der diese Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 angeordnet
sind, ist mit dem Gehäuse
verbunden. Wie am besten in Verbindung mit 6 ersichtlich
ist, sind die Anschlußabschnitte 22 der
Kontakte, die in die Durchgangslöcher 52 eingesetzt
sind, welche Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 bilden,
mit einer geringeren Länge
ausgebildet als die Anschlußabschnitte 22,
die in die Durchgangslöcher
der übrigen
Reihen eingesetzt sind. Die Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 verbinden
zwei, drei, fünf,
sechs bzw. sieben Durchgangslöcher 52 miteinander.
Die Breite jedes Schlitzes beträgt
0,5 mm. Der Durchmesser der Durchgangslöcher 52 beträgt jeweils
1,0 mm, und somit verbinden die Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 jeweils
die Hälften von
Durchgangslöchern 52.
Der Umstand, daß die Durchgangslöcher 52 von
den Schlitzen 54, 56, 58, 60 und 62 verbunden
werden, beeinflußt
folglich nicht deren Funktion des ordnenden Haltens der Kontakt-Anschlußabschnitte.
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Es
sei nun angenommen, die Temperatur der Umgebung der Schaltungsplatte,
an der der Verbinder mit Anschlußplatte 50 angebracht
ist, steige an.
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Wie
oben erläutert,
sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Kunststoffe der Schaltungsplatte einerseits und der Anschlußplatte
andererseits voneinander verschieden. Während der Ausdehnung der Schaltungsplatte
und der Anschlußplatte
führen also
deren unterschiedliche Wärmeausdehnungsgeschwindigkeiten
dazu, daß an
die Abschnitte der Kontakte, die in der Schaltungsplatte festgelegt
sind, und an die in den Durchgangslöchern 52 befindlichen Abschnitte
externe Kräfte
gelangen. Diese Kräfte
wirken in verschiedenen Richtungen auf die genannten Abschnitte
ein. Wie oben bereits erwähnt,
nehmen die durch die Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 miteinander
verbundenen Durchgangslöcher
Kontakte auf, deren Anschlußabschnitte 22 kürzer sind
als die Anschlußabschnitte
der Kontakte, die in Durchgangslöcher
anderer Reihen eingesetzt sind. Da diese Abschnitte kurz sind, ist
die Auswirkung der auf sie einwirkenden äußeren Kräfte stärker als bei den übrigen Kontakten,
die längere
Anschlußabschnitte
besitzen, und es gibt nur wenig Raum, um die äußeren Kräfte zu kompensieren. Da allerdings
die Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 in
der Anschlußplatte 50 vorgesehen sind,
können
sich die Anschlußabschnitte
der in den Durchgangslöchern 52 befindlichen
Kontakte im Inneren der Schlitze 54, 56, 58, 60 und 62 bewegen, wenn äußere Kräfte auf
die Kontakte einwirken. Deshalb wird eine Bewegung in Verbindung
mit der Ausdehnung der Schaltungsplatte einfacher, und die auf die
Anschlußabschnitte
der an der Platte festgelegten Kontakte einwirkenden Kräfte lassen
nach. Dies bedingt eine Entlastung der auf die Lötverbindungen der Anschlußabschnitte
einwirkenden Beanspruchungen, wodurch ein Springen und Reißen der
Lötverbindungen
verhindert und damit die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlußabschnitten und der Schaltungsplatine
gesteigert wird.
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2 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
auf eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anschlußplatte.
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Durchgangslöcher 72 in
der Anschlußplatte 70 zur
Aufnahme der Anschlußabschnitte
von Kontakten 80 sind in zwei Reihen angeordnet, die parallel zur
Längsseite
(entsprechend dem Pfeil C) des (nicht gezeigten) Gehäuses verlaufen.
Diese zwei Reihen von Durchgangslöchern 72 haben die
Form von Schlitzen 74 und 76, welche die Durchgangslöcher verbinden
und parallel zur Längsseite
des Gehäuses verlaufen.
Die Breite der Schlitze 74 und 76 ist etwas geringer
als die Dicke 80a der Kontakte 80, und die Ecken 80b der
Kontakte 80 sind abgefast. Wenn aufgrund der Differenz
in der Wärmeausdehnung
der (nicht gezeigten) Schaltungsplatine und der Anschlußplatte 70 der
Kontakt von seiner ursprünglichen
Position 80 (in 2A durch
eine gestrichelte Linie angedeutet) in eine neue Position 81 (durch
ein schraffiertes Quadrat angedeutet) verschoben wird, kann sich
der Kontakt 80, weil seine Ecken 80b angefast
sind, in dem Schlitz 74 bewegen und somit die äußeren, auf
ihn einwirkenden Kräfte
verringern. Die Reaktionskraft F in der Anschlußplatte 70, die durch eine
solche äußere Kraft
hervorgerufen wird, wird in Komponenten Fx und
Fy unterteilt.
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Während in
der in 1 gezeigten Anschlußplatte 50 lediglich
ein Teil der Durchgangslöcher 52 durch
Schlitze verbunden ist, sind in der in 2 gezeigten
Anschlußplatte 70 sämtliche
Durchgangslöcher 72 durch
Schlitze 74 und 76 verbunden, die parallel zu
dem Gehäuse
verlaufen. Dies macht es möglich,
noch größere äußere Krafte
zu kompensieren, die zwischen den an der Schaltungsplatine festgelegten
Abschnitten der Kontakte und den im Inneren der Durchgangslöcher der
Anschlußplatte
gelegenen Abschnitten erzeugt werden.
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Bei
den zwei oben beschriebenen Beispielen verlaufen die die Löcher miteinander
verbindenden Schlitze parallel zur Längsseite des Gehäuses. Allerdings
ist es auch möglich,
Schlitze vorzusehen, die parallel oder schräg zur kurzen Seite oder Breitseite des
Gehäuses
verlaufen. Dies macht es möglich,
daß sich
die im Inneren der Löcher
befindlichen Abschnitte der Kontakte bewegen und damit äußere Kräfte vermeiden,
die auf die mit der Schaltungsplatine verbundenen Kontaktabschnitte
einwirken. Dies führt außerdem zu
einer Entlastung von Beanspruchungen, die in den Lötverbindungen
wirken, so daß diese an
einem Reißen
gehindert werden. Damit ist die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen
zwischen den Anschlußabschnitten
der Kontakte und der Schaltung auf der Schaltungsplatine verbessert.
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Der
Grund für
die Versetzung der Schlitze 92 relativ zu den Schlitzen 94 in
Längsrichtung
(Pfeil D) besteht darin, die Festigkeit der Anschlußplatte 90 nicht
zu beeinträchtigen.
Die Schlitze 96 des dritten Typs befinden sich zwischen
einem Ende 92A der Schlitze 92 und einem Ende 94A der
Schlitze 94, sie verlaufen in einem Winkel oder schräg über die
Breite der Anschlußplatte.
Insgesamt gibt es drei Gruppen solcher Schlitze in der Anschlußplatte 90,
jeweils in Form von Schlitzen 92 des ersten Typs, von Schlitzen 94 des
zweiten Typs und von Schlitzen 96 des dritten Typs. Außerdem gibt
es eine Anzahl von Durchgangslöchern 98 in
der Anschlußplatte 90 zur
Aufnahme der Anschlußabschnitte 22 von
Kontakten 20 (vgl. 6). Keines
der Durchgangslöcher 98 ist
mit den Schlitzen 92, 94 und 96 verbunden.
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Wenn
ein der obigen Beschreibung entsprechender Verbinder mit Anschlußplatte 90,
der an einer Schaltungsplatine angebracht ist, einer erhöhten Temperatur
ausgesetzt wird, unterliegt er den gleichen Beanspruchungen, wie
sie oben in Verbindung mit der in 1 gezeigten
Anschlußplatte 50 erläutert wurden.
Die Erwärmung
ruft nämlich
eine ungleichmäßige Wärmeausdehnung
der Schaltungsplatine einerseits und der Anschlußplatte andererseits hervor,
was dazu führt,
daß äußere Kräfte in verschiedene
Richtungen auf die Abschnitte der Kontakte einwirken, die in der
Schaltungsplatine befestigt sind, sowie die Abschnitte, die die
Durchgangslöcher 98 durchsetzen.
Allerdings wird die Ausdehnung der Anschlußplatte kompensiert (insbesondere
in deren Längsrichtung)
durch das Zusammenziehen der Schlitze 92, 94 und 96,
so daß die
Auswirkung der auf die Kontakte einwirkenden externen Kräfte gemildert
wird. Als Ergebnis wird auch die Wirkung der externen Kräfte auf
die Lötverbindungen
der Anschlußabschnitte
abgeschwächt,
so daß es
möglich
ist, das Auftreten von Rissen in den Lötverbindungen zu vermeiden
und damit die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlußabschnitten
und der auf der Schaltungsplatine befindlichen Schaltung zu steigern.
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Wie
aus den obigen Erläuterungen
ersichtlich ist, besitzt die erste erfindungsgemäße Anschlußplatte Schlitze, welche mindestens
zwei Durchgangslöcher
miteinander verbinden. Wenn daher äußere Kräfte in verschiedene Richtungen
auf die an der Schaltungsplatine festgelegten Abschnitte der Kontakte
sowie auf die in den Durchgangslöchern
der Anschlußplatte
befindlichen Abschnitte einwirken, können sich die in den Durchgangslöchern der
Anschlußplatte
befindlichen Kontaktabschnitte in den Schlitzen bewegen und dadurch
externe Kräfte
abschwächen,
die auf die an der Platine befestigten Abschnitte einwirken. Als
Folge davon werden die auf die Lötverbindungen
der Anschlußabschnitte
einwirkenden äußeren Kräfte entspannt,
und die Lötverbindungen
werden vor Rißbildungen
bewahrt, so daß insgesamt
die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindungen der Anschlußabschnitte mit der auf der Platine
befindlichen Schaltung verbessert wird.
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Der
Verbinder mit Anschlußplatte
gemäß der Erfindung
weist Schlitze auf, welche mindestens zwei Durchgangslöcher miteinander
verbinden, die in Längsrichtung
parallel angeordnet sind. Wenn folglich externe Kräfte in verschiedene
Richtungen auf die an der Platine festgelegten Abschnitte der Kontakte
sowie auf die in den Durchgangslöchern
der Anschlußplatte
befindlichen Kontakte einwirken, so können die im Inneren der Durchgangslöcher befindlichen
Kontaktabschnitte der Anschlußplatte
sich im Inneren der Schlitze bewegen und dadurch die äußeren Kräfte abmildern,
die an die an der Platine befestigten Abschnitte gelangen. Als Ergebnis
werden die auf die Lötverbindungen
der Anschlußabschnitte
einwirkenden äußeren Kräfte abgeschwächt, so
daß ein Reißen der
Lötverbindungen
verhindert wird. Damit erhöht
sich die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindungen der Anschlußabschnitte mit der auf der Schaltungsplatte
befindlichen Schaltung. Da der erfindungsgemäße Verbinder mit Anschlußplatte
in seiner Anschlußplatte
Schlitze besitzt, welche mindestens zwei in Längsrichtung benachbarte Durchgangslöcher miteinander
verbinden, hat die vorliegende Erfin dung besondere Wirkung bei Verbindern mit
einer längsgestreckten
Anschlußplatte.