DE2336244C3

DE2336244C3 - Anklemmbares Kontaktplättchen für flache elektrische Schaltkreise

Info

Publication number: DE2336244C3
Application number: DE19732336244
Authority: DE
Inventors: Leonard H. Warrenville Ill. Michaels
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-17
Publication date: 1981-11-05
Also published as: SE391841B; DE2336244A1; FR2193270B1; IT989893B; JPS5439917B2; CA976634A; AU477156B2; JPS4944286A; FR2193270A1; AU5709673A; NL7308775A; GB1431215A; DE2336244B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein anklemmbares Kontaktplättchen für flache elektrische Schaltkreise gemäß Gattungsbegriff des vorausstehenden Patentanspruchs 1. Sie stellt damit eine Weiterbildung des £>o Kontaktplättchens nach Patent 22 47 498 dar.

Das Kontaktplättchen nach diesem letztgenannten Patent enthält ein sog. »weibliches« Kontaktelement zur Aufnahme eines Steckerstiftes und ist für die Anwendung an flexiblen Schaltkreisen bestimmt, die ^>rdurch die hindurchgestochenen und jenseits umgebogenen Spitzen eine gewisse Deformierung erfahren, bei der die leitende Lage gegenüber den Spitzen eine Klemmwirkung entfaltet Derartige Kontaktplättchen lassen sich auch ohne Spezialwerkzeuge leicht und in dichter Anordnung anbringen, sind leicht und billig herstellbar sowie wenig auftragend, und zudem vermitteln sie einen zuverlässigen Kontakt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung dieser wesentlichen Vorteile ein Kontaktplättchen nach Gattungsbegriff so auszugestalten, daß es weder auf eine bestimmte Ausbildung des Kontaktelements noch auf die Anwendung an flexiblen Schaltkreisen beschränkt ist, vielmehr an flachen Schaltkreisen jeder Art, wie vor allem auch »gedruckten Schaltungen« anbringbar ist

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten derselben.

Die erfindungsgemäßen vorspringenden Leisten ragen den durch-den betreffenden Schaltkreis hindurchgestochenen und jenseits desselben umgebogenen Spitzen entgegen, wodurch sie eine Klemmwirkung entfalten, durch die sich die Spitzen und/oder Leisten, ggf. durch eventuelle Decklagen des Schaltkreises hindurch, klemmend gegen die leitende Lage legen. Hierdurch ist auch bei verhältnismäßig starren flachen Schaltkreisen eine einwandfreie Kontaktierung gewährleistet. Das Kontaktelement des erfindungsgemäßen Kontaktplättchens kann in weitgehend beliebiger Weise ausgebildet und in bezug auf die vorspringenden Leisten angeordnet sein, wie dies beispielsweise die Ansprüche 1 bis 7 lehren.

Aus der DE-OS 16 15 654 und der FR-PS 20 71 852 sind zwar bereits an flexible Schaltkreise, d. h. Bandkabel, anklemmbare Kontaktplättchen bekannt, die z. T. ebenfalls sich klemmend durch eine Decklage hindurch gegen die leitende Lage legende Leisten aufweisen, doch treten hierbei die Leisten selbst durch den Schaltkreis hindurch, jenseits desselben sie zum Hauptteil des Kontaktplättchens hin zurückgebogen sind. Hierdurch wird der Schaltkreis an der betreffenden Stelle unnötig geschwächt, und zudem ist für das abgerundete Zurückbiegen der Leistenenden ein Spezialwerkzeug erforderlich. In einem Fall (Fig. 7 der DE-OS 16 15 654), wo derartige, einander gegenüberstehende Leisten in ihrer Mitte unterteilt sind, ist die betreffende Aussparung nicht große genug, um den Hindurchtritt der Leisten in ihrer Gesamtheit durch den Schaltkreis zu vermeiden, andererseits aber die an sich vorteilhafte Möglichkeit einer Linienberührung mit der leitenden Lage im wesentlichen aufgehoben.

Nachfolgend sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen beschrieben.

F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Mehrzahl von Kontaktplättchen, die an einen flexiblen Schaltkreis angeklemmt sind und die auf die Steckerstifte eines nur angedeuteten elektrischen Gerätes od. dgl. aufgesetzt sind,

F i g. 2 ist eine vergrößerte Aufsicht auf eines der Kontaktplättchen der Fig. 1,

F i g. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der F i g. 2,

Fig.4 ist eine Seitenansicht des Kontaktplättchens der F i g. 2,

F i g. 5 ist eine Aufsicht eines abgeänderten Kontaktplättchens, welches zur Aufnahme eines runden Steckerstiftes geeignet ist,

F i g. 6 ist ein Schnitt nach 6-6 der F i g. 5 mit zusätzlichen Teilen einer gedruckten Schaltung,

F i g. 7 ist eine Seitenansicht des Kontaktplättchens der Fig. 5,

Fig.8 ist eine Aufsicht eines weiter abgeänderten Kontaktplättchens, welches zur Aufnahme eines vierkantigen Steckerstiftes geeignet ist,

Fig.9 ist im wesentlichen ein Schnitt nach 9-9 der Fig. 8,

Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Kontaktplättchens der F ig. 8,

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines weiter abgeänderten Kontaktplättchens, welches einen Steckerstift trägt,

Fig. 12 ist ein vergrößerter Schnitt nach 12-12 der Fig. 11,

Fig. 13 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Kontaktplättchens der F i g. 11,

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer weiterhin abgeänderten Ausführungsform.

In Fig. 1—4 ist die erste Ausfühnngsform des Kontaktplättchens dargestellt, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 20 bezeichnet ist Das Kontaktplättchen 20 wird an einen flexiblen Schaltkreis 22, eine gedruckte Schaltung oder einen sonstigen flachen Schaltkreis angeklemmt. Mehrere solcher Schaltplättchen sind auf die Kontaktstifte 24 eines in der Zeichnung angedeuteten elektrischen Gerätes od. dgl. 62 aufgeschoben.

Das Kontaktplättchen 20 enthält einen kontaktgebenden Teil 26 und einen Befestigungsteil 28 (Fig.3). Das Kontaktplättchen 20 weist eine Reihe von Vorteilen auf, insbesondere eine geringe Größe, eine geringe Bauhöhe und eine sichere elektrische Verbindung mit dem flachen Schaltkreis und den Kontaktstiften 24.

Das Kontaktplättchen 20 kann in einfacher Weise durch eine Reihe von Stanz- und Preßvorgängen i^r> automatisch aus Blech hergestellt werden. Es enthält einen im wesentlichen flachen oder ebenen Hauptteil 30 mit einem umgebogenen Rand 32, so daß eine flache, rechteckige Schüssel mit abgerundeten Ecken entsteht.

Der Befestigungsteil 28 hat eine Mehrzahl vorspringender Spitzen 34, die aus einem Stück mit dem Hauptteil bestehen und im rechten Winkel zur Ebene des Hauptteils angeordnet sind, wie am besten aus Fig.4 zu ersehen. Die Spitzen 34 haben zugespitzte Enden 36, welche es gestatten, die Spitzen durch einen « flexiblen Schaltkreis hindurchzustechen oder in vorgestanzte öffnungen einer gedruckten Schaltung einzusetzen. Um das Plättchen 20 mittels einer geeigneten Vorrichtung nach Art von Heftklammermaschinen mit dem flachen Schaltkreis verbinden zu können, sind die so Spitzen in gegenüberliegenden Paaren angeordnet. Es versteht sich, daß die Anzahl der Spitzen auch eine andere als vier sein kann.

Ein wesentliches Merkmal des Kontaktpläitchens 20 besteht darin, daß der Befestigungsteil 28 zwei S5 vorspringende Leisten 38 enthält, durch welche die mechanische Verbindung mit dem flachen Schaltkreis verbessert und der elektrische Widerstand der Verbindung verringert wird.

Die vorspringenden Leisten erstrecken sich von dem Hauptteil aus in der gleichen Richtung wie der Rand 32 und die Spitzen 34. Beim Anklemmen des Plättchens 20 wird der flexible Schaltkreis bzw. dessen metallische Lage zwischen der Leiste 38 und der Spitze 34 gehalten, wobei die Haltepunkte etwas gegeneinander versetzt sind, was zu einer Verwerfung oder Verbiegung des flexiblen Schaltkreises führt, wie in Fig.3 etwas übertrieben dargestellt; infolge der Elastizität des flexiblen Schaltkreises wird dadurch die Sicherheit der elektrischen Verbindung erheblich verbessert

Der flexible Schaltkreis 22 besteht aus zwei äußeren Lagern 40 aus Isoliermaterial und einer inneren metallischen Lage 42. Er enthält eine Aussparung 43, über welche das Kontaktplättchen gesetzt wird. Das Kontaktplättchen kann mittels geeigneter Heftzangen von Hand angeklemmt werden oder aber automatisch mit entsprechenden Einrichtungen. Beim Umbiegen der Spitzen 34 durchdringen diese und die vorspringenden Leisten 38 die verhältnismäßig weichen äußeren Lagen 40 und vergrößern so die Kontaktfläche. Es ist nicht erforderlich, daß das Kontaktplättchen an einer unbedeckten Stelle der metallischen Lage 42 angeklemmt wird; ein einwandfreier Kontakt wird sowohl an bedeckten als auch an unbedeckten Stellen erzielt.

Die vorspringenden Leisten des Kontaktplättchens haben verschiedene wichtige Funktionen. Sie erhöhen die Festigkeit und Starrheit des Plättchens, da sie seinen Widerstand gegen Verformung und Verbiegung vergrößern. Ferner bewirken die vorspringenden Leisten, wenn das Plättchen gegen einen flexiblen Schaltkreis 22 oder einen anderen flachen Schaltkreis gedruckt wird, einen sicheren und stabilen Halt des Kontaktplättchens. Darüber hinaus gewährleisten sie sowohl bei Verbindung mit einem flexiblen Schaltkreis, wie in Fig.3 dargestellt, als auch bei Verbindung mit einer gedruckten Schaltung od. dgl. einen guten elektrischen Kontakt.

Die Kontaktplättchen mit dem Befestigungsteil 28 können mit verschiedenen Arten von Klemmverbindungen oder anderen Verbindungsmöglichkeiten versehen sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1—4 ist ein kontaktgebender Teil 26 vorgesehen, der einen Klemmkontakt zur Aufnahme eines Steckerstiftes hat. Der flache Hauptteil 30 des Kontaktplättchens 20 hat drei längliche Aussparungen 44, 46 und 48, zwischen denen sich schmale Arme 50 und 52 befinden. Jeder dieser Arme hat einen nach innen gerichteten Kontaktvorsprung 54 bzw. 56.

Diese Vorsprünge haben gerundete Flächen 60, deren Abstand oder Zwischenraum 58 geringer ist als die Stärke des Stiftes 24. Sie sind kürzer als die Arme 50 und 52 und wirken als einarmige Hebel aus federndem Material. Die verbleibenden Teile der Arme sind ebenfalls federnd und werden bei Einführung des Steckerstiftes auf Verdrehung beansprucht. Infolge dieser doppelten Federung werden die Steckerstifte sicher mit Festsitz (Passung mit Übermaß) gehalten und ergeben einen guten Kontakt. Dabei sind keine engen Fertigungstoleranzen erforderlich und auch eine Verkantung oder eine Schiefstellung des Steckerstiftes würde weder die mechanische noch die elektrische Verbindung beeinträchtigen. Auch nach langer Benutzungszeit und mehrfach wiederholtem Einführen und Herausnehmen des Steckerstiftes bleiben diese Funktionen voll erhalten.

Die Kontaktplättchen 20 benötigen nur eine geringe Fläche; sie haben eine kleine Bauhöhe und eine große Kontaktdichte. Sie können daher, wie in F i g. 1 dargestellt, dicht nebeneinander auf einen flexiblen Schaltkreis 64 mit metallischen Streifen 66 aufgesetzt und mit den Kontaktstiften 24 eines elektrischen Gerätes 62 verbunden werden. Diese kann ein Schaltgerät, ein Steuergerät oder eine sonstige elektrisehe Einrichtung sein. Dabei wird der flexible Schaltkreis od. dgl. gleichzeitig mechanisch gehalten, so daß eine gesonderte Halterung entfällt. Infolge der geringen Bauhöhe der Kontaktplättchen ragen die Enden der

Steckerstifte 24 weit aus denselben heraus, so daß erforderlichenfalls noch weitere Verbindungen hergestellt werden können, beispielsweise mittels eines aufschiebbaren Klemmstückes 68.

Der kontaktgebende Teil des Plättchens kann in mannigfacher Weise verändert und den Erfordernissen des Einzelfalles angepaßt werden. Beispielsweise k?nn der beschriebene Klemmkontakt so ausgebildet sein, daß er zur Aufnahme eines Steckerstiftes von kreisförmigem, quadratischem oder sonstigem Querschnitt geeignet ist. Auch kann das Kontaktplättchen mit einem Steckerstift oder einer anderen Verbindungsmöglichkeit versehen sein. Nachstehend werden einige dieser vielfältigen Möglichkeiten beschrieben.

In Fig.5—7 ist ein Kontaktplättchen 80 mit einem kontaktgebenden Teil 84 dargestellt, der zur Aufnahme eines runden Steckerstiftes 82 bestimmt ist. Der Befestigungsteil 86 ist ebenfalls abgeändert. Der flache Hauptteil 88 ist von einem umlaufenden Rand 90 umgeben und im wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Am Umfang sind drei Spitzen 92 angeordnet, die aus einem Stück mit dem Hauptteil 88 und dem Rand 90 bestehen. Sie haben zugespitzte Enden 94. Statt der drei Spitzen können natürlich auch deren zwei oder mehr als drei angeordnet sein.

Der Befestigungsteil 86 enthält drei vorspringende, gekrümmte Leisten 96, die den Spitzen 92 gegenüber angeordnet sind. Das Kontaktplättchen 80 kann in Verbindung mit verschiedenen flachen Schaltkreisen verwendet werden. In der Zeichnung ist ein flexibler Schaltkreis 98 dargestellt, welcher zwei äußere Lagen 100 aus Isoliermaterial und eine innere metallische Lage 102 enthält. Das Kontaktplättchen ist über einer kreisförmigen Öffnung 104 des flexiblen Schaltkreises angebracht. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei dem Kontaktplättchen 20.

Der Hauptteil 88 des Kontaktplättchens enthält drei gekrümmte Aussparungen oder Schlitze 106, 108 und 110, zwischen denen gekrümmte Arme 112,114 und 116 angeordnet sind, deren jeder einen Kontaktvorsprung 118, 120 und 122 mit einer gerundeten Fläche 126 enthält. Sie umgeben einen kreisförmigen Zwischenraum 124, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Steckerstiftes 82. Die Wirkungsweise des kontaktgebenden Teils ist die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

F i g. 6 zeigt eine typische Schaltanordnung, wie sie in Verbindung mit dem Kontaktplättchen verwendet wird. Der Steckerstift 82 ist in der Platte 128 einer gedruckten Schaltung befestigt und mit deren metallischem Belag 130 verbunden.

"η Γ i g. 8, 9 und i0 ist eine weitere Ausfuhrungsforrn eines Kontaktplättchens dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 140 bezeichnet ist. Das Kontaktplättchen enthält einen kontaktgebenden Teil 144, der zur Aufnahme eines Steckerstiftes 142 von quadratischem Querschnitt bestimmt ist. Der Befestigungsteil ist mit dem Bezugszeichen 146 bezeichnet.

Das Kontaktplättchen 140 hat einen flachen, im wesentlichen quadratischen Hauptteil 148, der von einem umlaufenden Rand 150 umgeben ist welcher in vier Spitzen 152 mit zugespitzten Enden 154 ausläuft. Die Anzahl der Spitzen kann natürlich auch größer oder kleiner sein.

Der Befestigungsteil 146 enthält vier vorspringende Leisten 156. Das Kontaktplättchen 140 kann mit einem flexiblen Schaltkreis verbunden werden. Um jedoch eine andere Verwendungsmöglichkeit zu zeigen, ist hier die Verbindung mit einer gedruckten Schaltung 158 dargestellt, die eine Trägerplatte 160 aus Isoliermaterial und eine metallische Lage 162 enthält.

Um die gedruckte Stellung 158 zur Verbindung mit

■> dem Kontaktplättchen vorzubereiten, wird in ihr eine mittlere Aussparung 163 angebracht, die von vier Schlitzen 164 umgeben ist (von denen zwei in F i g. 9 zu sehen sind). Die Spitzen 152 werden in die Schlitze 164 eingeführt und das Kontaktplättchen vorgeschoben, bis

in die Kanten der vorspringenden Leisten 156 fest auf der Platte der gedruckten Schaltung aufliegen. Danach werden die Spitzen umgebogen und in festen Eingriff mit der metallischen Lage 162 gebracht. Gewünschtenfalls können die Spitzen 152 noch durch Tauchlötung

ι > od. dgl. mit der leitenden Schicht 162 verbunden werden.

Kontaktplättchen der beschriebenen Art können mit flachen Schaltkreisen aller Art verbunden werden. Es versteht sich, daß die Anzahl und Größe der Spitzen sich nach den Erfordernissen des Einzelfalles richtet, 2(i insbesondere nach der Stärke des flachen Schaltkreises, der erforderlichen Festigkeit der Anklammerung, der Größe des Kontaktplättchens usw.

Der flache Hauptteil 148 des Kontaktplättchens 140 hat drei Aussparungen 166,168 und 170, zwischen denen .'■) Arme 172 und 174 mit den Kontaktvorsprüngen 176 und 178 angeordnet sind, welche gerundete Flächen 182 aufweisen und einen mittleren Zwischenraum 180 umgeben, dessen Abmessungen kleiner sind als die des Steckerstiftes 142. Die Wirkung ist die gleiche wie bei in den vorbeschriebenen Ausführungsformen des Kontaktplättchens.

Der Steckerstift 142 ist in der Trägerplatte 184 einer gedruckten Schaltung befestigt und mit deren metallischer Lage 186 leitend verbunden.

r< In Fig. 11, 12 und 13 ist eine weitere Ausführungsform eines Kontaktplättchens dargestellt, welches einen Steckerstift trägt. Das Kontaktplättchen ist mit dem Bezugszeichen 190 bezeichnet. Es enthält einen Befestigungsteil 192 und einen Steckerstift 194.
■>" Das Kontaktplättchen 190, welches ebenso wie die vorhergehenden Ausführungsformen aus Blech gestanzt ist, enthält einen im wesentlichen ebenen oder flachen Hauptteil 196, der von einem Rand 198 umgeben ist. An gegenüberliegenden Seiten des Befestigungsteiles sind ■»"■ insgesamt vier Spitzen 200 angeordnet, die aus einem Stück mit dem Rand bestehen und zugespitzte Enden 202 haben. Auch hier kann die Anzahl der Spitzen gewünschtenfalls eine andere sein.

Der Befestigungsteil 192 enthält vorspringende vi Leisten 204, die den Spitzen gegenüber angeordnet sind. Das Kontaktplättchen 190 kann mit flachen Schaltkreisen aller Art verbunden werden. Be: dem Ausführungs beispiel der Fig. 11 und 12 ist es mit einem flexiblen Schaltkreis 206 verbunden, der zwei äußere Lagen 208 ■n aus Isoliermaterial und eine innere metallische Lage 210 enthält. Die Verbindung mit dem flexiblen Schaltkreis geschieht in der bereits beschriebenen ArL

Der Kontaktteil hat einen zusammengerollten Steckerstift 194 üblicher Ausführung und Größe. Der mi zylindrische Teil läuft in eine Spitze 216 aus, weiche die Einführung des Stiftes erleichtert Der Kontaktteil wird zusammen mit dem Befestigungsteil durch eine Reihe von Preßvorgängen hergestellt

Fi g. 14 zeigt eine Abänderung der Ausführungsform hi der F i g. 11. Das mit dem Bezugszeichen 220 bezeichnete Kontaktplättchen enthält einen Befestigungsteil, der mit dem der F i g. 11 übereinstimmt

Statt des Steckerstiftes 194 enthält das Kontaktplätt-

chen jedoch einen an sich bekannten Kontaktteil 222, welcher in ein Isoliergehäuse eingesetzt und dort verriegelt werden kann, wie in der US-Patentschrift 36 97 926 näher beschrieben. Es versteht sich, daß auch Kontaktteile anderer Art verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Paientansprüche:

1. Anklemmbares Kontaktplättchen für flache elektrische Schaltkreise zur Verbindung derselben mit weiteren Schaltelementen, mit einem im wesentlichen ebenen Hauptteil aus leitendem Material und einer Mehrzahl sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Hauptteils erstreckender, durch den Schaltkreis hindurchstechbarer und jenseits desselben umbiegbarer Spitzen nach Patent ι ο 2247498, gekennzeichnet durch wenigstens eine vom Hauptteil (30, 88, 148, 196) aus im wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Spitzen (34, 92, 152, 200) vorspringende Leiste (38, 96,156,204), die sich klemmend gegen den durch die umgebogenen Spitzen gehaltenen Schaltkreise (22, 98,158,206) legt.

2. Kontaktplättchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (38, 96, 156, 204) an einer Stelle des Hauptteils (30, 88, 148, 196) angeordnet ist, an welcher sie annähernd dem umgebogenen Ende (36, 94, 154, 202) wenigstens einer der Spitzen (34,92,152,200) gegenübertritt.

3. Kontaktplättchen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spitzen von flachen, aus dem Hauptteil 2^r< herausgebogenen Lappen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (38, 96, 156, 204) parallel zu wenigstens einem dieser Lappen verläuft.

4. Kontaktplättchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der J« Hauptteil (30, 88, 148, 1%) wenigstens eine Aussparung (z.B. 44-48, 106-110, 166-170) aufweist, an deren Rand die Leiste (38,96,156, 204) in Form einer Abwinkelung ausgebildet ist, während die Spitzen (34, 92, 152, 200) vom Rand des Hauptteils ausgehen.

5. Kontaktplättchen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere derartige Aussparungen (44-48, 106-110, 166-170) bzw. Leisten (38, 96, 156) beiderseits eines zentralen Kontaktelements, wie einer Klemmöffnung zur Aufnahme eines Steckerstifts (24, 82, 142), oder ringsherum um ein solches Kontaktelement angeordnet sind.

6. Kontaktplättchen nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein seitwärts « an den Hauptteil (196) anschließendes Kontaktelement, wie einen Steckerstift (194) oder eine Kontaktfeder (222), aufweist.

7. Kontaktplättchen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (194, 222) ^r>o in Längsrichtung der Leiste(n) (204) an den Hauptteil (196) anschließt.