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Federleiste für einen elektrischen Steckverbinder.
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Die Erfindung betrifft eine Federleiste für einen us Messerleiste
und Federleiste bestehenden elektrischen Verbinder.
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Vielpolige Steckverbinder erfordern infolge der großen Reibweglänge
die Anwendung vergleichsweise großer Kräfte beim ZuzammenfUgen und Trennen, so daß
häufig Hilfsmittel hierfür eingesetzt werden müssen. Die große Reibweglänge fördert
ausserdem den Verschleiß des Kotaktmaterials.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bei sogenannten Direktsteckverbindungen,
das sind Steckverbindungen, bei denen die den Messerteilen entsprechenden Verbindungspartner
an den Kanten von Leiterplatten oder ähnlichen Verdrahtungsträgern angeordnet sind,
bekannt, die Federteile als Totpunktfedern mit Schnappcharakteristik auszuoilden.
Diese als zweischenklige Federn ausgebildeten Kontaktfedern sind im Ruhezustand
auseinandergespreizt und schließen sich nach Uberwindung einer Totpunktlage, die
durch einen Extremwert ihrer Federkennlinie charakterisiert ist, wenn die Kanten
der die Nesserteile tragenden Leiterplatten oder dergleichen auf ihren zwischen
den Schenkel liegenden mittleren Bereich auftreffen.
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Diese Verbindungsart hat neben der kraftärmeren Betätigungsmöglichkeit
den Vorteil, daß das Kontaktmaterial weitgehend geschont wird. Sie eignet sich jedoch
nicht für vielpolige Steckverbinder, bei denen die einzelnen Kontakte in mehreren
parallelen Reihen angeordnet sind.
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Zur Herstellung vielpoliger.lösbarer Kontaktverbindungen sind
außerdem
sogenannte Andruckverbinder bekanntgeworden.. Bei diesen sind die Federteile im
Ruhezustand ebenfalls gespreizt, so daß die die Gegenpartner bildenden Kontaktteile
kraftfrei eingeführt werden können. Durch eine an allen Kontaktfedern angreifende
Exzenterwelle werden die Kontaktfedern nach der Zusammenfügung der Teile gespannt
und erzeugen so den notwendigen Kontaktdruck.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federleiste zu schaffen,
die ebenfalls von diesem Andruckprinzip Gebrauch macht, also auch bei hochpoligen
Verbindungen nur geringe Einsteckkraft erfordert, geringen Kontaktverschieiß und
damit geringen Edelmetallbedarf verursacht, die darüberhinaus jeddch - im Gegensatz
zu bekannten Andruckverbindern - zum Zusammenwirken mit den üblichen vielreihigen
Messerleisten geeignet ist. Insbesondere soll die durch die Erfindung zu schaffende
Federleiste grundsätzlich mit vorhandenen Federleisten kompatibel sein, also mit
vorhandenen Messerleisten zusammenarbeiten.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei von im Innenraum
des Federleistengehäuses gebildeten Ausnehmungen und/oder Ansätzen geführte in Längsrichtung
der Federleiste verschiebbare Lochplatten vorgesehen sind, die eine Vielzahl longruenter
Offnungen aufweisen, durch die je eine der als zweischenklige Federn ausgebildeten
Kontaktfedern mit beiden Federschenkeln hindurchragt und an deren senkrecht zu der
genannten Längsrichtung orientierten isolierenden Wandflächen diese Federschenkel
mit einem ihrem kontaktgebenden Endbereich benachbarten Bereich anliegen und daß
eine vom Außenraum des Federleistengehäuses her betätigbare Exzentervorrichtung
vorgesehen ist, mittels derer die beiden Lochplatten gegenläufig bewegbar sind.
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Die erfindungsgemäße Federleiste ermöglicht es, das oben beschriebene
Andruckprinzip auf kleinstmöglichem Raum zu realisieren.
Insbesondere
können die Kontaktelemente grundsätzlich in beliebig vielen parallelen Reihen angeordnet
sein.
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Die genannten Lochplatten zur kontaktgebenden Steuerung de Kontaktfedern
sind zweckmäßigerweise als zumindest im Bereich der genannten Öffnungen kunststoffumspritzte
Metallteile ausgebildet. Eine derartige Ausbildung erlaubt es, die Lochplati;ec
bei hinreichend großer Festigkeit sehr raumsparend auszubilden.
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Zur Verstärkung können die den Kern der Lochplatten bildenden Metallteile
an zumindest einer ihrer Längsseiten vorzugsweise rechtwinklig abgebogen sein. Der
abgebogene Teil der Metallteile kann dabei vorteilhafterweise als Bestandteil der
Längsführung der Lochplatte verwendet werden.
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Zweckmäßigerweise sind die Loclplatten im Innenraum des Federleistengehäuses
so geführt, daß sie mit ihren einander zugewandten Oberflächen aufeinandergleiten.
Dadurch führen sich die beiden Lochplatten zum Teil gegenseitig.
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Die einander zugewandten Oberflächen der Lochplatten sind nach einer
Weiterbildung der Erfindung nicht eben sondern mit einem in Richtung der Längsausdehnung
etwa zahnförmigen Profil ausgebildet, derart, daß die beiden senkrecht zur Längsrichtung
der Federleiste orientierten einander gegenüberliegenden Wandflächen jeder der zur
Aufnahme einer Kontaktfeder bestimmten Öffnungen in Achsenrichtung der Federschenkel
unterschiedliche Ausdehnung besitzen. Damit wird erreicht, daß die auf die beiden
Schenkel einer Kontaktfeder einwirkenden Wandflächen einer Öffnung in einem breiten
Bereich der jeweiligen Schenkel angreifen. Außerdem führt die unterschiedliche Ausdehnung
der Wandfläche zu dem erwähnten zahnförmigen Profil, das gleichzeitig Anschlagselemente
zur Bewegungsbegrenzung der beiden Lochplatten bilden kann.
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Der exzentrische Bereich der Exzentervorrichtung besitzt vorzugsweise
einen symmetrischen ovalen Querschnitt. Eine stabile Abstützung der Exzentervorrichtung
am Gehäuse der Federleiste erübrigt sich, da die über die Lochplatten angreifenden
Kontaktfederkräfte zumindest annähernd gleichmäßig auf beide Angriffsflächen des
exzentrischen Bereichs wirken und damit ein Kräftegleichgewicht herstellen. Das
Federleistengehäuse braucht lediglich eine grobe thrung für die Exzentervorrichtung
zu besitzen, damit bei Beginn der Exzenterbetätigung eine hinreichend genaue Mittellage
gegeben ist.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der ovale Querschnitt
des exzentrischen Bereichs der Exzentervorrichtung an den beiden Schmalseiten abgeflacht.
Hieraus resultiert eine gewisse Rastwirkung, d.h. daß die Stellung der EJ;zentervorrichtung
in betätigtem Zustand formschlüssig gehalten wird.
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Es ist zweckmäßig, daß die Ausschnitte der Lochplatten, in die die
Exzentervorrichtung hineinragt, an den Angriffsflächen der Exzentervorrichtung durch
Verstärkungsstücke mit im wesentlichen U-förmigen Profil verstärkt sind, da hierdurch
die Flächenbelastung an den Kanten-der Ausschnitte gleichmäßiger verteilt wird.
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Die zur Herstellung der Kontaktverbindung vorhandene Exzentervorrichtung
bzw. die von ihr gesteuerten Lochplatten können vorteilhafterweise gleichzeitig
als Elemente zur Verriegelung von Federleiste und Messerleiste dienen. Entsprechende
Weiterbildungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentervorrichtung
in ihrem im Bereich der eingeschobenen Messerleiste liegenden Bereich einen unsymmetrischen
Nocken besitzt, der gemeinsam mit einem Flanschteil der Messerleiste eine Verriegelung
bildet oder dadurch, daß die beiden Lochplatten je wenigstens
eine
vorzugsweise kreisrunde Öffnung besitzen, die sich in der dereeweiligen Bewegungsrichtung
entgegengesetzten Richtung in einem Schlitz von geringerer Querausdehnung fortsetzen
und die zusammen mit einem an der Messerleiste angebrachten eine entsprechende Querscimittsverringerung
aufweisenden Führungsstift eine Verriegelung bilden.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert: Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener perspektivischer
Darstellung Einzelheiten der erfindungsgemäßen Federleiste, Fig. 2 veranschaulicht
den Kontaktierungsvorgang, Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen Quer- bzw. Längsschnitt
durch die als Ausführtmgsbeispiel dienende Federleiste, Fig. 5 dient zur Veranschaulichung
der Verriegelung zwischen Feder- und Messerleiste.
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Die das Ausführungsbeispiel bildende Federleiste besitzt zwei gegenläufig
in Längsrichtung des Federleistengehäuses verschiebbare Lochplatten, die aus Blechteilen
1 mit einer Kunststoffumspritzung 2 bestehen. Diese Lochplatten tragen eine Vielzahl
von rechteckigen Öffnungen 4, durch die zweischenklige Kontaktfedern 5 hindurchragen.
Die Lochplatten 1 besitzen ferner in ihrem oberen Endbereich Ausnehmungen 3, die
mit einem Exzenternocken 6 zusammenarbeiten. Durch Verdrehung des Exzenternockens
sind die beiden Lochplatten 1 in Pfeilrichtung gegenläufig verschiebbar.
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Jede der Lochplatten 1 besitzt ferner eineschlüssellochartige Ausnehmung
7, die aus einer kreisrunden Öffnung besteht, die sich in Längsrichtung in einem
Schlitz fortsetzt.
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Diese Ausnehmungen 7 dienen zur Verriegelung der Federleiste mit einer
Messerleiste. Zu diesem Zweck ist die zugehörige Nesserleiste 9 mit einem Führungsstift
8 ausgestattet,
der eine Querschnittsstufe besitzt, die in ihren
Abmessungen der schlitzartigen Erweiterung der Öffnungen 7 angepaßt sind, so daß
der Führungsstift 8 bei der gegenläufigen Verschiebung der Lochplatten 1 formschlüssig
gehalten wird.
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Die Führung der Lochplatten 1 in dem Federleistengehäuse erfolgt durch
entspreche;idc Ansätze in diesem. Die Lochplatten 1 können zur Verstärkung an einer
ihrer Längskanten abgewinkelt sein. Dieser abgewinkelte Bereich erleichtert gleichzeitig
die Führung im Gehäuse. Die bereits erwähnten Ausnehmungen 3 im oberen Endbereich
der Lochplatten 1 sind an den Kanten, an denen der Exzenternocken angreift, mit
Verstärkungen 11 versehen. Diese Verscärkungen 11 bestehen aus einer Kunststoffschiene
mit U-förmigem Profil.
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Die Kunststoffumspritzungen 2 der beiden Lochplatten 1 gleiten mit
ihren einander zugewandten Oberflächen aufeinander, so daß sie sich teilweise gegenseitig
führen.
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Die Kunststoffumspritzungen 2 besitzen im Bereich der Öffnungen 4
Ansätze 12, die mit entsprechenden Ansätzen der jeweils anderen Lochplatte zusammenarbeiten.
Dies ist aus dem in Fig. 4 dargestellten Längsschnitt ersichtlich. Damit bilden
die im Ruhezustand (Fig. 4, ausgezogene Linien) fluchtend aufeinanderliegenden Öffnungen
4 der Kunststoffumspritzungen 2 im Längsschnitt ein Profil, das aus zwei Trapezen
besteht, die an ihren kürzeren Grundlinien durch ein schmales Rechteck miteinander
verbunden sind. Bei der gegenläufigen Verschiebung der Lochplatten (Fig. 4, geW
strichelte Darstellung) rücken die die Schmalseiten dieses Rechtecks bildenden Kanten
der Kunststoffumspritzungen zusammen und greifen jeweils flächenhaft an den Schenkeln
der Kontaktfedern 5 an. Die Kontaktfedern 5 selbst ragen, wie bereits erwähnt, mit
ihrem kontaktgebenden Bereich durch die Öffnungen 4 der Lochplatten 1 hindurch und
spreizen im
Ruhezustand ihre beiden Schenkel auseinander. Die Kontaktfedern
bestehen aus einem gefalteten Federblech und bilden im Bereich der Faltungsstelle
ein Anschlußelement mit näherungswelse quadratischem Querschnitt. Im Bereich der
Einspannstelle besitzen die Kontaktfedern Spreizlappen 13, mit denen sie sich in
Kammern 14 des Federleistengehäuses abstutzen. Außerdem ist die Kontaktfeder im
Bereich der Einspannstelle gewölbt, wodlrch beide Hälften in der Gehäusekammer 14
aufeinandergepreßt werden. Dieses Aufeinanderpressen bewirkt ein Auseinanderspreizen
der Federschenkel, so daß diese unter Vorspannung an den Begrenzungswänden der jeweiligen
Lochplattenöffnung anliegen und damit deren Ruhelage, d.h.
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die Lage, in der der Exzenternocken 6 unwirksam ist, definieren. Diese
Ruhelage ist, wie erwähnt, in Fig. 4 in durchgezogenen Linien gezeichnet.
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Die Federleiste kann mit vorhandenen Nesserleisten zusdmmenarbeiten,
ist also mit anderen Federleisten kompatibel. Hierzu ist jedoch erforderlich, daß
die Messer der Messerleiste entweder quadratischen Querschnitt besitzen oder - falls
sie einen von der quadratischen Form stark abweichenden rechteckigen Querschnitt
besitzen - quer zur Längsrichtung des Leistengehäuses,.d.h. quer zur Verschiebungsrichtung
der Lochplatten 1 orientiert sein.
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Die Befestigung der Federleisten in dem zugehörigen Rahmengestell
erfolgt in der üblichen Weise mittels Schrauben.
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Falls an jeder Seite der Federleiste nur eine Schraube vorgesehen
ist und falls der Exzenter 6 sich im Bereich einer Schraube befindet, kann der Exzenter
als Hohlkörper ausgebildet sein, der in seinem Inneren eine Spezialschraube 15 zur
Befestigung der Federleiste beherbergt.
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Im folgenden sei die Funktion des Steckverbinders kurz erläutert:
Die Messerleiste 9, die über an den Messern 17 angebrachte Lötfahnen 18 mit einer
Leiterplatte 16 kontaktiert
ist, wird mit ihren Messern in die sich
trichterförmig erweiternden Einführungsöffnungen 19 der Federleiste eingeführt.
Die Kontaktfedern sind dabei auseinandergespreizt, so daß diese Einführung praktisch
kräftefrei erfolgt. Der an der Messerleiste 9 angeordnete Führungsstift 8 gelangt
dabei in die Ausnehmungen 7 der Lochplatten 1, deren kreisförmige Bereiche in der
Ruhestellung miteinander fluchten und deshalb die Einfühflg des Führungsstiftes
8 freigeben.
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Wenn Messerleiste und Federleiste zusammengefügt sind, wird der Exzenter
6 mittels eines an seinem Vierkantkopf 14 angreifenden Schlüssels um 900 im Uhrzeigersinn
verdreht. Dabei greift der Exzenternocken 6 an den die Ausnehmungen 3 der-Lochplatten
1 begrenzenden Verstärkungsstücken 11 an und verschiebt die Lochplatten gegenläufig.
Bei inrer Verschiebung drücken die Öffnungen 4 der Lochplatten gegen die Schenkel
der Kontaktfedern und pressen diese mit ihren kontaktgebenden Bereichen beiderseits
gegen die Kontaktmesser 17 (Fig. 2). Da die Schmalseiten des Exzenternockens 6 abgeflacht
sind, hält sich der Exzenter formschlüssig in der Arbeitsstellung. Bei der gegenläufigen
Verschiebung der beiden Lochplatten 1 verschieben sich auch deren Ausnehmungen 7,
so daß diese in der Arbeitsstellung mit ihren schlitzförmigen Fortsetzungen den
abgesetzten Bereich des Führungsstiftes 8 umgreifen und dadurch eine Verriegelung
zwischen Messerleiste und Federleiste bewirken.
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Falls auf die aus den Ausnehmungen 7 der Lochplatten 1 und dem Führungsstift
8 der Messerleiste 9 bestehende Verriegelungseinrichtung z.B. aus Platzgründen verzichtet
werden muß, kann die Verriegelung zwischen Messerleiste und Federleiste mittels
eines an dem Exzenter 6 angebrachten unsymmetrischen Exzenternockens bewirkt werden,
der mit einem entsprechenden Flansch der Messerleiste zusammenarbeitetDie Vorrichtungseinrichtung
verhindert außerdem, daß die Messerleiste bei betätigtem Exzenter eingeschoben werden
kann, wodurch die Kontakte beschädigt werden könnten.
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9 Patentansprüche / 5 Figuren