Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Ing. H. Liska
S MÖNCHEN «6, DEN
POSTFACH 860820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
BURNDY CORPORATION, Richards Avenue, Norwalk,Connecticut V.St,
Schaltungsbauelementen-Steckvorrichtung mit bewegbarer
Tragerteiltrennvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Anschlußsteckvorrichtungen
für gedruckte Schaltungsplatinen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Steckvorrichtung
zum Aufnehmen der Anschlußfahnen (Stifte, Stecker u.dgl.) eines modulartigen Schaltungsbauelements der sogen, "dual-inline" -Bauart und zum Festhalten dieser Fahnen durch Hochdruckkontakt
mit den Kanten (oder Schneiden) ihrer gesonderten Steckvorrichtungskontakt-Elemente, wobei das ¥iederentfernen
eines solchen Bauelements durch den Einsatz eines bewegbaren Teils der Steckverrichtung erleichtert ist. Die Bewegung dieses
Teils veranlaßt die Fahnen seitlich aus den Kontakt mit den Kontaktelementen herauszugleiten.
Auf dem Gebiet der elektrischen Anschlüsse, insbesondere der Anschlüsse bei gedruckten Schaltungsplatinen, benötigt man
häufig eine Steckvorrichtung, in die ein Bauelement einschließlich solcher Elemente wie integrierte Schaltelemente (chip)
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wieder entfernbar eingesetzt werden können. Solche Bauelemente umfassen häufig "aktive" Elemente, die auf einem
Trägerteil angebracht sind, auf dem sich ein Schaltungssystem elektrischer Leitungen von einem oder mehreren der
Elemente zu Anschlußfahnen erstreckt. Diese Ancchlußfahnen
sind im wesentlichen parallel zueinander und im rechten Winkel abwärts vom Boden des Trägerteils des Bau- .
elements angeordnet. Solche Bauelemente können dadurch mit anderen Schaltungskomponenten verbunden werden, daß
die Anschlußfahnen in Position zwischen unter Federdruck stehenden Steckvorrichtungskontakten geschoben werden.
Typischerweise sind die Spannungen und Ströme, die bei solchen Anwendungsfällen auftreten, klein, so daß es wünschenswert
und in der Regel auch notwendig ist, daß der Druck, der von den federähnlichen Steckvorrichtungskontakten
auf die Außenseiten der Bauelementfahnen ausgeübt wird, sehr groß ist, um sicherzustellen, daß eine
wirksame elektrische Zwischenverbindung hergestellt ist. De. das Bauelement zerbrechlich ist und da die vom Trägerteil
des Elements nach unten ausgehenden Anschlußfahnen ebenso relativ zerbrechlich sind, sind diese äußerst :,
anfällig für Verbiegung, Bruch und weitere nachteilige Effekte, insbesondere wenn versucht wird, das Bauteil
von der Steckvorrichtung gegen die starken Haltekräfte der Steckvorrichtungs-Kontaktelemente wieder zu
entfernen. Um dies zu umgehen, wurden verschiedene mechanische Einrichtungen zum Einsatz bei Steckvorrichtungsgeräten
vorgeschlagen. Typischerweise neigen diese jedoch
dazu, kompliziert im Aufbau und in der Mechanik zu sein und sind daher kostspielig in der Herstellung
und besetzen wertvolle Schaltungsplatinenfläche, die vorteilhafter in anderer Ueise genutzt werden könnte.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine wirkungsvolle
Steckvorrichtung für "dual-in-line"-Bauelemente bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Steckverrichtung
bereitzustellen, bei der die Wiederentfernung solcher Bauelemente erleichtert ist.
Weiterhin besteht edre Aufgabe dieser Erfindung darin, eine
Steckvorrichtung bereitzustellen, bei der diese Uiederentfernung ohne unerwünschte,abträgliche Auswirkung auf
das Bauelement oder auf die vom Boden des Bauelements wegstehenden Fahnen durchgeführt werden kann.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung
in einer solchen Fcrm mit einem solchen Aufbau bereitzustellen, daß die Vorrichtung mechanisch einfach
und relativ kostengünstig herzustellen und zu bedienen ist.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung in einer solchen Form Bereitzustellen, die eine
bessere Ausnutzung der verfügbaren Schaltungsplatinenfläche erlaubt.
Diese gewünschten Ziele können durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung erreicht werden, welche in einer bevorzugten
Ausführungsform eine für gedruckte Schaltungsplatinen bestimmte Steckvorrichtung für die Kontaktfalmen
von "dual-in-line"-Bauelementen umfaßt, wobei diese Steckvorrichtung
entweder Kontakte oder Fabnen-Anlageflächen oder Fahnenführungen besitzt, welche seitlich im rechten
Vinkel zur Einführrichtung der Bauelementenfahnen bewegbar
sind, wobei aufgrund solcher Bewegung die Fahnen, die
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in, durch Kontakte und diesen zugeordnete Anlageflächen beschriebenen
Schlitze angeordnet sind, von jedem der gleichzeitigen Kontakte, aus jeweils einem Kontakt und einer Anlagefläche,
getrennt werden können, wodurch das Bauelement zur leichteren Wiederentfernung von der Steckvorrichtung
gelöst ist.
Die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert die Erfindung. Es zeigen:
Fig.1 einen Querschnitt einer für gedruckte Schaltungsplatinen bestimmten Steckvorrichtung
der hier betrachteten Bauart mit einem "dual-in-line"-Bauelement in Anschlußposition;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig.3 eine Draufsicht eines Teils der Anordnung nach Fig.2;
Fig.4 eine Seitenansicht eines Teils der Anordnung nach Fig.3;
Fig.5 eine weitere perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig.2;
Fig.6a
und 6b eine Draufsicht bzv« eine perspektivische
Ansicht einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung und
Fig.7
bis 10 weitere Ausführungsformen dieser Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt einer für gedruckte Schaltungsplatinen
bestimmten Steckvorrichtung .1 für sogen.
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"dual-in-line"-Bauelemente gezeigt. Die Steckvorrichtung
umfaßt Seitenwände 2, in denen Steckvorrichtungsanschlußkontaktelemente
4 angeordnet sind, die sich nach unten ctnrhLöcher 6 in eine zugeordnete gedruckte Schaltungsplatine 8 erstrecken zur Zwischenverbindung beispielsweise
durch Löten oder andere geeignete Mittel mit leitfähigen Wegen 9 auf der gedruckten Schaltungsplatine.
Die Kontakte 4 bieten der Oberfläche der Anschlußfahnen 5 eines zugeordneten Bauelementes einen abgewinkelten
Kontaktpunkt 7, um, zur Erzielung eines wirksamen elektrischen Kontaktes zwischen diesen-Bauteilen für verringerte
Fläche .und hohen Einheitsflächendruck zu sorgen. Die Aufrechterhaltung
eines derartigen guten Kontakts wird durch Anlageflächen 10 verbessert, die die Fahnen 5 daran hindern,
auf den von den Kontakten 4 auf sie ausgeübten Druck hin sich nach innen zu verbiegen. Während eine solche Anordnung
für eine gute elektrische Verbindung zwischen den Bauteilen des Bauelements und der Steckvorrichtung wesentlich
ist, neigt sie jedoch dazu, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Wiederentfernung des Bauteils von der
Steckvorrichtung sogar zu erschweren, da dafür hohe Betätigungskräfte notwendig sind und da es in der Praxis
fast unmöglich ist, das Bauelement 3 nach oben und aus der Steckvorrichtung 1 zu. heben, was zu Bruch,
Verbiegung oder anderen unerwünschten Auswirkungen auf die empfindlichen Kontaktteile 5 des Bauelements 3
oder auf das Bauelement selbst führen kann.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bestimmt
für die Herstellung elektrischer Zwischenverbindungen von Kontaktfahnen 24 eines Schaltungsbauelements 26
mit Kontaktkanten 23 aufweisenden Steckvorrichtungskontaktklemmen (clips) 22. Diese Klemmen 22 bilden zusammen
mit den entsprechenden Anlageflächen 25 Schlitze,
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in die die Fahnen 24 eingeführt werden können. Obwohl die Anlageflächen 25 in Fig. 2 als ebene Erhebung dargestellt
sind, können diese irgendeine Form aus einer Vielzahl anderer Formen, wie z.B. V/ölbung, Halbzylinder,
lineare Anordnung u.s.\^. annehmen. Die Steckvorrichtungskontaktklemmen
22 weisen Fortsätze 14 auf, die durch Löcher 16 in eine gedruckte Schaltungsplatine 18 hineinreichen
zur Zv/ischenverbindung mit leitenden Wegen (nicht
dargestellt) auf der gedruckten Schaltungsplatine.
Es sei angemerkt, daß die im Vorangehenden behandelten Bauteile,in Fig. 1 gezeigten Bauteilen entsprechen. Die
in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform v/eist jedoch einen Steckvorrichtungshauptkcrper 30 auf, an dem eine oder
mehrere Reihen von Kontakten 22 angebracht sind, oberhalb derer ein Steckvorrichtungsteil angeordnet ist,
v/elcher in dieser Ausführungsform in Form einer verschiebbaren Abdeckung 32 ausgebildet ist. Der Hauptkörper
schließt eine VJerkzeugöffnung 31 ein, die mit dem Hauptkörper einstückig ausgebildet ist und deren Verwendungszweck
im folgenden beschrieben v/erden wird.
Da die Klemmen 22, wie in Fig. 2 gezeigt, in geradlinigen Reihen (lineare Anordnung)· .entlang des Hauptkörpers
angeordnet sind, in der Weise, daß sie mit den Fahnen des Bauelements 26 übereinstimmen, enthält die Abdeckung
32 entsprechende lineare Anordnungen von Öffnungen 34, durch die die Fahnen 24 in die Schlitze in gleichzeitiger
Anlageposition mit den Lagerkanten 23 der Kontaktklemmen
22 und mit den Anlageflächen 25 eingeführt werden können. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, den Ausdruck
"lineare Anordnung" auf Anordnungen in Form geradliniger Reihen, wie in Fig. 2 gezeigt, zu beschränken. Beispiels»
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weise umfaßt die Erfindung auch kreisförmige Steckvorrichtungskontaktanordnungen
und Abdeckungen, die relativ zueinander aus noch im Folgenden zu beschreibenden Gründen kreisförmig
bewegbar (verdrehbar) sind.
Obwohl die Öffnungen 34 in Fig. 2 als vollständig von Abdeckmaterial
umgeben dargestellt sind, ist es klar, daß es nicht notwendig ist, daß diese von allen vier Seiten
umschlossen sind. Beispielweise können die Öffnungen nach der Außenseite einer Kante der Abdeckung 32 hin
offen sein. . F.alls es in einem solchen Falle erwünscht ist, die außerhalb freiliegenden Teile der Fahnen 24 zu
schützen, nachdem diese eingeführt worden sind, kann die Abdeckung 32 durch einen einfassenden Rand (nicht dargestellt)
im oberen Bereich der Seiten des Hauptkörpers 30 eingefaßt werden. Eine solche Anordnung würde auch dafür
sorgen, daß die Öffnungen in einem Bereich der Abdeckung 32 liegen, der an die Anschlußkontaktklemmen 22
anliegt.
Die Abdeckung 32, die ein mit ihr einstückig verbundenes tferkzeugwiderlager 33 für im Folgenden noch zu beschreibende
Zwecke aufweist, kann irit dem Hauptkörper 30 verschiebbar
verbunden werden, indem die Abdeckung auf dem Hauptkörper "eingeschnappt" wird, und zv/ar durch wechselseitiges
ineinandergreifen von Klinken 36, die mit der Innenseite der Außenwand des Hauptkcrpers 30 einstückig
verbunden sind, und mit Klinkenreitern 38, die einstückig mit der Abdeckung 32 verbunden sind. Da die Klinkenreiter
38 langer als die Klinken 36 sind, denen sie zugeordnet sind, kann sich die Abdeckung 32 .frei bev/egen durch
Gleiten entlang der oberen Fläche des Hauptkörpers 30 in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur
Einführrichtun*· der Fahnen 24 in Anlageposition mit den Kentakten 22 ist.
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Einstellvorrichtungen in der Form von mit der Abdeckung 32 einstückig verbundenen Blattfedern(Kantilever-Federn)
40 entsprechend dieser Zeichnung, die mit mit dem Hauptkörper 30 einstückig verbundenen Querwänden 42 zusammenwirken,
dienen dazu,im Normalfall die Abdeckung 32 in eine solche Position einzustellen, daß die Öffnungen 54
an den gewünschten zugeordneten Kontakten 22 anliegen.
Die Figuren 3 und 4 stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dar und veranschaulichen
den Aufbau der Steckvorrichtung, der sicherstellt, daß die Abdeckung 32 sowie das angeschlossene Schaltungsbauelement 26, falls es in die richtige Position gebracht
wurde, nicht unbeabsichtigt bewegt werden können, wie im Folgenden beschrieben. Gemäß den Zeichnungen kann eine
v/eitere Klinke 44 einstückig mit der Abdeckung 32 an
einem Ende, nach unten gewandt, ausgebildet sein, die
in dieser Position mit einer Nute 46- zusammenpaßt, die an einer Blattfeder (Kantilever-Feder) 48 ausgebildet
ist. Diese Blattfeder 48 hat an ihrem,dem Befestigungspunkt 52 mit der Querwand 42 abgelegenen Ende eine
Niederdrückzunge 50. Aus den Abbildungen ist klar zu entnehmen, daß die Abdeckung 32 zum nach Rechtsgleiten
gelöst werden kann, indem die Zunge 50 der Blattfeder 48 nach unten gedrückt wird, was ein Ausklinken der Klinke
44 aus der Nute 46 zur Folge hat.
Aus dem Vorangegangenen ict klar ersichtlich, daß es vorteilhaft sein kann, die Bauteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aus Materialien, vrie z.B. Plastikmcterialien
(Kunststoffe o.dgl.) herzustellen, welche preiswert, leicht schmelzbar, federelastisch und elektrisch
isolierend sind und weitere für den vorgesehenen Einsatz
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günstige Eigenschaften aufweisen. Es können jedoch auch andere Materialien kombiniert v/erden, um dienliche Ergebnisse
zu erzielen, wie z.B. Metalle, Isoliermaterialien, Federn und dergl.
Fig. 5 veranschaulicht, wie die im Vorangehenden behandelte Ausführungsform dieser Erfindung eingesetzt werden kann.
Sie zeigt eine gedruckte Schaltungsplatine, die eine Anzahl von Steckvorrichtungen der hier anhand der Figuren
2, 3 und 4 beschriebenen Bauart einschließt. Die einschneidene Einwirkung der scharfen Kanten 23 jeder Kontaktklemme
22 auf die zugeordneten Kontaktfahnen 24, die wie es hier der .Fall ist, an einer Anlagefläche 25 anliegen,
macht es, wie bereits in Verbindung mit Figur 1 diskutiert, schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, das Schaltungsbauelement
26 ohne Beschädigung der Fahnen wieder zu entfernen. In der erfinduncsgemäßen Vorrichtung kann jedoch
ein Schraubenzieher 100 in die Werkzeugöffnung 31 eingeführt werden, bis er auf die Zunge 50 des Hebelarms 48
trifft, falls eine solche eventuell eingesetzt ist. Der Schraubenzieher 100 drückt dabei den Arm 43 nach unten
und trennt dadurch die Klinke 44 an der Abdeckung von der Nute 46 am darunterliegenden Arm; der Schraubenzieher
100 kann dann, um gegen das Verkzeugwiderlager 33 zu drücken, geschwenkt werden, wodurch er ein horizontales
Gleiten der Abdeckung 32 in einer Richtung senkrecht zur Einführrichtung der Fahnen 24 bewirkt. Auf diese \Jeise
kann jede Fahne 24 dazu gebracht werden, an der Schneidekante des jeweils zugeordneten Kontakts vorbeizugleiten;
alle Fahnen werden dabei gleichzeitig bewegt, bis jede von ihnen frei vom Eingriff mit dem zugeordneten
Kontakt ict. Das Schaltungsbauelement kann dann leicht und ungehindert ohne ungünstige Auswirkung auf irgendeine
der Fahnen 25 von der Steckvorrichtung entfernt
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v/erden. Auf ein solches Entfernen hin bewirkt die zugehörige Einstellvorrichtung (d.h. die auf die Querwand 42
wirkende Blattfeder 40), daß sich die Abdeckung in ihre ursprüngliche Position zurückbewegt, in der sie gegen
weitere Seitwärtsbewegung durch das Zusammenwirken von Klinke 44 und Nute 46 blockiert ist, und für dasselbe
oder ein anderes Schaltungsbauelement aufnahmebereit ist.
Obwohl bisher parallele, geradlinig angeordnete Reihen von Anschlüssen, die an gegenüberliegenden Seiten der
Steckvorrichtungsabdeckung angeordnet sind, dargestellt wurden, so geht doch aus dem Vorangegangenen klar hervor,
daß auch andere Ausführungsformen vom Erfindungsgedanken
erfaßt werden..So können eine oder mehrere Anschlußreihen,
auf einer Geraden oder einem Bogen liegend, entsprechend der Konfiguration de» Schaltungsbauelements
und der Richtung der Relativbewegung zwischen der Abdeckung und dem Hauptkörper einer gegebenen Steckvorrichtung,
an verschiedenen Stellen in den Bauteilen anreordnet werden, die die erfindungsgemäße.. Steckvorrichtung;
bilden. Dies wird durch eine weitere, in den Figuren 6ä und 6b gezeigten Ausführungsform dieser Erfindung
veranschaulicht. V.'ie dort gezeigt, ist die Steckvorrichtung 101 rund und umfaßt ein Steckvorrichtungsteil in der Form
einer äußeren, drehbaren, zylindrischen Hülse 102, die an
ihrer inneren Peripherie Fahnensteckeinrichtungen 106 aufweist, und die den Hauptkörper 104 eng anschließend
umfaßt. Das Teil 102 kannsoin eine Position relativ zum
Hauptkörper 104 eingestellt werden, daß die öffnungen
106 an am Hauptkörper 104 angebrachten (nicht dargestellten) Kontalrtklemmen der im Vorangegangenen beschriebenen
Bauart anliegen, und zwar durch an sich bekannte Mittel, wie z.B. eine Schraubenfeder, die das
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Teil 102 gegen einen mit dem Hauptkörper 104 einstückig verbundenen Anschlag drückt. Aus Fig. 6b geht klar hervor,
daß zur Herstellung elektrischer Verbindungen ein Schaltungsbauelement 110 mit seinen Fahnen 112 in den Öffnungen
106 angeordnet sein kann. V'enn daraufhin gewünscht v.rird, das Teil wieder zu entfernen, kann das Teil 102
verdreht werden, um die Fahnen 112 aus dem Eingriff mit den Kontaktfahnen herausglßiten zu lassen, im wesentlichen
in der gleichen Art und V/eise wie die Relativbewegung in der oben beschriebenen Ausführungsform
durchgeführt wurde, worauf eine einfache Wiederentfernung des Bauelemente möglich ist.
Es soll hier noch angemerkt werden, daß Ausführungsformen
dieser Art besondere Vorzüge zur Überwindung von Faktoren, v;ie z.B. "g-Lasten" (Erdbeschleunigung g) oder anderen
Trägheitseffekten bieten, die auftreten können, wenn nicht Klinkenanordnungen oder andere Einrichtungen der hier beschriebenen
Art verwendet v/erden.
Während im Vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben wurden, die gegenwärtig besonders bevorzugt sind, so
muß die Erfindung doch weiter gefaßt verstanden v/erden, als die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen,
bei denen ein mit Fahnenführungen versehenes Teil gegenüber relativ stationären Klemmen und Anlageflächen
bewegbar ist. Die Wechselbeziehungen der Elemente sind in vereinfachter Form in Figur 7 gezeigt, in der eine
Schaltungcbauelementenfahne 24 in gleichzeitigen Kontakt mit einer Kontaktklemme 22 und ihrer zugeordneten Anlagefläche
25 gezeigt ist.
Figur 8 stellt die Relativbewegungen dieser Elemente in den oben beschriebenen Ausführungsformen dar; d.h.
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" 1S" 273393A
durch die Bewegung der bewegbaren Abdeckung 32 werden die Fahnen 24 seitlich über eine Strepke bewegt, die größer
ist als die Strecke, die notwendig ist, um die Fahnen 24 zur Trennung vom gleichzeitigen Kontakt mit der Klemme 22
tfie auch mit der Fläche 25 zu veranlassen. Hierbei können die Fahnen 24 in einer Richtung entgegengesetzt zur Einführrichtung
oder senkrecht oder normal zum Bewegungsweg des bewegbaren Abdeckteils 32 und der Fahnen 24 in einfacher
Weise wegbewegt v/erden.
V7ie jedoch in Figur 9 gezeigt, kann ein vergleichbarer Ablöseeffekt dadurch erreicht v/erden, daß die Klemme 22
relativ zur Fahne 24 und zur Anlagefläche 25 bewegt wird, und zwar um eine solche Strecke, daß die Klemme 22 nicht
mehr auf die Fahne 24 drückt, wodurch sie die Fahne zur leichten Entfernung, wie oben beschrieben, freiläßt.
In ähnlicher V/eise können die Fahne 24 und die Klemme 22 stationär gehalten werden, die Anlagefläche 25 jedoch relativ
zu diesen seitlich bewegt werden, v;ie Figur 10 zeigt. Dies hat zur Folge, daß der Druck verringert wird,
mit dem die Fahne 24 entgegen der Federvorspannung der Klemme 22 gehalten wird; die Fahne 24 kann sich daraufhin
ungehindert geringfügig in Richtung weg von der Klemme abbiegen, was ein einfaches Wegbewegen dieser Fahne vom
Kontakt mit der Klemme erlaubt.
Es können Ausführungsformen dieser Erfindung hergestellt
werden, die irgendein Konstruktionselement aus der Vielzahl
der an sich bekannten Konstruktionselemente zur Bewirkung
der Bewegung der Anlagefläche und/oder der Kontaktklemmen einsetzen, um die Bewegungseffekte der oben
beschriebenen Art zu erhalten.
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Leerse ite