DE2739645C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Fassung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Elektrische Fassungen dieser Art werden zur Montage von elektro­ nischen Bauelementen, beispielsweise integrierten Schaltungen, auf gedruckten Schaltungsplatten verwendet. Die Anschlußstifte derartiger Bauelemente sind oft klein und wenig stabil und können daher beim Einsetzen in die Fassung leicht beschädigt werden. Bei Bauelementen, die eine große Anzahl von Anschluß­ stiften besitzen, ist überdies eine recht hohe Kraft beim Ein­ setzen in eine herkömmliche Fassung erforderlich. Da beim Auf­ bau und Erproben einer elektrischen Schaltung die Bauelemente häufig mehrfach eingesetzt und wieder herausgenommen werden müssen, ist dies sehr hinderlich und es können sich Beschädi­ gungen der Anschlußstifte ergeben.

Eine elektrische Fassung der eingangs genannten Gattung ist in der US-PS 36 83 317 beschrieben. Bei dieser bekannten Fassung sind die beiden Federarme des elektrischen Kontakts in der Ruhestellung geöffnet und bereit zum Einsetzen der Anschluß­ stifte des elektronischen Bauelements. Erst nach dem Einsetzen der Anschlußstifte wird ein Basiselement nach unten gedrückt, wodurch dieses auf dem einen Federarm des Kontakts gepreßt wird und diesen zu dem anderen Federarm hin elastisch verformt, so daß der dazwischen eingesetzte Anschlußstift des Bauelements festgeklemmt wird. In dieser Stellung wird nun das Basiselement durch einen Stift oder ein Schnappelement am Körper der Fassung festgehalten. Die Kontaktkraft der beiden Federarme an dem da­ zwischen aufgenommenen Anschlußstift wird also bei dieser be­ kannten Fassung ausschließlich, und zwar sogar entgegen der Federkraft der Federarme des Kontakts, durch das Kunststoff­ material des Körpers und des Basiselements aufgebracht. Die den elektrischen Übergangswiderstand zwischen den Anschluß­ stiften und den Kontakten bestimmende Kontaktkraft hängt daher ausschließlich von der Festigkeit des verwendeten Kunststoff­ materials ab. Da jedoch praktisch jedes Kunststoffmaterial, ins­ besondere bei erhöhten Temperaturen, wie sie häufig in elektro­ nischen Geräten auftreten, die Neigung besitzt, zu kriechen und alterungsbedingt seine Festigkeit zu verlieren, ergibt sich da­ durch auch eine Verminderung der Kontaktkraft und schließlich eine Erhöhung des Übergangswiderstands. Bei diesem bekannten Verbinder besteht überdies die Gefahr, daß entweder der zur Sicherung verwendete Stift verlorengeht oder die Schnappele­ mente abbrechen, so daß die Fassung unbrauchbar wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, eine Fassung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, die beim Einsetzen bzw. Herausnehmen des Bauele­ ments nahezu keine Kontaktkräfte ausübt, deren Kontaktkräfte jedoch nach dem Einsetzen ermüdungsfrei zuverlässig sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden Federarme der Kontakte jeweils in ihrem Ruhezu­ stand in der geschlossenen Stellung federnd gegeneinander vor­ gespannt sind. Erst zum Einsetzen der Anschlußstifte eines elektronischen Bauelements werden die beiden Federarme durch die Betätigungseinrichtung in die geöffnete Stellung auseinander­ gespreizt. Nach dem Einsetzen der Anschlußstifte bewegt sich die Betätigungseinrichtung in ihre Ursprungslage zurück, und die Federarme klemmen den zugehörigen Anschlußstift durch ihre Eigenelastizität zwischen sich ein. Wesentlich ist dabei, daß die an den Anschlußstiften angreifende Kontaktkraft ausschließ­ lich durch die Elastizität der metallischen und federelastischen Kontaktelemente aufgebracht wird. Da die üblicherweise für Kon­ takte verwendeten Metalle im Elastizitätsbereich nicht zum Kriechen neigen und alterungsbeständig sind, wird somit er­ reicht, daß auch die Kontaktkräfte ermüdungsfrei und zuverlässig sind. Eine zum Kriechen führende Belastung der verwendeten Kunst­ stoffteile wird dabei vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fassung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Fassung;

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Fassung ohne Kontakte;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines in der Fassung benutzten Kontakts;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Fassung, in dem ein elektronisches Bauelement befestigt ist;

Fig. 5 einen Teil-Vertikalschnitt durch die Fassung in einem ersten Zustand;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 8;

Fig. 8 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, wobei sich die Fassung jedoch in einem anderen Arbeitszustand befindet.

Die nachfolgend beschriebene Fassung ist dazu bestimmt, ein elektronisches Bauelement 100 (Fig. 4) mit mehreren Anschluß­ stiften auf einer (nicht gezeigten) Unterlage, z. B. einer ge­ druckten Schaltungsplatte, zu montieren.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 besteht die Fassung aus einem Körper 1, der aus elektrisch isolierendem Kunststoff geformt ist und eine Mehrzahl von Hohlräumen 2 enthält, die durch Begrenzungswände 3 voneinander getrennt sind. Der Körper 1 ist im wesentlichen rechtwinklig in einem Horizontalabschnitt und die Hohlräume 2 sind in zwei parallelen Reihen angeordnet, die durch eine Begren­ zungswand 4 voneinander getrennt sind.

Jeder Hohlraum 2 enthält einen elektrischen Kontakt 5, der in Fig. 3 dargestellt ist. Der Kontakt 5 kann aus Metallblech gestanzt und geformt sein, z. B. aus mit Gold oder Zinnlot plattier­ tem Berylliumkupfer. Der Kontakt 5 hat einen Stiftabschnitt 6, der vom Körper 1 zur Aufnahme in einer Öffnung der Unterlage wegragt. Der Kontakt 5 weist ferner zwei Federarme 7 und 8 auf, die im Hohlraum 2 aufgenommen sind und aufgrund ihrer eigenen Federspannung gegeneinander gedrückt werden, so daß ein Anschlußstift eines elektronischen Bauelements zwischen ihnen gemäß Fig. 4 aufgenommen werden kann. Der Federarm 7 hat im wesentlichen S-Form, wobei jedoch der untere Abschnitt etwas länger ausgebildet ist, um dem Federarm 7 gute Feder­ eigenschaften zu verleihen. Der Stiftabschnitt 6 des Kontakts ist aus dem Federarm 7 herausgestanzt, wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das freie Ende 9 des Federarms 7 dient als Haken zum Erfassen eines Betätigungsmechanismus für die Fassung, wie noch später beschrieben wird. Das freie Ende des Federarms 8 ist in drei Finger aufgeteilt, wovon ein Finger 10 als Kontaktpunkt für einen (nicht dargestellten) Prüfkontakt dient und die anderen beiden Finger 11 den Federarm 8 gegen eine Relativbewegung zum Körper 1 sichern, wie ebenfalls noch später beschrieben wird.

Zur Fassung gehört auch ein Deckel 12, der ebenfalls aus iso­ lierendem Kunststoff geformt ist. Der Deckel 12 hat Haken­ beine 13, die mit Schultern 14 am Körper 1 in Eingriff gebracht werden können, wodurch der Deckel 12 am Körper 1 gesichert wird, um die Hohlräume 2 zu schließen und die darin befindlichen Kontakte 5 zu halten. Der Deckel 12 weist eine Mehrzahl von durchgehenden Öffnungen 15 auf, damit die Anschlußstifte eines elektronischen Bauelements 100 (Fig. 4) Zugang zur Aufnahme zwischen den Federarmen 7 und 8 eines zugehörigen Kontakts 5 haben. An die Öffnungen 15 schließen sich aufrechte Wände 16 mit Schrägflächen 17 an, die dazu dienen, die Anschlußstifte des elektronischen Bauelements in die Öffnungen 15 zu führen. Die Wände 16 sind mit nach unten gerichteten Fortsätzen 18 ausge­ bildet, die in Ausnehmungen 19 des Körpers 1 eingreifen können, um den Deckel 12 und den Körper 1 genau zueinander auszurichten. Ferner sind in den Wänden 16 Rillen 20 vorhanden, die es ge­ statten, einen Prüfkontakt in Berührung mit einem Finger 1 zu bringen. Der Deckel 12 erfaßt auch die Finger 11 am freien Ende der Federarme 8 jedes Kontakts 5 und verhindert so die Bewegung des Federarms 8 in Richtung auf den Federarm 7 des Kontakts 5.

Zwischen dem Deckel 12 und dem Körper 1 befindet sich ein längliches Betätigungselement 21 mit einer ausgenommenen unteren Oberfläche (wie aus den Zeichnungen ersichtlich) die die Begrenzungswand 4 des Körpers 1 an ihrer Oberseite berührt (Fig. 4). Das Betätigungselement 21 ist länger als die Wand 4, so daß das Betätigungselement 21 sich relativ zum Körper 1 und zum Deckel 12 bewegen kann, wobei ein Endab­ schnitt des Betätigungselements 21 von irgendeiner der beiden Seiten des Körpers 1 vorsteht, wenn sich das Betätigungselement 21 in einer seiner beiden Extremlagen zum Körper 1 befindet. Der Körper 1 hat an jedem Ende einen ausgenommenen Ansatz 22 an der Stelle, an der das Betätigungselement 21 vorsteht. Der Ansatz 22 dient als Hebelansatzpunkt für ein Werkzeug 200, z. B. einen in Fig. 1 dargestellten Schraubendreher, der an dem jeweils vorstehenden Abschnitt des Betätigungselements 21 an­ gesetzt werden kann, um die Bewegung des Betätigungselements 21 relativ zum Körper 1 zu veranlassen.

Die Fassung erhält auch zwei längliche Kupplungselemente 23, die ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material geformt sind. Jedes der Kupplungselemente 23 ist einer der Reihen von Kontakten 5 zugeordnet und dient dazu, den Federarm 7 jedes Kontaktes 5 der betreffenden Reihe mit dem Betätigungs­ element 21 zu koppeln. Jedes Kupplungselement 23 ist rinnen­ förmig in einem Vertikalabschnitt ausgebildet, wie in Fig. 4 zu sehen ist, und ist so eingesetzt, daß der Grund des rinnen­ förmigen Querschnitts auf der Oberseite der Wände 3 des Körpers 1 ruht. Die hakenförmigen freien Endabschnitte 9 der Federarme 7 der zugeordneten Kontakte 5 sind über die äußeren Seitenwände jedes Kupplungselements gehakt, während die innere Seitenwand jedes Kupplungselements 23 in die Ausnehmung des Betätigungs­ elements 21 eingreift, wie in der Fig. 4 dargestellt.

Die innere Oberfläche der inneren Seitenwand jedes Kupplungs­ elements 23 und die innere Oberfläche der zugeordneten Seite des Betätigungselements 21 bilden zusammenarbeitende Oberflächen, wovon jede die Form einer Reihe von Zähnen 24 bzw. 25 hat. Je­ der Zahn 24 oder 25 hat einen flachen Kopf 26 oder 27 und eine Schrägfläche 28 oder 29, auf der ein Zahn 25 oder 24 des ande­ ren Elements hochgleiten kann, wenn das Betätigungselement 21 sich relativ zu den Kupplungselementen 23 längs bewegt.

Die Kupplungselemente 23 sind von einer solchen Größe, daß sie gegen eine Längsbewegung relativ zum Körper 1 durch Be­ rührung mit dessen Einwänden gesichert sind. Dagegen können sie sich seitlich am Körper 1 bewegen, was dadurch veranlaßt wird, daß das Betätigungselement 21 relativ zum Körper 1 in Längsrichtung bewegt wird, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 8 beschrieben wird.

Die Fig. 5 zeigt die Fassung in einem Zustand, in dem die Federarme 7 und 8 jedes Kontakts 5 eng aneinander geschlossen sind wobei dies der normale Ruhezustand der Fassung ist. Dies ist zugleich der Zustand, in dem ein elektronisches Bau­ element 100 in der Fassung gemäß Fig. 4 montiert ist.

Wenn sich die Fassung in diesem Zustand befindet, liegen die Zähne 24 und 25 der Kupplungselemente 23 und des Betätigungs­ elements 21 ineinander, wie Fig. 6 zeigt, wobei außerdem die Kupplungselemente 23 von der Wand 4 des Körpers 1 einen Ab­ stand halten, wie die Fig. 5 und 6 zeigen.

Wenn es erwünscht ist, ein elektronisches Bauelement 100 in der Fassung zu montieren, wird ein Werkzeug 200 (Fig. 1) an das vorstehende Ende des Betätigungselements 21 angesetzt und letzteres längs zum Körper 1 bewegt (aufwärts gemäß der An­ sicht der Fig. 6 und 7; in Fig. 7 durch einen Pfeil angedeutet). Aufgrund dieser vom Werkzeug 200 eingeleiteten Bewegung des Betätigungselements 21 gleiten die Schrägflächen 28 und 29 der Zähne 24 und 25 aufeinander, bis die flachen Köpfe 26 und 27 der Zähne sich gegenseitig berühren, was in Fig. 8 dargestellt ist. Eine solche Bewegung des Betätigungselements 21 veranlaßt die Kupplungselemente 23, sich relativ zum Körper 1 quer über die Oberseiten der Wände 3 in Richtung auf die Wand 4 zu be­ wegen, wie ebenfalls, durch einen anderen Pfeil in Fig. 7 dar­ gestellt ist. Da, wie beschrieben, das hakenförmige freie Ende 9 der Federarme 7 der Kontakte 5 in das Kupplungselement 23 ein­ greift, verursacht eine derartige Bewegung der Kupplungselemente 23, daß der Federarm 7 jedes Kontakts vom zugeordneten Federarm 8 weggedrückt wird, wobei letzterer gegen eine Folgebewegung durch Eingriff der Finger 11 des Federarms 8 mit dem Deckel 12 festgehalten ist.

Die Fassung befindet sich dann in einem Zustand, wie er in Fig. 8 dargestellt ist, in dem ein elektronisches Bauelement 100 in die Fassung eingesetzt werden kann, wobei die Anschluß­ stifte des Bauelements frei zwischen die Federarme 7 und 8 der jeweils zugeordneten Kontakte 5 eingeführt werden können und dabei nur eine geringe Kraft erforderlich ist. Infolgedessen besteht auch nur eine geringe Gefahr für die Beschädigung von Anschlußstiften während des Einsetzens.

Das Betätigungselement 21 wird dann in der entgegengesetzten Längsrichtung bewegt, indem das Werkzeug 200 an dem nun vor­ stehenden Ende angesetzt wird. Dadurch werden die Elemente 21 und 23 in die Lage der Fig. 5 und 6 zurückgeführt, in der der Federarm 7 jedes Kontakts 5 sich gegen den zugeordneten Feder­ arm 8 schließt, um den Anschlußstift zu erfassen, der sich zwischen ihnen befindet. Die federnde Eigenschaft des Feder­ arms 7 stellt die notwendige Kraft bereit, um die Kupplungs­ elemente 23 von der Wand 4 des Körpers 1 zurückzuholen. Im praktischen Einsatz sind die Stiftabschnitte 6 der Kontakte 5 elektrisch mit Leitern auf einer Unterlage, z. B. einer gedruckten Schaltungsplatte, verbunden. Auf diese Weise dient die Fassung zur Verbindung des elektronischen Bauelements mit den Leitern auf der Unterlage.

Wie aus den Fig. 6 und 7 klar hervorgeht, sind die Schräg­ flächen 28 der Zähne 24 der Kupplungselemente 23 konvex ge­ krümmt, haben also keine gerade Form. Eine solche Gestaltung dieser Oberflächen stellt sicher, daß die zur Bewegung des Betätigungselements 21 gegen die Kraft der Federarme 7 not­ wendige Verschiebekraft während des Öffnens der Federarme 7 und 8 jedes Kontakts 5 im wesentlichen während der gesamten Bewegung des Betätigungselements 21 konstant bleibt, obwohl von den Federarmen 7 bei ihrer von den Federarmen 8 wegge­ richteten Bewegung eine zunehmende Kraft ausgeübt wird. Die genannte Formgebung der Oberflächen 28 der Zähne 24 stellt auch sicher, daß die notwendige Bewegung des Betätigungsele­ ments 21 erwünschtermaßen gering bleibt.

Obwohl in der beschriebenen Fassung die Kontakte 5 in zwei parallelen Reihen angeordnet sind und deshalb zwei Kupplungs­ elemente 23 und ein einziges Betätigungselement 21 erforderlich sind, ist ersichtlich, daß andere Kontaktanordnungen möglich sind, von denen einige nicht einmal ein Kupplungselement erfor­ derlich machen. Dabei würden die Kontakte 5 direkt das Betäti­ gungselement 21 berühren, welches eine Oberfläche hätte, die direkt mit einer Oberfläche des Körpers 1 zusammenarbeiten würde, um die notwendige Federarmspreizbewegung des Betätigungselements 21 zu veranlassen.

Außerdem kann die Fassung, obwohl sie vorstehend so beschrieben ist, daß das Betätigungselement 21 nach außen vom Körper 1 weg­ ragt, um von einem besonderen Werkzeug 2 erfaßt zu werden, anders gestaltet sein, z. B. mit einer eingebauten Betätigungs­ einrichtung aus z. B. einem Hebel zur Handbetätigung, um die notwendige Bewegung des Betätigungselements zu veranlassen. Die Betätigungseinrichtung kann auch Mittel enthalten, die ein elektronisches Bauelement aus der Fassung auswerfen, wenn das Betätigungselement seine Federarmspreizbewegung ausführt.

Claims (7)

1. Elektrische Fassung zum Montieren eines mehrere Anschluß­ stifte aufweisenden elektronischen Bauelements (100) auf einer Unterlage, mit einem Körper (1) aus elektrisch iso­ lierendem Material, der eine Mehrzahl von Hohlräumen (2) mit jeweils einem darin aufgenommenen elektrischen Kontakt (5) besitzt, der einen Stiftabschnitt (6) aufweist, der vom Körper (1) zur Aufnahme in einer Öffnung der Unterlage wegragt und mit dem einstückig zwei im Hohlraum (2) aufge­ nommene Federarme (7, 8) ausgebildet sind, die zur Auf­ nahme eines Anschlußstiftes eines elektronischen Bauele­ ments (100) zwischen sich ausgebildet sind und die mittels einer Betätigungseinrichtung (21, 23) zwischen einer offenen Stellung zum Einsetzen eines Anschlußstifts, in der die beiden Federarme (7, 8) voneinander weg bewegt sind, und einer geschlossenen Stellung bewegbar sind, in der die beiden Federarme (7, 8) gegeneinander gedrückt sind und den Anschlußstift zwischen sich einklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federarme (7, 8) durch ihre Eigenfederung in die geschlossene Stellung gegeneinander vorgespannt sind, und daß die Federarme (7, 8) zum Einsetzen des Anschlußstifts durch Bewegung der Betäti­ gungseinrichtung (21, 23) relativ zum Körper (1) in ihre offene Stellung auseinanderbewegbar sind.

2. Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (21, 23) ein Betätigungselement (21) und ein Kupplungselement (23) umfaßt, daß das Be­ tätigungselement (21) mit einem (7) der Federarme (7 und 8) jedes Kontakts (5) mittels des Kupplungselements (23) ge­ koppelt ist, daß zwischen einen Deckel (12) und dem Körper (1) gesichert und dazu relativ beweglich ist und außerdem einen der Federarme (7) des Kontakts (5) direkt erfaßt, und daß das Kupplungselement (23) und das Betätigungselement (21) mit zusammenarbeitenden Flächen ausgebildet sind, die dazu dienen, die Bewegung des Kupplungselements (23) aufgrund der Bewegung des Betätigungselements (21) zu bewirken.

3. Fassung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Flächen am Kupplungselement (23) und am Betätigungselement (21) jeweils die Form einer Reihe von Zähnen (24 und 25) haben, von denen jeder einen flachen Kopf (26 bzw. 27) und eine Schrägfläche (28 bzw. 29) hat, auf der ein Zahn (25 bzw. 24) des anderen Elements gleiten kann, wenn das Betätigungselement (21) sich relativ zum Kupplungselement (23) in einer Richtung parallel zur Reihe der Zähne (24 und 25) bewegt, wobei die Anordnung so ge­ troffen ist, daß bei einer ersten Relativlage des Betäti­ gungselements (21) zum Kupplungselement (23) die Zähne (24 und 25) an den beiden Elementen (21 und 23) ineinandergreifen und das Kupplungselement (23) sich in einer ersten Lage befindet, in der die Federarme (7 und 8) jedes Kontakts (5) gegeneinander geschlossen sind, und bei einer zweiten Relativlage des Betätigungselements (21) zum Kupplungselement (23) die flachen Köpfe (26 und 27) der Zähne (24 und 25) an beiden Elementen (21 und 23) sich gegenseitig berühren und das Kupplungsele­ ment (23) sich in einer zweiten Lage befindet, in der die Federarme (7 und 8) jedes Kontakts (5) aufgrund des gegen­ seitigen Eingriffs zwischen dem Kupplungselement (23) und einem der Federarme (7) jedes Kontakts (5) gespreizt sind.

4. Fassung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5) in zwei parallelen Reihen angeordnet sind und daß zwei Kupplungselemente (23) vorgesehen sind, von denen jeweils eines einer der Reihen der Kontakte (5) zugeordnet ist und dazu dient, den einen der Federarme (7) der Kontakte dieser Reihe mit dem einzigen, beiden Reihen zugeordneten Betätigungselement (21) zu koppeln.

5. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Federarm (8) jedes Kontakts (5) einen freien Endabschnitt (11) aufweist, der mit dem Deckel (12) in Eingriff steht, um eine Bewegung des anderen Federarms (8) in Richtung auf den einen Federarm (7) des Kontakts (5) zu verhindern.

6. Fassung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Federarm (7) jedes Kontakts (5) im we­ sentlichen S-förmig ausgebildet ist und der andere Feder­ arm (8) des Kontakts (5) vom einen Ende des einen Federarms (7) ausgeht, wobei das andere Ende des einen Federarms als Haken (9) dient, der mit dem zugeordneten Kupplungs- oder Betätigungselement (23 oder 21) in Eingriff steht, und der Stiftabschnitt (6) des Kontakts (5) aus dem einen Federarm (7) des Kontakts (5) gestanzt ist.

7. Fassung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungselement (21) nach außen am Körper (1) zur Betätigungsmöglichkeit durch ein Werkzeug (200) vorsteht, welches die Bewegung des Betätigungsele­ ments (21) relativ zum Körper (1) veranlassen kann, der mit einem ausgenommenen Ansatz (22) an der Stelle versehen ist, an der das Betätigungselement (21) vorsteht, wobei der Ansatz (22) als Hebelansatzpunkt für das Werkzeug (200) dient.