DE2747197A1

DE2747197A1 - Elektrischer verbinder fuer gedruckte schaltungen

Info

Publication number: DE2747197A1
Application number: DE19772747197
Authority: DE
Inventors: Hiromasa Inoue
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1976-10-22
Filing date: 1977-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: US4232923A; FR2368852A1; GB1594497A; JPS5359685U; CA1081335A; JPS578626Y2

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER H. KINKELDEY

on-ing

W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

OH HER NAT. O1PL-FHV&

P. H. JAKOB

nn.-ma

G. BEZOLD

WRBlWt OPL-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE «3

074 20. Okt. 1977

BUKKER RAMO CORPORATION

Commerce Drive, Oak Biook, Illinois 60521, USA

Elektrischer Verbinder für gedruckte
Schaltungen

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder und betrifft insbesondere einen direkt auf einer gedruckten Schaltung anbringbaren mehrpoligen Verbinder.

Bekannte Verbinder für gedruckte Schaltungen sind zumeist als Steckbuchsenverbinder ausgebildet und enthalten

eine Anzahl von Kontakten, welche lotrecht zur Oberfläche

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TELEFON (08O) 99 98 03 TELEX OS-39 3äO ItLtCiRAMME MONAPAT TELEKOPIERCR

einer gedruckten Schaltung angeordnet sind. Die Kontakte greifen federnd an Kontaktstiften an, welche in einer Richtung parallel zu ihnen und damit lotrecht zur gedruckten Schaltung einsteckbar sind. Beim Einstecken der Kontaktstifte werden die Verbinderkontakte aus ihrem entspannten Zustand verformt. Damit die Verbinderkontakte dabei nicht bleibend verformt werden, müssen sie eine ausreichende Länge haben, entlang welcher sich die Belastung verteilen kann, so daß sie an keinem Punkt die Elastizitätsgrenze des Materials der Kontakte überschreitet. Bekannte Steckbuchsenverbinder stehen deshalb um ein ziemlich großes Stück über die Oberfläche der gedruckten Schaltung hervor.

Moderne miniaturisierte elektronische Bauteile stehen häufig um ein kleineres Stück über die Oberfläche einer gedruckten Schaltung hervor als die belcannten Steckbuchsenverbinder. Häufig ist es notwendig, gedruckte Schaltungen möglichst eng übereinander zu stapeln. Dabei sind jedoch durch die bekannten Verbinder ziemlich große Abstände zwischen den gedruckten Schaltungen vorgegeben.

Bisherige Bemühungen, die Höhe solcher Verbinder zu verringern, führten dazu, daß die Verbinder aufgrund der geringen Länge ihrer Kontakte relativ schnell ermüdeten.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektrischen Verbinders für gedruckte Schaltungen, welcher ein engeres Übereinanderstapeln von einander benachbarten gedruckten Schaltungen ermöglicht als bisher möglich, ohne daß die Federkraft der Kontakte dabei ermüdet.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung

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eines elektrischen Verbinders für elektrische Schaltungen, bei welchem die Verbinderkontakte im wesentlichen parallel zur Oberfläche der gedruckten Schaltung angeordnet sind, so daß sie eine beliebig große Elastizität haben können, ohne daß dazu unzuträglich große Abstände zwischen einander benachbarten und miteinander verbundenen gedruckten Schaltungen notwendig sind.

Gemäß der Erfindung hat ein Verbinder der genannten Art ein Gehäuse, welches mit seiner Unterseite auf einer gedruckten Schaltung anbringbar ist, sowie wenigstens einen Verbinderkontakt mit einem Anschlußteil, welches durch das Gehäuse hindurch hervorsteht und mit einer Leiterbahn der gedruckten Schaltung verbindbar ist. Ein Mittelstück des Kontakts ist umgebogen, so daß es im wesentlichen parallel zur Oberfläche der gedruckten Schaltung verläuft, und das andere Ende des Zontakts ist zur Bildung einer Schleifkontaktfläche zurückgebogen. Das Gehäuse hat ferner eine Einstecköffnung für einen Kontaktstift, welche so angeordnet ist, daß die Schleifkontaktfläche des Verbinderkontakts federnd an einem durch die öffnung eingeführten Kontaktstift angreift. Das Mittelstück des Verbinderkontakts ist vorzugsweise gekröpft und hat dadurch eine erhöhte Elastizität. Da das Mittelstück des Kontakts beliebig lang sein kann, ist eine beliebig große Federkraft erzielbar, ohne daß sich dadurch die Höhe, um welche der Verbinder über die Oberfläche der gedruckten Schaltung hervorsteht, vergrößert.

Ein für den vorstehend beschriebenen Steckbuchsenverbinder verwendbarer Verbindungsstecker enthält vorzugsweise wenigstens einen beliebig langen Kontaktstift auf, welcher so bemessen und geformt ist, daß er in die Einstecköffnung einführbar ist.

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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht von übereinandergestapelten und mittels bekannter Verbinder miteinander verbundenen gedruckten Schaltungen,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines bekannten Verbinders,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steckbuchsenverbinders für gedruckte Schaltungen,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen mehrpoligen Verbinder gemäß der Erfindung,

Pig. 5 eine Seitenansicht des Verbinders nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht des Verbinders nach Fig. 4 und 5 von unten,

Fig. 7 und 8 eine Seiten- bzw. Stirnansicht eines für den erfindungsgemäßen Steckbuchsenverbinder verwendbaren Verbindungssteckers,

Fig. 9 und 10 eine vergrößerte Seiten- bzw. Stirnansicht eines im erfindungsgemäßen Verbinder verwendeten Kontakts,

Fig. 11 und 12 Seitenansichten von übereinandergestapelten und jittels erfindungsgemäßer Verbinder miteinander verbundenen gedruckten Schaltungen,

Fig. 13 eine Schnittansicht eines Verbinders in einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 14- eine Teil-Schnittansicht eines Verbinders in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 eine Teil-Schnittansicht eines Verbinders in noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung unf

Fig. 16 und 17 eine Seiten- bzw. Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Verbinders mit Führungseinrichtungen zum Ausrichten eines Verbindungssteckers.

Fig. 1 zeigt übereinandergestapelte gedruckte Schaltungen 1 mit auf den Oberseiten 5 angeordneten elektronischen Bauteilen 3· Die einzelnen gedruckten Schaltungen 1 sind über Verbindungsstecker 7 und Steckbuchsenverbinder 9 elektrisch miteinander verbunden.

Wegen der Höhe der Steckbuchsenverbinder 9 sind die Abstände zwischen den gedruckten Schaltungen 1 beträchtlich größer als die Höhe der elektrischen Bauteile 3· Daraus ergibt sich bei einer größeren Anzahl von unter Verwendung bekannter Verbinder übereinanfergestapelten gedruckten Schaltungen eine beträchtliche Platzverschwendung.

Außerdem sind in bekannten Anordnungen die Anschlußteile entweder des Verbindungssteckers oder des Steckbuchsenverbinders, , in Fig. 1 die Anschlußteile 11 des Steckers 7» an der die Bauteile 3 tragenden Seite 5 der gedruckten Schaltungen 1 verlötet'. Deshalb sind zum Verlöten zwei Arbeitsgänge notwendig, wodurch sich die Kosten für die Fertigstellung der gedruckten Schaltungen wesentlich erhöhen.

Wie man in Fig. 2 erkennt, enthält der Steckbuchsenverbinder 9 einander gegenüberstehende Kontaktfedern 13i

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welche federnd an einem Kontaktstift 15 angreifen. Werden die Kontaktfedern 13 kürzer gemacht, um damit den Abstand zwischen den gedruckten Schaltungen verringern zu können, so sind sie dann beim Einführen des Kontaktstifts 15 einer erhöhten Belastung ausgesetzt, welche zu bleibender Verformung der Kontaktfedern 13 führen kann, wodurch sich der Kontaktdruck verringert und der Verbinder schließlich elektrisch oder mechanisch versagt.

Ein in Fig. 3 dargestellter Steckbuchsenverbinder gemäß der Erfindung hat ein Gehäuse 20, welches mit seiner Unterseite 26 auf einer gedruckten Schaltung anbringbar ist und einen Kontaktdurchlaß 22 sowie eine Einstecköffnung 24 für einen Stiftkontakt aufweist, welche beide in der Unterseite 26 ausmünden.

Ein Verbinderkontakt 30 hat ein sich durch den Kontaktdurchlaß 22 hindurch erstreckendes Anschlußteil 32, eine nahe der Einstecköffnung 24- angeordnete, rückwärts gebogene Schleifkontaktfläche 34 und ein gekrümmtes Mittelstück 36, welches im wesentlichen parallel zur Unterseite 26 des Gehäuses verläuft. Der Kontakt 30 ist vorzugsweise aus einem federelastischen Werkstoff, etwa Phosphorbronze, und ist so gebogen, daß das Mittelstück 36 unter einer zur Unterseite 26 des Gehäuses gerichteten Federbelastung steht. Beim Einführen eines Kontaktstifts in die Einstecköffnung 2f\ wird das die Schleifkontaktfläche 3^ aufweisende Ende des Kontakts nur um ein sehr kleines Stück in Richtung des Pfeils a in Fig. 3 bewegt und leistet dabei einer Bewegung in Richtung des Pfeils b beträchtlichen Widerstand, so daß es einen starken Kontaktdruck ausübt und damit einen sicheren Kontakt gewährleistet.

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Das Gehäuse 20 kann eine Seitenwand 40 aufweisen, deren Innenfläche 42 mit der äußeren Begrenzung der Einstecköffnung 24 fluchtet und dadurch eine Führung für einen in die öffnung 24 eingeführten Kontaktstift bildet. Der Abstand zwischen der inneren Wandfläche 42 und der Schleifkontaktfläche 34 ist so gewählt, daß sich bei einem Kontaktstift von gegebenen Abmessungen ein genügend starker Kontaktdruck ergibt.

Eine im Gehäuse aufrecht stehende Stütze 44, über welche hinweg der Kontakt 30 umgebogen ist, begrenzt die Bewegung des Kontakts in Richtung auf die Unterseite 26 des Gehäuses. Das umgebogene Teil des Kontakts ist im wesentlichen U-förmig. Ein federnd am Kontakt 30 hervorstehender Finger 46 greift unter eine Stufe 48 im Gehäuse 20 und verhindert damit eine Bewegung des Kontakts weg von der Unterseite 26.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedenen Ansichten eines mehrpoligen Verbinders mit einem Gehäuse 20 und einer Anzahl darin sitzender Kontakte 30.

Fig. 7 und 8 zeigen einen für den vorstehend beschriebenen Steckbuchsenverbinder verwendbaren mehrpoligen Verbindungsstecker 48. Dieser hat eine Halteleiste 50 aus Isoliermaterial und eine Anzahl von Stiftkontakten 52, welche jeweils ein mit einer gedruckten Schaltung verbindbares Anschlußteil 5^ und ein in eine Einstecköffnung 24 einführbares vorderes Teil 56 aufweisen.

Fig. 9 zeigt einen Verbinderkontakt 30 im entspannten Zustand. Er hat eine U-förmige Kröpfung 60 mit einer rechtwinkligen Biegung 62, welche beim Einsetzen des Kontakts 30 in das Gehäuse 20 federnd aufgebogen wird, um das Mittelstück 36 des Kontakts dann in Anlage am Boden 26 des Gehäuses zu belasten.

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Das Anschlußteil 32 des Kontakts 30 mit dem daran hervorstehenden Pinger 46 ist in Fig. 10 dargestellt.

Die mittels der Erfindung erzielten Vorteile sind aus Fig. 11 und 12 erkennbar. Diese Figuren zeigen übereinandergestapelte gedruckte Schaltungen 1, welche jeweils auf einer Seite 5 elektronische Bauteile 3 tragen. In Fig. 11 sind sowohl der Verbindungsstecker als der Steckbuchsenverbinder 20 auf der die Bauteile 3 tragenden Seite 5 der gedruckten Schaltungen 1 ange*- bracht. Dadurch können die Verbinderteile gleichzeitig mit den elektronischen Bauteilen an den gedruckten Schaltungen angelötet werden, wodurch sich der Aufwand und die Kosten für die Fertigstellung der gedruckten Schaltungen wesentlich verringern. Da der Steckbuchsenverbinder 20 nicht höher ist als die Bauteile 3, können mehrere gedruckte Schaltungen auf beträchtlich geringerem Raum ubereinandergestapelt werden als bei Verwendung bekannter Verbinder.

In Fig. 12 ist der Steckbuchsenverbinder 20 an der Lötoder Unterseite der gedruckten Schaltung 1 angebracht. Dabei können weitere Verbindungsstecker 50 auf der die Bauteile 3 tragenden Seite 5 der gedruckten Schaltung angebracht sein, so daß eine größere Anzahl von gedruckten Schaltungen ubereinandergestapelt werden kann.

In der Ausführung nach Fig. 13 hat das Gehäuse 20 einen Deckel 66 mit einer Einstecköffnung 68. Dies ermöglicht das Einführen eines Kontaktstifts wahlweise in Richtung der Pfeile c oder d.

Die Belastung des Mittelstücks 36 des Kontakts 30 in Richtung auf die Unterseite 26 des Gehäuses ermöglicht die Weglassung der Stütze 44 (Fig. 14).

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Je nach der Richtung, aus bzw. in welcher ein Kontaktstift eingeführt werden soll, kann das die Schleifkontaktfläche 3^- bildende Ende des Kontakts 30 wie in Fig. 3 dargestellt aufwärts oder, wie Fig. 15 zeigt, abwärts umgebogen sein.

Um zu gewährleisten, daß ein Verbindungsstecker jeweils richtig in den Steckbuchsenverbinder eingeführt wird, kann dieser mit den in Fig. 16 und I7 dargestellten Führungsvorsprungen 80 versehen sein.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, ist die Erfindung in verschiedener Form ausführbar. Sie ist deshalb nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern allein durch die Ansprüche begrenzt.

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8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

P_a_t_e_n_t_a_n_s_£_r_ü_c_h_e

Λ.) Elektrischer Verbinder für die Befestigung auf einer gedruckten Schaltung, gekennzeichnet durch ein mit seiner Unterseite (26) auf eine Seite einer gedruckten Schaltung (1) aufsetzbares Gehäuse (20) mit wenigstens einem lotrecht zur Unterseite verlaufenden und in dieser ausmündenden Kontaktdurchlaß (22) und wenigstens einer in gewissem Abstand zu diesem das Gehäuse durchsetzenden Einstecköffnung (24), durch wenigstens einen Verbinderkontakt (30) mit einem sich durch den Kontaktdurchlaß hindurch erstreckenden Anschlußteil (32), einem an der der Unterseite des Gehäuses gegenüberliegenden Seite desselben angeordneten und sich im wesentlichen parallel zur Unterseite erstreckenden, gekrümmten Mittelstück (36) und einer nahe der Einstecköffnung angeordneten, rückwärts gebogenen Schleifkontaktfläche (34)» und durch Halteeinrichtungen (46, 48, 44, 60) zum Festhalten des Kontakts im Gehäuse.

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(oea) assess telex oe-asseo Telegramme monapat telekopierer
2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen ein sich von der Unterseite (26) weg erstreckendes Stützteil (44) aufweisen und daß das Mittelstück (36) des Kontakts (30) ein U-förmig über das Stützteil hinweg gebogenes Teil (60) aufweist.
3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen ferner einen in dem Kontaktdurchlaß (22) geformten Anschlag (48) sowie einen an diesem angreifenden, am Kontakt (30) hervorstehenden Finger (46) aufweisen.
4. Verbinder nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) eine zur Unterseite (26) lotrechte Seitenwand (40) aufweist, deren Innenfläche (42) mit einer von dem Kontaktdurchlaß (22) entfernten äußeren Begrenzung der Einstecköffnung (24) fluchtet, so daß ein in die Einstecköffnung eingeführter Kontaktstift (52) zwischen der Innenfläche der Wand und dem die Schleifkontaktfläche aufweisenden Ende (34) des Kontakts festgehalten ist.
5· Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (24) die Unterseite (26) des Gehäuses durchsetzt.
6. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, deß das Gehäuse (20) an der der Unterseite (26) in bezug auf das Mittelstück (36) des Kontakts gegenüberliegenden Seite einen Deckel (.66) aufweist, welcher von wenigstens einer Einstecköffnung (68) durchsetzt ist.

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7· Verbinder nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Gehäuse (20) eine Anzahl von Kontaktdurchlässen (24) aufweist, in welchen jeweils ein Verbinderkontakt (30) sitzt.
8. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Gehäuse (20) Führungseinrichtungen (80) zum Ausrichten eines Verbindungssteckers (50) beim Einstecken desselben aufweist.
9. Verbinder nach Anspruch 1, in Verbindung mit einem Verbindungsstecker, gekennzeichnet durch wenigstens einen länglichen Kontaktstift (52), welcher in die Einstecköffnung (24) einführbar und in gleitende Anlage an dem die Schleifkontaktfläche aufweisenden Ende (34) des Kontakts (30) bringbar ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Verbinderkontakt (30) mittels des Kontaktstifts (52) in Axialrichtung bewegbar ist, so daß er aufgrund seiner Elastizität in Druckanlage am Kontaktstift gehalten ist.

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