DE2828588A1

DE2828588A1 - Elektrischer steckverbinder fuer leiterplatten mit gedruckten schaltkreisen

Info

Publication number: DE2828588A1
Application number: DE19782828588
Authority: DE
Inventors: Bob Mouissie
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1979-01-25
Also published as: NL173804B; GB2000647B; GB2000647A; FR2396441A1; JPS5439872A; DE2828588C2; NL173804C; US4227767A; NL7707268A; JPS6157667B2; HK101585A; FR2396441B1

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

München,

29. Juni 1978

Postanschrift / Postal Address Postfach 86O1O9. 8OOO München 86

Fienzenauerstraße 28

Telefon 88 32 82

Telegramme: Chemindus München

Telex: CO) 523992

EL-6036

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19898, V.St.A.

Elektrischer Steckverbinder für Leiterplatten mit gedruckten Schaltkreisen

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Erfxndungsgemäss wird ein verbesserter elektrischer Steckverbinder mit dualen Kontakten vorgeschlagen, der einen isolierenden Halter enthält, sowie eine bogenförmig gespannte Feder, deren jedes Ende innerhalb des Halters angeordnet ist, wobei eine biegsame Leiterplatte über die Feder gespannt angeordnet ist. Die- Kontaktfunktion wird durch die biegsame Leiterplatte erzielt. Die Feder kann sich in ihrer Mitte während der Anlage mit einem angreifenden Kontakt auslenken und elastisch biegen, wobei die Federflächen zu beiden Seiten ihrer Mitten die biegsame Leiterplatte federnd gegen den zugeordneten Kontakt drücken. Die federnde Biegung der Feder stellt redundante Druckstellen zwischen dem biegsamen, gedruckten Schaltkreis und dem zugeordneten Kontakt zur Verfügung und beseitigt die Notwendigkeit, eine Feder zu verwenden, die sowohl eine ausreichende Elastizität als auch das notwendige Leitvermögen aufweist.

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für eine Leiterplatte mit gedrucktem Schaltkreis und insbesondere einen Steckverbinder mit dualem Kontakt ■> der Federn aufweist, die von einer biegsamen Leiterplatte (Schaltkreis) bedeckt sind.

Duale Metallkontakte sind in der US-PS 3 317 888 (Mancini), die am 2. Mai 1967 veröffentlicht wurde, und in der US-PS 3 370 265, die am 20. Februar 1968 veröffentlicht wurde, beschrieben. Die vorausgehend genannte Patentschrift beschreibt einen dualen oder Bimetall-LeiterPlattenstift, der eine Basis und eine metallische Kontakt-Blattfeder aufweist. Die Kontakt-Blattfeder ist an einem Ende fest mit der Basis verbunden und wird an der Basis am anderen Ende

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durch einen Haken gehalten. Die letztgenannte Patentschrift beschreibt einen Kontakt, der einen Halter und eine gebogene Kontaktfeder aufweist. Die Kontaktfeder wird im Halter gehalten, kann sich jedoch diesem gegenüber frei bewegen. Bei beiden genannten Kontakten kann die Basis oder der Halter aus einem dehnbaren Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Messingkupfer oder Phosphorbronze, bestehen, und die Feder kann aus einem elastischen Federstahl, Berylliumkupfer oder anderen Federmetallen oder Legierungen, bestehen. Sowohl die Basis oder der Halter als auch die Feder können plattiert oder mit einer korrosionsbeständigen Schicht, wie beispielsweise Gold oder Zinn-Blei, überzogen sein, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontakt und einem zugeordneten Kontakt zu gewährleisten. Bei den beiden vorausgehend genannten Kontakten ist die Feder gebogen und wird bei Anlage an einem zugeordneten Kontakt ausgelenkt und in ihrer Mitte abgeflacht, um eine flache Kontaktfläche zwischen der Feder und dem zugeordneten Kontakt mit einer der Ablenkung der Feder proportionalen Kraft zu ergeben. Ein Buchsen-Steckverbinder ist in der US-PS 3 273 105 (Klassen) beschrieben, die am 13- September 1966 veröffentlicht wurde. Der Steckverbinder enthält einen Kontakt mit zwei im Abstand voneinander liegenden Biegungen beiderseits seiner Mitte.

Ein elektrischer Steckverbinder mit einem Kontakt, der einen Halter und eine bogenförmig gespannte Blattfeder aufweist, die mit jedem Ende fest mit dem Halter verbunden ist, wobei die Feder sich bei Anlage an einem zugeordneten Kontakt auslenken und in ihrer Mitte durchbiegen kann, ist in der US-Patentanmeldung 755 128 mit Anmeldedatum vom 28. Dezember 1976 beschrieben (= P 26 59 645), die vor kurzem vom US-Patentamt zur Bekanntmachung vorgesehen wurde. Während des Betriebs des vorausgehend ge-

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nannten Steckverbinders liefern die Federflächen an beiden Seiten der Mitte der Feder die Kontaktflächen für einen zugeordneten Kontakt. Dabei entstehen potentielle Nachteile aus der Schwierigkeit, Federn zu erhalten, die sowohl die erforderliche Dehnbarkeit als auch die erforderlichen Leitereigenschaften aufweisen,oder bei Plattierung einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Feder und dem zugeordneten Kontakt aufrechtzuerhalten sowie durch den erhöhten Kontaktwiderstand, der sich bei wiederholtem Einsetzen und Entnehmen des zugeordneten Kontakts ergibt, bei welchem die Oberflächenplattierung beschädigt wird.

Der erfindungsgemässe Steckverbinder für zugeordnete Kontakte enthält ein dielektrisches Gehäuse mit einem sich längs desselben erstreckenden Schlitz, mit mehreren einander gegenüberliegenden Federpaaren, die innerhalb des Gehäuses eingeschlossen sind, und mit einer biegsamen Leiterplatte, die über die Schlitzseiten der Federpaare gespannt ist, wobei die Federn in einer bogenförmig gespannten Lage gehalten werden, so dass sie sich während des Einsetzens eines zugeordneten Kontakts in den Schlitz auslenken und in ihrer Mitte elastisch durchbiegen können, um redundante Druckpunkte zwischen der biegsamen, gedruckten Leiterplatte und dem zugeordneten Kontakt zu ergeben.

Eine derartige Anordnung verwendet die Blattfedern nur wegen ihrer Federwirkung, während die Kontaktfunktion vollständig durch die biegsamen, leitenden Streifen der Leiterplatte übernommen wird.

Gut leitende Kontaktstreifen, beispielsweise aus Kupfer, die parallel auf einer biegsamen Folie gedruckt sind, enthalten die biegsame Leiterplatte. Geeignete

biegsame Werkstoffe für die biegsame Folie umfassen Polyesterfolien, wie beispielsweise hochmolekulares Polyäthylenglykolterephthalat, das als Mylar^-Polyesterfolie bekannt ist (eingetragenes Warenzeichen von E.I. du Pont de Nemours and Co.).

Die erfindungsgemäss verwendeten biegsamen Leiterplatten ergeben eine gute federnde Anlage mit einem zugeordneten Kontakt, wie beispielsweise einer Leiterplatte mit gedrucktem Schaltkreis oder einer Messerleiste einerseits und mit weiteren Verbindungselementen, wie beispielsweise Stiften, andererseits. Diese letztgenannten Kontakte können durch eine Lötverbindung an ihrem Platz befestigt werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die einen eine Leiterplatte mit gedrucktem Schaltkreis aufweisenden Steckverbinder darstellt, und

Fig. 2 eine Aufriss-Schnittdarstellung des Steckverbinders gemäss Fig. 1.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfxndungsgemässen Steckverbinders wird anschliessend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, in welcher gleiche Bezugszeichen für die gleichen Elemente in den verschiedenen Ansichten verwendet werden. Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Steckverbinder enthält zwei einander gegenüberliegende, identische Hälften, die ineinander eingreifen, wenn eine in der dargestellten Weise umgedreht ist.

Ein Steckverbinder für eine Leiterplatte, der ein dielektrisches Gehäuse aufweist, das aus einander zugeordneten Blöcken 10 mit einer Mehrzahl von gegenüberliegenden Paaren von Blatt-

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federn 52 besteht, die innerhalb der Blöcke angeordnet sind, wobei biegsame, gedruckte Schaltkreise oder Leiterplatten 60 über die'Feder gespannt sind, ist in Pig. I dargestellt.

Der dielektrische Gehäuseblock 10 wird an seinen beiden Enden durch vertikale Endabschnitte 12 und 14 begrenzt. Als Folge des Umkehrens der beiden Hälften des Steckverbinders liegt der vertikale Endabschnitt 12 des oberen Blocks dem vertikalen Endabschnitt 14 des unteren Blocks gegenüber und umgekehrt .

Die vertikalen Endabschnitte 14 haben Verriegelungsstifte 16, die in Verriegelungslöcher 18 der vertikalen Endabschnitte 12 passen. Auf diese Weise können die beiden Hälften miteinander verriegelt werden. Die dickeren Teile der vertikalen Endabschnitte 12 und 1-4 bilden einen Schlitzraum 19, der sich zum Einführen eines zugeordneten Kontakts 21 zwischen die Endabschnitte längs des dielektrischen Gehäuses erstreckt. Die Endabschnitte 12 und 14 haben an der Vorderseite des Schlitzes 19 abgeschrägte Kanten 20, um das Einsetzen eines zugeordneten Kontakts zu erleichtern, der durch vorstehende Führungsflächen 22 weitergeführt wird. Am hinteren Ende haben die vertikalen Endabschnitte 12 und 14 abgeschrägte Anschlagflächen 24. Die Anschlagflächen 24 der Endabschnitte 12 und 14 begrenzen in zusammengebauter Lage das Einführen eines zugeordneten Kontakts auf eine gewisse Tiefe, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Die dielektrischen Blöcke 10 haben an einander gegenüberliegenden Seiten vordere und hintere vertikale Halteleisten 2.6. . Zwischen den Halteleisten 26 haben die Blöcke ein Profil mit einem Scheitel 30, zu dessen beiden Seiten zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende Scheitel 32 liegen.

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AO

An den Aussenflachen der Blöcke 10 sind Stifte 36 angeordnet, die in Löcher 38 der isolierenden Abdeckplatten ^O passen, die auf diesen oberen Flächen befestigt sind.

Zwischen den zwei vorstehenden Halteleisten 26 eines jeden Blocks 10 wird eine Blattfeder bogenförmig gespannt, die kontinuierliche Seitenstreifen 50 mit dazwischenliegenden Querteilen 52 aufweist, wobei jeder Querteil als eigene Feder arbeitet. Die gekrümmten Abschnitte der Querteile 52 erstrecken sich in den Schlitzraum 19.

Der biegsame gedruckte Schaltkreis 60 ist über die Schlitzseite der verbindenden Querteile 52 der Feder gespannt und um die Seiten und die Aussenflache des Blocks 10. Der biegsame, gedruckte Schaltkreis 60 wird in seiner Lage gehalten, indem die Stifte 36 eines jeden Blocks 10 durch Befestigungslöcher 62 des gedruckten Schaltkreises hindurchtreten, die sich in Fluchtung mit den Löchern 38 der Abdeckplatten 40 befinden. Jeder flexible Schaltkreis 60 ist mit parallelen, leitenden Kupferstreifen 64 überzogen, so dass jeder verbindende Querteil 52 der Feder sich gegen die Unterseite des flexiblen Schaltkreises 60 in Fluchtung mit den entsprechenden Streifen 64 presst.

An der Seite der beiden Blöcke 10 sind vom Schlitzraum 19 entfernt in zu diesem Zweck vorgesehenen Löchern Stifte 70 in die Leiterstreifen 64 eingesetzt. Jeder Stift 70 entspricht einem Leiterstreifen 64 des biegsamen Schaltkreises 60. Eine einen guten Kontakt bildende Verbindung zwischen den jeweiligen Stiften 70 und den entsprechenden Kontaktstreifen 64 kann durch Lötverbindungen 72 erzielt werden.

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Die Montage des vorausgehend beschriebenen elektrischen Steckverbinders lässt sich mühelos vornehmen. Die Pederplatten werden in die Blöcke 10 eingesetzt und zwischen den vorstehenden Leisten 26 gespannt, worauf die biegsamen Schaltkreise darübergespannt werden und sich die Befestigung der Deckplatten 40 anschliesst. Schliesslich werden die Stifte 70 in zwei parallelen Reihen angeordnet (aus Gründen der Klarheit zeigt die Pig. I nur zwei entsprechende Stifte 70), in die Blöcke 10 eingesetzt und an den Lötverbindungen 72 mit den Leiterstreifen Sk der biegsamen Schaltkreise 60 verlötet. Nach diesem Vorgang werden die beiden Blöcke 10 zusammengebracht, so dass die Verriegelungsstifte 16 in die Verriegelungslöcher 18 passen, um die Montage zu vollenden.

Ein Befestigungsflansch 8ö mit einem Aufnahmeschlitz 82 gestattet die Befestigung des erfindungsgemässen elektrischen Steckverbinders an anderen Teilen durch eine Schraube oder einen Bolzen.

Beim Betrieb wird ein zugeordneter Kontakt, beispielsweise eine Leiterplatte 21 mit einem gedruckten Schaltkreis, die Randkontaktstreifen 23 an beiden Seiten aufweist, in den Schlitzraum 19 eingesetzt, der sich längs des dielektrischen Gehäuses erstreckt. Die verschiedenen Kontaktstreifen der Leiterplatte mit dem gedruckten Schaltkreis drücken gegen die Leiterstreifen 64 des biegsamen Schaltkreises 60. Das Einschieben der Leitertafel verursacht eine Auslenkung und ein federndes Durchbiegen der Federplatten 52 um ihre Mittelpunkte. Die von den Federn während dieses Durchbiegens angenommene Doppelkammform wird durch das Profil der Blöcke mit den Scheiteln 30 und 32 gebildet und ergibt die redundanten Druckpunkte, die der Lage der Scheitel 32 zwischen dem gedruckten, biegsamen Schaltkreis des erfindungsgemässen Steckverbinders und dem zugeordneten Kontakt entsprechen.

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Jl &

Während die Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 2, wie sie vorausgehend beschrieben wurde, als beste Ausführung der Erfindung angesehen wird, sind weitere Ausführungen nachfolgend angegeben.

Die vorausgehend beschriebene Federplatte hat einen rechteckförmigen Querschnitt. Es wird davon ausgegangen, dass Federn mit anderen Querschnitten, wie beispielsweise einem elliptischen Querschnitt, ebenfalls mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, so lange sie bogenförmig zwischen den tragenden Rändern der Blöcke gespannt werden können.

Werden parallele Quernuten zwischen den in Längsrichtung verlaufenden Seitenstreifen der Federplatte derart ausgeschnitten, dass die Federn eng nebeneinander liegen, so eignet sich der resultierende elektrische Steckverbinder für eine Miniaturisierung.

Es ist ferner vorgesehen, dass das Profil des Isolierblocks zwischen seinen Haltekanten gekrümmt verlaufen kann, mit einem Trog in oder nahe seiner Mitte und zwei Kämmen zu beiden Seiten der Mitte.

Zusätzlich kann der erfindungsgemässe Steckverbinder Stifte als zugeordnete Kontakte aufnehmen, wenn mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Federn innerhalb eines jeden Blocks 10 angeordnet ist.

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

Elektrischer Steckverbinder für einen eingreifenden Kontakt, gekennzeichnet durch ein dielektrisches Gehäuse (10) mit einem sich längs desselben erstreckenden Schlitz (19), mindestens ein Paar einander gegenüberliegender Paare von Federn (52), die im Gehäuse angeordnet sind und eine biegsame Leiterplatte (60), die über die Schlitzseiten der Paare von Federn gespannt ist, wobei die Federn in einer bogenförmig gespannten Lage gehalten werden und sich dadurch während des Einführens eines eingreifenden Kontakts in den Schlitz an ihren Mitten auslenken und federnd durchbiegen können und redundante Druckpunkte zwischen der biegsamen Leiterplatte und dem eingreifenden Kontakt ergeben.

Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des dielektrischen Gehäuses (10) ein Profil aufweist, das die Federn (52) während des Einsetzens eines zugeordneten Kontaktes derart verformt, dass eine Doppelkammanordnung erhalten wird.

Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Gehäuse zwei im wesentlichen identische Blöcke (10) enthält, wovon jeder verdickte, vertikale Endabschnitte (12, 14) aufweist, die den genannten Schlitz (19) bilden.

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ORIGINAL INSPECTED,

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (52) einen rechteckförmigen oder elliptischen Querschnitt haben.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (52) durch verbindende Querteile (52) zwischen kontinuierlichen Seitenstreifen (50) gebildet wird und die Seitenstreifen im dielektrischen Gehäuse angeordnet sind.

6. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er sich zum Einsetzen eines zugeordneten Kontakts eignet, der aus einer Leiterplatte mit gedrucktem Schaltkreis besteht, die an beiden Seiten mit Konstaktstreifen versehen ist.

7- Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Leiterplatte (60) eine Polyesterfolie ist, die an ihrer Oberfläche parallele Leiterstreifen (64) aufweist.

8. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet durch Stifte (70), die in das dielektrische Gehäuse (10) durch die Leiterstreifen (64) hindurchgehen, einsetzbar und mit diesen verlötet sind.

9. Elektrischer Steckverbinder für eine Leiterplatte mit gedrucktem Schaltkreis, gekennzeichnet durch ein in zwei Hälften unterteiltes, dielektrisches Gehäuse (10), das verdickte vertikale Endabschnitte (12, 14) aufweist, die einen Schlitzraum (19) bilden, der sich längs des Steckverbinders erstreckt, vordere und hintere Halteleisten (26) und einen Querschnitt mit einem Profil, das Federn während des Einführens der Leiter-

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platte verformen kann, um redundante Druckpunkte zwischen einer biegsamen Leiterplatte und der Leitertafel zu ergeben,

eine Anzahl einander gegenüberliegender Paare Federn (52), die bogenförmig zwischen den Halteleisten (26) gespannt sind, wobei die Federn verbindende Querteile (52) zwischen kontinuierlichen Seitenstreifen (50) bilden und sich beim Einsetzen der Leitertafel auslenken und sich an ihren Mittelpunkten federnd in eine Doppelkammform durchbiegen können, und durch eine biegsame, über die Schlitzseiten der Federn gespannte Leiterplatte, die eine Polyesterfolie enthält, die an ihrer Oberfläche parallele Leiterstrei-. fen (64) aufweist.

10. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch in das dielektrische Gehäuse (10) durch die Leiterstreifen (64) eingeführte Stifte (70), die mit den Leiterstreifen verlötet sind, und durch isolierende Abdeckplatten (¹IO), die an den Aussenflächen des Gehäuses befestigt sind.

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