DE2856071A1

DE2856071A1 - Buchsenleiste zur kraeftefreien steckverbindung

Info

Publication number: DE2856071A1
Application number: DE19782856071
Authority: DE
Inventors: John William Anhalt
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-23
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2856071C2; JPS5765680A; FR2413806B1; GB2012123A; JPS5831712B2; GB2020918B; FR2413806A1; GB2020918A; US4159861A; GB2012123B

Description

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Büchsenleiste zur kräftefreien Steckverbindung

Die Erfindung betrifft eine Buchsenleiste zur direkten kräftefreien Steckverbindung für Leiterplatten, die über Kontaktflächen direkt mit längs eines Aufnahmeschlitzes paarweise angeordneten Kontaktfedern der Buchsenleiste in leitende Verbindung treten, wobei letztere zum Einsetzen und Herausnehmen der Leiterplatte auf mindestens die Stärke der Leiterplatte durch gesondert betätigbare Mittel entgegen ihrer Federkraft spreizbar sind*

Stand der Technik

Buchsenleisten der vorbeschriebenen Art sind bekannt. Bei Ausführungen gemäß der US-PS 3 899 234 und US-PS 3 963 317 befinden sich die Mittel zum Spreizen der Kontaktfederpaare zwischen den Kontaktfederreihen. Dieses bedingt einen größeren Abstand zwischen den Kontaktpaaren als es normalerweise der Fall ist.

Bei einer anderen Ausführung gemäß der US-PS 3 537 o63 bestehen die Mittel zum Spreizen der Kontaktfederpaare aus außenliegenden Nockenwellen, die unabhängig voneinander betätigbar sind. Nachteilig daran sind die relativ hohen Torsionskräfte, die zu überwinden sind und der Umstand, daß das Spreizen der Kontakte nicht gleichmäßig erfolgt.

Eine weitere Ausführung gemäß der US-PS 3 818 419 hat ebenfalls außenliegende Spreizmittel, deren Hubbewegung zur Seite gerichtet ist. Dieses bedingt ein relativ breites Buchsengehäuse.

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J.W.Anhalt - 33 - 4 Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine von der Konstruktion her möglichst einfache, schmalbauende Buchsenleiste zu schaffen, die eine direkte, kräftefreie Steckverbindung für Leiterplatten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine nur über Schrägflächen arbeitende Konstruktion zum Spreizen der Kontaktfedern gefunden wurde, die besonders einfach und damit wirtschaftlich herzustellen ist und zudem eine schmale Bauweise des Buchsengehäuses ermöglicht. Weiterhin ist gewährleistet, daßdurch die Querverschiebung der in die Buchsenleiste eingesetzten Leiterplatte während des Anlegens der Kontaktfedern an die plattenseitigen Kontaktflächen eine die sichere Kontaktgabe gewährleistende Kontaktreibung auftritt.

Beschreibund der Erfindung

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 die Perspektivdarstellung einer Buchsenleiste gemäß der Erfindung im kontaktdruckfreien Zustand mit eingesetzter Leiterplatte.

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Buchsenleiste der Figur 1 im unbeeinflußten Zustand der Kontaktfederpaare.

Figur 3 eine perspektivische Teildarstellung der Buchsenleiste nach Figur 1 im Zustand der Figur 2,

teilweise geschnitten.

Figur 4 eine vertikale Schnittdarstellung durch die

Buchsenleiste der Figur 1 im kontaktdruckfreien Zustand.

Figur 5 eine perspektivische Teildarstellung der Buchsenleiste nach Figur 1 im Zustand der Figur 4, teilweise geschnitten.

Figur 6 eine Schnittdarstellung durch die Schnittebene 6-6 der Figur 3.

Figur 7 und 9 in teilweiser Schnittdarstellung schematische Seitenansichten der Buchsenleiste gemäß der Erfindung mit eingesetzter Leiterplatte im geöffneten bzw. geschlossenen Zustand.

Figur 8 und 1o einen Ausschnitt aus einer Leiterplatte mit jeweils einer Kontaktfläche in relativer Lage zur

Kontaktwarze der zugehörigen Kontaktfedern in den Lagen gemäß Figur 7 bzw. 9.

Figur 1 zeigt in Perspektivdarstellung eine aus einer Buchsenleiste 12 und einer für direkte Kontaktierung ausgelegte Leiterplatte 26 bestehende elektrische Steckverbindung 1o. Die Buchsenleiste 12 ist in nachfolgend näher beschriebener Weise zum kräftefreien Stecken ausgebildet. Sie ist auf einer Trägerplatte 14 aus isolierendem Material befestigt, die ihrerseits als Leiterplatte ausgebildet ist und mit zwei Reihen dur^chkontak-

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tierter Löcher 16 versehen ist. Die Buchsenleiste 12 hat ein Gehäuse 18 aus isolierendem Werkstoff, das an der Oberseite 22 mit einem Aufnahmeschlitz 2o versehen ist, der zur einen Schmalseite 24 des Gehäuses hin offen ist. In den Schlitz 2o ist eine Leiterplatte 26 eingesetzt.

Im Gehäuse 18 sind gemäß Figur 2 eine Vielzahl von Kontaktfederpaaren 28 angeordnet, die längs des Schlitzes 2o auf diesen ausgerichtet sind. Jede Kontaktfeder hat ein oberes Fußstück 3o und ein unteres Fußstück 36. Das Fußstück 3o dient zur Befestigung der Kontaktfeder in einer Ausnehmung 32 im Basisteil 34 des Gehäuses 18, während das nach unten aus der Buchsenleiste 12 herausragende Fußstück 36 in dem in Figur 1 gezeigten Montagezustand im Preßsitz in eines der durchkontaktierten Löcher 16 in der Trägerplatte 14 greift. Im BedarfΞΙ 5 fall setzt sich das untere Fußstück 36 in einem Anschlußstück 38 fort. An das Fußstück 3o schließt nach oben eine ü-förmige Kröpfung 4o an, die zur Mitte des Gehäuses gerichtet ist. Die Kröpfung 4o ist nach unten mit einer Schräge 42 versehen und hat oben einen stufenförmigen Absatz 44. Dieser ragt etwas über die Oberseite des Basisteils 34 hinaus. Mit der Schräge liegt die jeweilige Kontaktfeder auf einem entsprechend schräg verlaufenden Absatz 46 des Basisteils 34 auf.

Jede Kontaktfeder hat ein Kontaktfederteil 48, das nach oben an die U-förmige Kröpfung 4o anschließt. Am oberen Ende ist jedes Kontaktfederteil 48 an der der gegenüberstehenden Kontaktfeder zugewandten Seite mit einer Kontaktwarze 5o versehen. Über diese erfolgt die Kontaktgabe mit einer Kontaktfläche (Figur 8) auf einer in den Schlitz 2o eingesetzten Leiterplatte 26. Im oberen Teil ist das Kontaktfederteil 48 nach außen V-förmig (Schrägarm 52) umgebogen, dessen freies Ende 53 vertikal ausgerichtet ist.

Die Darstellung der Figur 2 zeigt die Kontaktfederteile 48 eines Kontaktfederpaares 28 im unbeeinflußten, kontaktbereiten

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Zustand. Wie nachfolgend näher beschrieben wird, sind Mittel vorgesehen, durch die die Kontaktfederteile 48 in eine Parallellage auseinandergebogen werden und damit ein kräftefreies Einsetzen einer Leiterplatte in den Schlitz 2o ermöglichen. Diese Mittel bestehen aus einer Kontakthubvorrichtung 54 in Verbindung mit einer verschiebbar gelagerten Verstellnockeneinrichtung 56.

Im Innern des Gehäuses 12 erstrecken sich in Schlitzrichtung niedrige Führungswände 58 die unmittelbar hinter den Blattfederteilen 48 auf dem Basisteil 34 fußen und vertikal ausgerichtet sind. Zwischen diesen Führungswänden 58 und der Außenwandung 6o des Gehäuses 18 befinden sich schmale langgestrepkte Führungsschlitze 62. Zur Verstellnockeneinrichtung 56 gehören zwei langgestreckte Schieberelemente 64, die im unteren Teil der Führungsschlitze 62 längsverschiebbar gelagert sind. Die Oberkanten der Schieberelemente 64 sind übereinstimmend mit einer Reihe von sägezahnförmigen Nocken 66 versehen. Jede der Nocken 66 hat eine schräge Rampe 68, wie aus Figur 3 ersichtlich.

Die Kontakthubvorrichtung 54 besteht im wesentlichen aus zwei langgestreckten, vertikal verschiebbaren Elementen 7o, deren untere Längskante komplementär zum Schieberelement 64 mit sägezahnförmigen Nocken 72 versehen ist, die entsprechend den Rampen 68 Schrägflächen 74 haben und mit ersteren zusammenwirken. Nach oben hin sind die vertikal verschiebbar gelagerten Elemente 7o mit über die gesamte Länge reichenden schmalen Rippen 76 versehen, die in der Ruhestellung gemäß Figur 2 bis dicht unter die Schrägarme 52 reichen, wobei die vertikal abgewinkelten freien Enden 53 an der Außenseite der Rippen 76 anliegen, deren Oberkanten 78 abgerundet sind.

Zum öffnen der Kontaktpaare 28 werden die mit sägezahnförmigen Nocken 66 versehenen Schieberelemente 64 zur Schmalseite 24 hin verstellt. Dabei verschieben sich die schrägen Rampen 68 gegen-

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über auf ihnen gleitenden Schrägflächen 74 der vertikal verschiebbar gelagerten Elemente 7o. Dieses bewirkt, daß die Elenente 7o angehoben werden. Dadurch gelangen die Rippen 76 über ihre halbrunden Oberkanten in Berührung mit der Innenseite der Schrägarme 52, wodurch die zugehörigen Kontaktfederteile 48, im Verlauf der weiteren Aufwärtsbewegung der Elemente 7o entgegen ihrer Federkraft in eine Parallellage gemäß Figur 4 zurückgebogen werden. In diesem Zustand läßt sich eine Leiterplatte 26 ohne Kraftaufwand in den Schlitz 2o der Buchsenleiste 12 einführen.

Wie Figur 3 erkennen läßt, sind in die Außenwandung 6o der Buchsenleiste 12 eine Reihe von vertikalen Führungsschlitzen 8o mit T-förmigem Querschnitt eingeformt. In diese Schlitze greifen Halteplatten 82, die an den Außenseiten der vertikal verstellbaren Elemente 7o angeordnet sind und zur Führung und Halterung letzterer dienen.

Die Längsbewegung der Schiebereleraente 64 erfolgt mittels eines Kniehebels 84, der mit seinem einen Ende in einem Gehäuseansatz 86 an der Schmalseite 24 schwenkbar gelagert ist. Wie die Schnittdarstellung der Figur 6 zeigt, verlaufen die Führungswände 58 und die Führungsschlitze 62 bis zum Ende des Gehäuseansatzes 86. Der Kniehebel 84 ist vorne auf ein schmales Endstück 88 stufenförmig abgesetzt, das zwischen die Führungswände 58 greift und über einen Stift 9o mit diesen schwenkbar verbunden ist. In Längsrichtung des Kniehebels oberhalb des Stiftes 1o ist ein zweiter, längerer Stift 12 quer im Kniehebel 84 fest angeordnet. Die überstehenden Enden dieses Stiftes greifen in vertikal ausgerichtete Langlöcher 94 in Lochplatten 96, die die freien Enden der Schieberelemente 64 abschließen.

Wenn der Kniehebel 84 sich in der hochgeklappten Stellung befindet, wie es Figur 3 und 6 zeigen, sind die Schieberelemente 64 in das Buchsengehäuse 18 eingeschoben. In dieser Lage fügen

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sich die Nocken 66 der Schieberelemente 64 genau in die Lücken zwischen den Nocken 72 der Elemente 7o. Diese befinden sich daher in der abgesenkten Lage, in der die Kontaktpaarreihen 28 unbeeinflußt sind und sich demgemäß in der Kontaktgabeposition befinden, wie sie in Figur 2 dargestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß bei hochgeklapptem Kniehebel 84 der Aufnahmeschlitz 2o in dem Buchsengehäuse 18 blockiert ist, um zu verhindern, daß eine Leiterplatte 26 zwischen die in Kontaktposition befindlichen Kontaktfederpaare 28 unter Krafteinwirkung hereingedrückt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Kniehebel 84 mit einem Sperrklotz 98 versehen, der gemäß Figur 3 in Ausrichtung auf den Aufnahmeschlitz 2o oberhalb des Buchsengehäuses vorsteht und die Möglichkeit des Einsetzens einer Leiterplatte 26 von vorne oder von oben verhindert. Soll jedoch eine Leiterplatte 26 in die Buchsenleiste 12 eingesteckt werden, so ist der Kniehebel entsprechend Figur 1 bzw. 5 in die Waagerechte zu bringen. Dabei werden die beiden Schieberelemente 64 aus dem Gehäuse 18 herausgezogen, wodurch die vertikal verstellbaren Elemente 7o gemäß Figur 4 über das gegenseitige Verschieben der schrägen Rampen 68 gegenüber den Schrägflächen 74 nach oben gedrückt werden. Dabei werden in der vorbeschriebenen Weise die Kontaktfederteile 48 in die in Figur 4 gezeigte Parallellage gebracht, so daß nunmehr eine Leiterplatte' 26 ohne Kraftaufwand in den Schlitz 2o der Buchsenleiste 12 eingeführt werden kann. Wenn der Kniehebel abgeklappt ist, kann die Leiterplatte 26 sowohl von der offenen Schmalseite 24 als auch von oben eingeführt werden. Nachdem die Leiterplatte 26 sich im Schlitz 2o befindet, wird der Kniehebel 84 hochgeklappt. Dadurch werden die Kontaktfederteile 48 wieder freigegeben, so daß diese sich unter Federspannung an die Leiterplatte 26 anlegen. Die über die Schrägarme 52 der Kontaktfedern auf die vertikal beweglichen Elemente 7o einwirkenden Federkräfte bewirken, daß letztere wieder in die in Figur 2 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehren.

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Der Zusammenbau der Buchsenleiste 12 erfolgt in der Weise, daß zu erst die Schieberelemente 64 von der Schmalseite 24 her in die Führungsschlitze 62 des Gehäuses 18 eingesetzt werden. Danach werden von oben die vertikal verstellbaren Elemente 7o so in das Gehäuse 18 eingesetzt, daß sie mit ihren sägezahnförmigen Nocken 72 in die entsprechend ausgebildeten Schieberelemente 64 eingreifen. Sodann werden die Kontaktfederpaare 28 von oben eingesetzt, wobei der Festsitz durch Klemmsitz der oberen Fußstücke 3o in den Ausnehmungen 32 im Basisteil 34 des Gehäuses erreicht wird. In dieser Lage ragen die Kontaktfederteile 48 mit ihren zugehörigen Schrägarmen 52 nach rückwärts über die Rippen 76 der Elemente 7o.

Der Anschluß der Buchsenleiste 12 erfolgt durch Preßsitz der unteren Fußstücke 36 der Kontaktfedern in den durchkontaktierten Löchern 16 der Trägerplatte 14. Dieses erfolgt in der Weise, daß die Buchsenleiste zuerst über die nach unten herausragenden Anschlußstiften 38 mit den Löchern 16 in losen Eingriff gebracht wird. Danach wird ein nicht dargestelltes Werkzeug in den Schlitz 2o bis zur Auflage auf den Ansätzen 44 der Kontaktfedern eingeführt, über das Werkzeug wird die Buchsenleiste 12 gegen die Trägerplatte 14 gedrückt, wodurch die unteren Fußstücke 36 in Preßsitz mit den durchkontaktierten Löchern gelangen. Durch die kraftschlüssige Verbindung der Kontaktfedern mit dem Gehäuse 18 über die Anlage der Schräge 42 auf dem Ansatz 46 des Easisteils 34 wird gleichzeitig das Buchsengehäuse 1 8 gegen die Deckfläche der Trägerplatte 14 gepreßt. Der Festsitz der Kontaktfedern mit ihrem unteren Fußstück 36 in den Löchern 16 ist bedeutend größer als die Kraft, mit der die Kontaktfedern in den Ausnehmungen 32 im Gehäuse 18 gehalten werden. Ein Herausnehmen oder Auswechseln einer Kontaktfeder erfolgt in der Weise, daß unter Krafteinwirkung auf den zugehörigen Anschlußstift in Überwindung des Festsitzes in der Trägerplatte 14 nach oben herausgedrückt wird. Sodann ist ein Austausch möglich, wobei das Einsetzen der neuen Kontaktfeder

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entsprechend der vorbeschriebenen Weise erfolgt. Diese Möglichkeit gestattet es, einzelne Kontaktfedern im montierten bzw. angeschlossenen Zustand der Buchsenleiste 12 auszuwechseln.

Um eine Verschiebung der auf den Kontaktflächen 11o der Leiterplatten 26 aufliegenden Kontaktwarzen 5o zu ermöglichen,ist gemäß Figur 7 an der Innenseite der geschlossenen Schmalseite 1o2 des Gehäuses 18 ein elastisches Polster 1oo angeordnet. Dieses Polster kann aus Gummi oder einem anderen geeigneten elastischen Material bestehen oder auch eine Feder sein. Das Polster 1oo hat einen Vorsprung 1o4, mit dem es in den Endbereich des Schlitzes 2o ragt, so daß eine eingesetzte Leiterplatte 26 an diesen Vorsprung 1o4 zur Anlage kommt und um dessen Betrag über die offene Schmalseite 24 des Gehäuses 18 hinausragt. In dieser Lage stehen die Kontaktwarzen 5o der Kontaktfedern - in Figur 8 und 1o symbolisiert durch runde Kontaktbereiche 1o6 - gemäß Figur 8 links von der Mittellinie 1o8 der zugehörigen Kontaktfläche 11o auf der Leiterplatte Mittels einer am Kniehebel 84 in Höhe des Schlitzes 2o angebrachten Druckplatte 112 wird beim Hochklappen des Kniehebels 84 die Leiterplatte 26 in Schlitzrichtung gegen das Polster 1oo gepreßt. Dieses wird so weit zusammengepreßt bis die Leiterplatte 26 mit ihrer Stirnseite gegen einen festen Anschlag 114 zu liegen kommt, wie es Figur 9 erkennen läßt. Durch diese Querbewegung tritt eine Relativbewegung zwischen dem Kontaktbereich 1o6 und der Kontaktfläche 11o auf, so daß der Kontaktbereich 1o6 letztlich rechts von der Mittellinie 1o8 zu liegen kommt, wie es Figur 1o zeigt. Wie bereits erwähnt,bewirkt die durch das Hochklappen des Kniehebels 84 verursachte Längsbewegung der Leiterplatte 26 eine Querverschiebung der Kontaktflächen 11o gegenüber den an ihnen anliegenden Kontaktwarzen 5o der Kontaktfedern 28. Der Anschlag 114 begrenzt sehr präzise die Querverschiebung auf ein vorbestimmtes Maß.

4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Deutsche ITT Industries Gn\bli
Freiburg

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Patentansprüche

( 1. Buchsenleiste zur direkten kräftefreien Steckverbindung
-—^ für Leiterplatten, die über Kontaktflächen direkt mit

längs eines Aufnahmeschlitzes paarweise angeordneten Kontaktfedern der Buchsenleiste in leitende Verbindung treten, wobei letztere zum Einsetzen und Herausnehmen der
Leiterplatte auf mindestens die Stärke der Leiterplatte
durch gesondert betätigbare Mittel entgegen ihrer Federkraft spreizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Reihen der paarweise angeordneten Kontaktfedern (28) vertikal verstellbare Elemente (7o) im Buchsengehäuse
(18) angeordnet sind, die nach oben hin in schmalen Rippen (76) enden, daß die Kontaktfedern (28) Kontaktfederteile (48) haben, die am oberen Ende in nach außen umgebogene, schräg nach unten gerichtete Arme (52) übergehen und daß die Schrägarme (52) mit ihrer Innenseite in loser Berührung mit der Oberkante (78) der jeweiligen Rippe (76) stehen.

2. Buchsenleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß unterhalb der vertikal verstellbaren Elemente (7o)
im Buchsengehäuse (18) längsbewegliche Schieberelemente
(64) angeordnet sind, daß die Oberkante der Schieberelemente als ein- oder mehrteilige schräge Rampe (68) aus-

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gebildet ist, mit denen die vertikal verstellbaren Elemente (7o) über Schrägflächen (74) in Berührung stehen, daß sich in der einen Endlage der Schieberelenente (64) die vertikal verstellbaren Elemente (7o) in der abgesenkten und in der anderen Endlage der Schiebereierente (64) in der angegebenen Stellung befinden und daß die Schiebeielemente (64) formschlüssig mit einem Kniehebel (34) verbunden sind, der mit seinen einem Ende schwenkbar in einem Ansatz (86) des Euchsengehäuses (18) gelagert ist.

3. Buchsenleiste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zum Kniehebel (84) weisende Schmalseite (24) des Buchsengehäuses (18) im Bereich des Aufnahmeschlitzes (2o) nach außen hin offen ist, daß an der Innenseite der gegenüberliegenden Schmalseite (1o2) ein plastisches Polster (1oo) mit einem Vorsprung (1o4) in den Schlitz (2o) ragt und daß der Kniehebel (84) eine Druckplatte (112) hat, die bei hochgeklapptem Kniehebel bündig an der Schmalseite (24) anliegt.

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