DE3014172C2 - Elektrische Verbindungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinrichtung zur lösbaren Kontaktierung zweier plattenförmiger Schaltungsträger in zueinafcdpr etwa paralleler

Lage, mit einem auf dem ersten Schaltungsträger befestigten Kontaktelementhalter, der mehrere bandförmige Kontaktelemente in linearer Anordnung nebeneinander hält, welche mit der auf dem ersten Schaltungsträger vorgesehenen elektrischen Schaltung

fest verbunden und in vorbestimmtem Abstand zum ersten Schaltungsträger etwa rechtwinklig abgebogen sind, so daß sie mit ihren Kontaktabschnitten durch Eigenfederung an Kontaktsteilen der elektrischen Schaltung des zweiten Schaltungsträgers angedrückt

⁵^ sind, wenn dieser etwa parallel zu dem ersten etwa in dem vorbestimmten Abstand angeordnet wird.

Eine Verbindungseinrichtung dieser Art ermöglicht das steckbare Kontaktieren zweier plattenförmiger Schaltungsträger, wobei der erste, mit der Verbindungs-

einrichtung versehene Schaltungsträger in ein Gerätegehäuse fest eingebaut ist und der zweite, mit den Kontaktstellen versehene Schaltungsträger etwa mittels Schiebeführungen innerhalb des Gehäuses so an die Kontaktabschnitte der Konlaktelemente heranbewegt

wird, daß diese in seiner Endstellung federnd an die Kontaktstellen angedrückt werden. Die Verbindungseinrichtung ist dabei meist so ausgeführt, daß die Kontaktelemente nach oben aus dem Kontaktelementhalter herausgeführt und anschließend etwa rechtwink- lig umgebogen sind, so daß sie mit der durch diese Biegung bestimmten Federkraft an den Kontaktstellen des zweiten Schaltungsträgers anliegen. Sie sind also auf dem größten Teil ihrer Länge freitragend angeordnet

und insbesondere äußeren mechanischen Einflüssen ausgesetzt. Dias bedeutet, daß sie leicht verbogen werden können; so daß ein definierter Kontaktfederdruck nicht gewährleistet ist. Andererseits kann es aber auch leicht zu elektrischen Konfakten zwischen benachbarten Kontaktelementen kommen, wenn diese seitlich verbogen werden. Man hat zwar bereits versucht, die freitragenden Kontaktelemente durch Klebefilmstreifen gegeneinander zu fixieren, jedoch stellt dies einen nur unvollkommenen Schutz dar, denn die Klebefilmstreifen können sich ^ach längerem Betrieb ablösen, so daß dann wieder die vorstehend beschriebenen Nachteile gegeben sind.

Auch bisher bekannte Verbindungseinrichtungen ähnlicher Art können zur Beseitigung dieser Probleme nicht herangezogen werden, da sie nicht auf die speziellen Belange einer Verbindungseinrichtung vorstehender Art zugeschnitten sind. So zeigt z.B. die GB-PS 1032010 Verbindungseinrichtungen, die aus Buchsen und in diese einzuführenden Steckerelementen bestehen. Hiermit können zwar Leiterplatten in zueinander paralleler Läge elektrisch miteinander verbunden werden, jedoch nicht durch Schiebebewegung parallel zueinander. Demgemäß haben dort die Kontaktelemente eine völlig andere Gestalt und Funktion. Es -ind auch-sogenannnte Randstecker für Leiterplatten bekannt (siehe z. B. Prospekt der Firma AMP »Verbinder für gedruckte Schaltungen«, 1968, Seite 10), jedoch ti.Ut auch bei diesen die vorstehend aufgezeigte Problematik der gegenseitigen Verbindung ^x zweier paralleler Leiterplatten nicht auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungseinrichtung anzugeben, die die sichere Kontaktierung zweier parallel zueinander angeordneter Schalungsträger ermöglicht und deren Kontaktelemente gegen äußere Einflüsse verschiedenster Art weitestgehend geschützt sind. Gleichzeitig soll die Verbindungseinrichtung so einfach ausgeführt sein, daß sie leicht und schnell zusammengebaut werden kann, so daß sie sich auch zur Massenherstellung eignet

Diese Aufgabe wird bei einer Verbindungseinrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kontaktelementhalter einen auf dem ersten Schaltungsträger befestigbaren Trägerteil und einen sich an diesen in dem vorbestimmten Abstand zum ersten Schaltungsträger etwa rechtwinklig freitragend anschließenden Kammerteil mit nebeneinanderliegenden Kammern für die Kontaktabschnitte der Kontaktelemente aufweist, daß die Kontaktabschnitte durch an ihnen vorgesehene Biegestellen der bandförmigen Kontaktelemente federnd ausgebildet sind und daß die Kontaktelemente mit ihrer restlichen Länge sowohl an dem Trägerteil als auch an dem Kammerteil anliegend gehalten sind.

Eine Verbindungseinrichtung nach der Erfindung hat eine sehr einfache Konstruktion und schützt die Kontaktelemente doch gegen Verbiegung, Verschiebung und sonstige äußere Einflüsse, denn der Trägerteil und der sich an diesen etwa rechtwinklig freitragend anschließende Kammerteil, an denen die Kontaktelemente auf praktisch ihrer gesamten Länge anliegen, können die Kontaktelemente nach außen hin so abdecken, daß sie durch äußere Krafteinwirkungen nicht beaufschlagt und somit nicht verlagert oder verbogen werden können. Da der Kammerteil für jeden Kontaktabschnitt eitt« Kammer aufweist, können die Kontaktelemente durch seitliche Bewegung einander nicht berühren, so ciaß !»urzschlüsse oder sonstige elektrische Funktionsfehler· nicht zu befürchten sind Darüber hinaus ist aber auch ein genau definierter Kontaktdruck für jedes Kontaktelement gewährleistet, denn nur die. Kontaktabschnitte, die in den Kammern angeordnet sind, haben eine den Kontaktfederdruck erzeugende Formgebung, während die Kontaktelemente mit ihrer restlichen Länge am Trägerteü bzw. Kammerteil gehalten sind. Durch die vergleichsweise kurze Länge des Kontaktabschnitts ergibt sich bei geeignet angeordneten Biegestellen ein höherer Kontaktdruck als bei relativ langen und freitragend gehaltenen Kontaktfedern, der auch durch wiederholte Kontaktientngsvorgänge nicht geschwächt wird.

Das vorstehend beschriebene Prinzip der erfindungsgemäßen Konstruktion läßt verschiedene Ausführungsformen zu. So können die Kontaktelemente, nachdem sie der Kontur von Trägerteil und Kammerteil entsprechend gebogen sind, an den Kontakielementhalter angedrückt werden, wenn dieser entsprechende, die Kontakteleocente aufnehmende Rastelemente hat Es ist aber auch möglich, die Kontaktelemfycte in den durch die beiden Teile des Kontaktelementhaitcis gebildeten Winkelraum einzulegen und sie durch einen einzigen Andruckkörper zu fixieren, der beispielsweise durch Einschieben in den genannten Winkelraum fixiert wird und sangliche Kontaktelemente festhält Zusätzlich können die Kontaktelemente dabei auch gegen eine Längsbewegung gesichert sein, indem sie in einfacher Weise an einer oder mehreren Stellen zwischen ihren Kontaktabschnitten und den Verbindungsstellen mit dem ersten Schaltungsträger etwa durch Vorsprünge gesichert werden, die am Kontaktelementhalter vorgesehen sind und in seitliche Aussparungen an den Längskanten der Kontaktelemente eingreifen.

Wie noch beschrieben wird, können die Kontaktelemente an bestimmten Steilen Z-förmig gebogen sein oder auch Stützzungen haben, die an den Bogen der jeweiligen Kammer anschlagen, wenn eine Auslenkung erfolgt Auch können zusätzliche Längsschiitze .oder auch Ausbiegungen der Kontaktelemente vorgesehen sein. Solche Weiterbildungen sind an sich durch die GB-Pi 13 39 985 und 9 64 839 bekannt. Sie führen aber bei Anwendung auf eine Konstruktion nach "der Erfindung zu weiteren Verbesserungen der Lösung des hier vorliegenden Problems.

Dies ergibt sich auch aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt einer Verbindungseinrichtung nach der Erfindung in Zuordnung zu zwei Schaltungsträgern und

Fig.2 eine perspektivische Darstellung der Verbindungseinrichtung nach Fig. 1.

In F i g. 1 sind zwei plajtenförmige Schaltungsträger 1& und 11 dargestellt, die durch eine Verbindungseinrichtung elektrisch miteinander verbunden sind. Der Schaltungsträger 10 >.ann beispielsweise eine elektrische Leiterplatte sein, die mit nicht dargestellten Leiterbahnen versehen ist. Der Schaltungsträger 11 kann eine elektrische Steckbaugruppe sein, die nicht dargestellte Schaltelemente trägt und ir, einem gleichfalls nicht dargestellten Gerätegehäuse mittels einer Schiebeführung 12 gelagert ist. In dieser Schiebeführung 12 kann der zweite Schaltungsträger 11 in Pieilrichtung so bewegt werden, daß seine Kontaktstellen 13 mit Kontaktabschnitten 14 von Kontaktelementen 15 in Berührung kommen, die die elektrische Verbindung mit den Leiterbahnen des Schaltungsträgers 10 herstellen und an diesem etwa bei 16 z. B. verlötet sind.

Die Kontaktelemente 15 sind an einem Kontaktelementhalter 17 befestigt, der aus einem auf dem Schaltungsträger 10 z. B. mit Schrauben 18 montierten Trägerteil 19 und einem an diesen sich etwa rechtwinklig anschließenden Kammerteil 20 besteht. ι

Der Kammerteil 20 ist also an dem Trägerteil 19 freitragend gehalten. Der Kontaktelementhalter kann z. B. aus Kunststoff in Spritzgußtechnik hergestellt sein. Wie F i g. I zeigt, ist das dort erkennbare Kontaktelement IS entsprechend der Innenkontur des Kontakt- elementhalters 17 geformt, so daß es auf dem größten Teil seiner Länge an der Innenseite des Trägerteils 19 ' und des Kammerteils 20 anliegt. Der Kontaktabschnitt 14 des Kontaktelements 15 ist Z-förmig gebogen, so daß hier eine Federwirkung entsteht, die bei geeignetem Abstand zwischen den beiden Schaltungsträgern 10 und 11 zu einem in relativ engen Grenzen festlegbaren Kontaktdruck zwischen dem Kontaktabschnitt 14 und der Kontaktstelle i3 rührt.

Wie noch erläutert wird, sind die Kontaktelemente 15 gegen eine gegenseitige seitliche Berührung durch zwischen ihnen angeordnete Führungsnoppen 21 und 22 gesichert, die am Trägerteil 19 bzw. am Kammer.t'eil 20 vorgesehen sind. Diese Führungsnoppren 21 und 22 sind gleichzeitig Anschläge für einen Andruckkörper 23, der 2i eine schräge Andruckfläche 24 hat, mit der die Kontaktelemente 15 gegen die schräge Innenfläche 25 gedrückt werden, wenn der Andruckkörper 23 von unten in den von dem Kontaktclementhalter 17 eingeschlossenen Raum geschoben wird. Diese Schiebe- jo bewegung erfolgt beispielsweise in einer Keilführung an den Seitenkanten des Andruckkörpers, die z. B. als Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein kann, wie noch beschrieben wird.

In dem Kammerteil können den Kontaktelementen J5 Bohrungen 26 zugeordnet sein, durch die hindurch die Kontakteiemente z. B. mit einer Prüfspitze zugänglich sind, um elektrische Messungen während des Betriebs vornehmen zu können.

Die Kontaktabschnitte 14 der Kontaktelemente 15 w sind in Kammern angeordnet, die an der Unterseite des Kammerteils 20 ausgebildet sind. Hierzu sind in einfacher Weise an die Unterseite des Kammerteils 20 Stege 27 angeformt, die so hoch sind, daß sie den größten Teil der Z-förmigen Biegung aufnehmen, jedoch die eigentliche Kontaktstelle des jeweiligen Kontaktabschnitts freigeben. Lediglich den Kammerteil 20 seitlich begrenzende Stege 28 sind breiter, so daß die gesamte Kontaktelementanordnung gegen seitliche Einflüsse von außen her dadurch geschützt ist.

Die freien Ende-« der Kontaktelemente 15 sind durch in F i g. 1 gezeigte Abbiegung als Stützzungen 29 ausgeführt, mit denen die Kontaktelemente 15. an die Unterseite des Kammerteils 20 anschlagen können, so daß diese Stützzungen 29 den Federweg des jeweiligen Kontaktabschnitts 14 begrenzen. Die Unterseite des Kammerteils 20 kann hierbei mit einer Abstufung 30 versehen sein, und diese Elemente sind zweckmäßig so bemessen, daß die Stützzunge 29 an die Abstufung 30 anschlägt, bevor die durch den Kontaktabschnitt 14 εο gebildete Feder über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gebogen ist.

In F i g. 2 ist die Verbindungseinrichtung in gegenüber F i g. 1 umgedrehter Lage perspektivisch dargestellt, so daß die Zuordnung der einzelnen Elemente zueinander besser erkennbar wird. Der Andruckkörper 23 ist nur teilweise dargestellt, um die Anordnung der Kontaktelemente 15 unter ihm erkennbar zu machen.

Zunächst wird ersichtlich, daß die Kontaktelemente 15 an ihren mit dem ersten Schaltungsträger 10 zu verbindenden Enden Lötspieße 32 haben, die in bekannter Weise mit den Leiterbahnen des Schaltungsträgers 10 verlötet werden können. Ferner sind seitliche Montageklötzc 33 vorgesehen, die mit Schraublöchern

34 versehen sind, welche das Einschrauben von Schrauben 18(Fig. I)gestatten.

Der Andruckkörper 23 ist an den Innenseiten der Montageklötze 33 mit einer Schwalbenschwanzführung

35 gehalten, so daQ er beim Einschieben in diese Führungen 35 infolge seiner schrägen Andruckfläche 24 in dem Kontaktelementhalter 17 verkeilt wird. In dieser Stellung kann er mit dem Kontaktelementhalter 17 z. B. durch Ultraschallverschweißung fest verbunden werden und hält dann die Kontaktelemente 15 in dem Kontaktelementhalter 17 fest.

Fig.2 zeigt ferner, daß die Führungsnoppen 21 und 22 jeweils in eine seitliche Aussparung eines Kontaktelements 15 eingreifen, so daß sie über eine gegenseitige seitliche Sicherung der Kontaktelemente 15 hinaus auch deren Sicherung gegen Längsbewegung innerhalb des Kontaktelementhalters 17 gewährleisten.

In F i g. 2 ist auch sehr deutlich die Anordnung der Kontaktabschnitte 14 der Kontaktelemente 15 in den Kammern 31 zu erkennen, die durch die Stege 27 auf der Innenseite des Kammerteils 20 gebildet sind. Ferner ist dargesU-ih, daß die Kontaktabschnitte 14 durch eine Längsteilung in zwei Hälften unterteilt sein können, die die Kontaktierungssicherheit weiter erhöhen.

Die perspektivische Darstellung in F i g. 2 gibt auch anschaulich die äußerst einfache Montagemöglichkeit der Verbindungseinrichtung wieder. Die Kontaktelemente 15 können z. B. so hergestellt werden, daß sie aus einem geeigneten Blechmaterial ausgestanzt werden, dabei jedoch noch an ihren Lötspießen 32 zusammenhanoAn q!a u/«»rr)gn /fann nie eine EinHeit !THt den geeigneten Biegungen versehen und anschließend in den Kontaktelementhalter 17 eingelegt, wonach lediglich der Andruckkörper 23 eingeschoben und mit dem Kontaktelementhalter 17 fest verbunden werden muß, so daß dann die Verbindungseinrichtung fertiggestellt ist Die Verbindung zwischen den einzelnen Lötstiften 32 kann durch einen einfachen Schneidevorgang beseitigt werden.

Die beiden Teile der Verbindungseinrichtung nämlich der Kontaktelementhalter 17 und der Andruckkörper 23, können vorteilhaft aus glasfaserverstärktem PoIycarbonat bestehen und sind mit den weiteren oben beschriebenen Elementen durch einstückiges Ansnritzen versehen, so daß sich im Hinblick auf nur zwei Einzelteile eine äußerst kostensparende und schnelle Fertigung ergibt Es ist denkbar, die Verbindungseinrichtung so auszuführen, daß sie aus Standardelementen zu beliebigen Längen zusammengesetzt werden kann, wozu beispielsweise die Montageklötze 33 an ihren Außenseiten mit Steckführungen versehen sein können, die am einen Ende einer Einheit.positiv, am anderen negativ ausgeführt sind.

Der Andruckkörper 23 ist mit einer Deckfläche 36 versehen, die, wie Fig. i zeigt, an die Führungsnpppen 22 des Kammerteils 20 anschlägt und darüber hinaus die Kontaktelemente 15 auf den größten Teil ihrer Länge bis zu den Kontaktabschnitten 14 abdeckt und somit gegen äußere Einflüsse schützt Diese Anordnung ist apch in F i g. 2 besonders deutlich zu erkennen..

Eine weitere Erhöhung der Kpntaktsicherheit ergibt sich insbesondere bei längsgeteilten Kontaktabschnit-

ten 14 durch die in Fig. 1 erkennbare Ausbiegung, die der Kontaktstelle 13 abgewandt ist. Diese Ausbiegung begünstigt den federnden Andruck des vorderen und hinteren Endes des Kontaktabschnitts 14 an die Kontaktstelle 13. und bei zusätzlicher Längsteilung der Kontaktabschnitte 14 ergeben sich dadurch für jedes KontakHcment 15 vier Kontaktpunkte mit der Kontaktstelle 13.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Elektrische Verbindungseinrichtung zur lösbaren Kontaktierung zweier plattenförmiger Schaltüngsträger in zueinander etwa paralleler Lage, .mit einem auf dem ersten Schaltungsträger befestigten Kontaktelementhalter, der mehrere bandförmige Kontaktelemente in linearer Anordnung nebeneinander hält, welche mit der auf dem ersten Schaltungsträger vorgesehenen elektrischen Schaltung fest verbunden und in vorbestimmtem Abstand zum ersten Schaltungsträger etwa rechtwinklig abgebogen sind, so daß sie mit ihren Kontaktabschnitten durch Eigenfederung an Kontaktstellen der elektrischen Schaltung des zweiten Schaltungsträgers angedrückt sind, wenn dieser etwa parallel zu dem ersten etwa in dem vorbestimmten Abstand angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktelementhalter (17) einen auf dem erster» Schaltungsträger (10) befestigbaren Trägerteii (19) und einen sich an diesen in dem vorbestimmten Abstand zum ersten Schaltungsträger (10) etwa rechtwinklig freitragend anschließenden Kammerteil (20) mit nebeneinander liegenden Kammern (31) für die Kontaktabschnitte (14) der Kontaktelemente (IS) aufweist, daß die Kontaktabschnitte (14) durch an ihnen vorgesehene Biegestellen der bandförmigen Kontaktelemente (15) federnd ausgebildet sind und daß die Kontaktelemente (15) mit ihrer restlichen Länge sowohl an dem Trägerteil (19) als auch, an dem Kammerteil (20) anliegend gehalten sind.

2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdie K-~.ntakte!emente (15) in den Kontaktabschnitten (U) in einer Ebene senkrecht zum Träger- und zum Kammerteil (19,20) Z-fönnig gebogen sind.

3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Kontaktelemente (15) durch Abbiegen als die Federauslenkung der Kontaktabschnitte (14) begrenzende Stützzungen (29) ausgebildet sind, die bei Federauslenkung an den Boden der jeweiligen Kammer (31) anschlagen.

4. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (15) an dem Trägerteii (19) und dem Kammerteil (20) jeweils zwischen zwei Vorsprüngen (21, 22) gehalten sind, von denen mindestens einer in einer seitlichen Aussparung der Längskante des jeweiligen Kontaktelementes (15) angeordnet ist

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (21, 22) Anschlagelemente für einen Andruckkörper (23) sind, der die freiliegenden Abschnitte der Kontaktelemente (15) zwischen den Vorsprüngen (21) des Trägerteils (19) einerseits und des Kammerteils (20) andererseits an den Trägerteii (19) andrückt.

6. Verbindungseinrichtung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (24) des Andruckkörpers (23) und die ihr gegenüberstehende Anlagefläche (25) des Trägerkörpers (19) jeweils in einer schräg zur Ebene der Schaltungsträger (10,11) verlaufenden Ebene liegen.

7. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Andruckkörper (23) an dem Trägerköper (19) durch Schiebeführun-

gen (35) befestigt ist, die in Richtung senkrecht zur Ebene der Schaltungsträger (10,11) verlaufen.

8. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Andqjckkörper (23) eine Deckt lache (36) aufweist, die etwa parallel zur Ebene der Schaltungsträger (10, 11) liegt und die Kontaktelemente (15) bis etwa zu den Kontaktabschnitten (14) auf ihrer dem Kammerteil (20) abgewandten Seite abdeckt

ß. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerteil (20) Öffnungen (26) aufweist, durch die Jiindurch jeweils ein Kontaktelement (15) zugänglich ist '

10. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (26) zwischen der am Kammerteil (20) vorgesehenen Reihe von Vorsprüngen (22) und dem Obergang zum Trägerteil (19) angeordnet sind.

11. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ais Schiebeführungen (35) Schwalbenschwanzführungen vorgesehen sind.

12. Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktabschnitte (14) längsgeschlitzt sind.

13. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kontaktierung vorgesehene Teil der Z-förmigen Biegung der Kontaktabschnitte (14) eine der Kontaktstelle (13) abgewandte Ausbiegung aufweist