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Steckmodul für elektrische und elektronische Geräte
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bzw. Apparate Die Erfindung betrifft einen Steckmodul - also eine
Einbaueinheit - für elektrische und elektronische Geräte bzw. Apparate, bestehend
aus einer, z.B. als sogenannter Multilayer ausgebildeten, Leiterkarte und mindestens
zwei an dieser mit Abstand voneinander mechanisch befestigten sowie über diese elektrisch
miteinander verbundenen Kontaktfederleisten, die zueinander parallel liegende, aber
voneinander weg gerichtete Kontaktfedern enthalten.
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Als Steckmodule ausgebildete Einbaueinheiten werden im elektrischen
und elektronischen Geräte- bzw. Apparatebau heute in großem Umfang eingesetzt, weil
sie jederzeit einen schnellen und kostengünstigen Austausch und somit eine leichte
Instandsetzung beim Auftreten von Störungen oder Beschädigungen gewährleisten.
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Diese als Steckmodule ausgeführten Einbaueinheiten werden dabei in
den elektrischen und/oder elektronischen Geräten bzw. Apparaten regelmäßig so untergebracht,
daß die an ihnen vorgesehenen Kontaktfederleisten zueinander eine blockartig aneinander
gereihte Lage einnehmen, und zwar dergestalt, daß die Kontaktfedern nicht nur in
den einzelnen Kontaktfederleisten einen vorbestimmten, gleichmäßigen Rasterabstand
zueinander aufweisen,
sondern auch die in verschiedenen Kontaktfederleisten
befindlichen Xontaktfedern zueinander wenigstens annähernd diesen gleichmäßigen
Rasterabstand einhalten.
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Die einzelnen als Steckmodule ausgeführten Einbaueinheiten müssen
also in querschnittsmäßig relativ engen bzw. spaltartig schmalen Raumbereichen untergebracht
werden, können dabei jedoch zugleich eine beträchtliche Längenabmessung erhalten.
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Einerseits wirken die als Steckmodule ausgeführten Einbauelnheiten
mit in den elektrischen und/oder elektronischen Geräten bzw. Apparaten fest eingebauten
Leiterplatten zusammen, welche mit normal zu ihrer Ebene gerichteten Stiftkontakten,
bspw.
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in Form von Stiftkontaktleisten, besetzt sind. Mit diesen werden dann
die zweiten Kontaktfederleisten der als Steckmodule ausgeführten Einbaueinheiten
in Verbindung gebracht, während ih deren erste Kontaktfederleisten zur Bildung vollständiger
Kontaktsteckvorrichtungen mit zugeordneten externen oder auch geräte- bzw.
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apparate-internen Kontaktstiftleisten kuppeln lassen.
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Die einen, von der Leiterplatte abgewendeten Kontaktfederleisten der
als Steckmodule ausgeführten Einbaueinheiten werden aber auch zur Funktionsprüfung
der fertig oder auch nur teilweise zusammengebauten elektrischen und elektronischen
Geräte bzw.
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Apparate benutzt, indem ein in externer Prüfling an sie herangeführt
und - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines mit Kontaktstiften versehenen
Prüfadapters - mit den einzelnen Kontaktfedern in Wirkverbindung gebracht wird.
Dabei wider Prüfling in der Regel selbsttätig an die Kontaktfederleisten des Gerätes
mit einer gewissen Vorschubkraft an die Kontaktfederleisten des Gerätes bzw. Apparates
herangeführt. Beim Einbringen
seiner Kontaktstifte in die Kontaktfedern
der Kontaktfederleiste können dann Druckkräfte wirksam werden, die im Bereich jeder
Kontaktstelle bei etwa 3 N (0,3kp) liegen, so daß im Bereich einer Kontaktfederleiste
mit bspw. vierundsechszig Kontaktfedern Druckkräfte von nahezu 200 N (20kp) wirksam
werden. Die üblicherweise bei der Herstellung von als Einbaueinheiten ausgeführten
Steckmodulen verwendeten Leiterkarten in Form der sogenannten Multilayer sind jedoch
relativ flexibel ausgebildet und können sich daher unter der Einwirkung der auftretenden
Druckkräfte elastisch verformen, insbesondere durchbiegen, wobei die betreffenden
Kontaktfederleisten der Krafteinwirkung nachgeben und nicht ordnungsgemäß mit den
zugeordneten Kontaktstiften den Prüflings in Wirkverbindung treten. Der vorgegebene
Prüfablauf des elektrischen und/oder elektronischen Gerätes bzw. Apparates sowie
der als Einbaueinheiten hierfür dienenden Steckmodule wird daher beeinträchtigt
oder sogar unmöglich gemacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steckmodule der eingangs
angegebenen Gattung so auszulegen, daß sie auf einfache Art und Weise, und zwar
insbesondere bei größerer Längenabmessung, eine hohe Formstabilität erhalten und
dadurch eine sichere Abstützung ihrer Kontaktfederleisten gegen Einwirkung längs
gerichteter Druckkräfte gewährleisten.
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Dieses Ziel wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß das den Kontaktfahnen der Kontaktfedern benachbarte Ende des
Isolierstoffkörpers der einen Kontaktfederleiste durch eine auf einer Seitenfläche
der Leiterkarte liegende und an dieser mechanisch befestigte Schiene gestützt und
gehalten ist und daß längs den rechtwinklig zu der Schiene verlaufenden Rändern
der Leiterkarte Versteifungsstäbe angeordnet sind, die jeweils mit einem Ende unmittelbar
an der Schiene angreifen, während ihr anderes Ende an den Querseitenflächen des
Isolierstoffkörpers der zweiten Kontaktfederleiste
anliegt.
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Die Bauhöhe der der einen Kontaktfederleiste zugeordneten Stütz- und
Halteschiene sowie auch der damit zusammenwirkenden Versteifungsstäbe entspricht
höchstens dervon der gleichen Seitenfläche der Leiterkarte abstehenden Bauhöhe der
Kontaktfederleisten und sie ist vorzugsweise jedoch etwas kleiner als die betreffende
Bauhöhe der Sontaktfederleistc ausgelegt.
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Die Stütz- und Halteschiene für die eine Kontaktfederleiste ist zweckmäßigerweise
als Isolierstoffkörper ausgeführt. Auch als Versteifungsstäbe können Isolierstoffkörper
benutzt werden.
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Es ist aber auch möglich, die Versteifungsstäbe aus Metall, insbesondere
Leichtmetall, zu fertigen.
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In vielen Fällen ist es zur Erreichung des gesteckten Zieles ausreichend,
wenn gemäß dem Anspruch 2 die Versteifungsstäbe wenigstens an ihren beiden Enden
mit der Leiterkarte mechanisch, bspw. durch Schrauben oder Niete, verbunden sind.
Eine verbesserte Stabilisierungswirkung für die, bspw. als Multileiher ausgebildete,
Leiterkarte ist jedoch erfindungsgemäß erreichbar, wenn gemäß Anspruch 3 die Versteifungsstäbe
die zu ihnen parallel verlaufenden Längsränder der Leiterkarte mit haken- oder klauenartigen
Profilabschnitten formschlüssig umgreifen.
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Nach Anspruch 4 liegt ein Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung darin,
daß die Schiene einstückig an das den Kontaktfahnen der Kontaktfedern benachbarte
Ende des Isolierstoffkörpers der einen Kontaktfederleiste angeformt ist. Kontaktfederleiste
und Schiene können in diesem Falle baueinheitlich mit der Leiterkarte verbunden
werden.
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In den meisten Fällen empfiehlt es sich aber bei der Fertigung gattungsgemäßer
Einbaumodule Kontaktfederleisten herkömmlicher Bauart zu benutzen, bei welchen der
Isolierstoffkörper im Anschluß
an die die Kontaktschenkel der Kontaktfedern
enthaltenden Kontaktkammern mit deren Kontaktfahnen gegeneinander abschirmenden
Stegen versehen ist. In diesem Falle wird nach Anspruch 5 erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Sc#hiene an ihrer dem Isolierstoffkörper zugewendeten Längsseite mit einer
kammartigen Profilierung versehen ist, in die die freien Ende der Stege formschlüssig
einrückbar sind. Nach Anspruch 6 ist dabei vorgesehen, daß die kammartige Profilierung
sich nur über den unteren Teil der Höhe der Schiene erstreckt und die Enden der
Stege des Isolierstoffkörpers so stufenartig abgesetzt sind, daß ihr unterer Stufenbereich
in die kammartige Profilierung eingreift, während ihr oberer Stufenbereich gegen
den ebenen Flächenbereich an der Längsseite der Schiene abgestützt ist.
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Einer sicheren Abstützung gegen einwirkende Druckkräfte ist es auch
dienlich, wenn gemäß Anspruch 7 der Isolierstoffkörper der einen Federleiste eine
Abstufung hat, mit der er sich gegen die Querkante der Leiterkarte abstützt.
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Schließlich wird gemäß Anspruch 8 ein Erfindungsmerkmal auch noch
darin gesehen, daß der Isolierstoffkörper der zweiten Kontaktfederleiste an seiner
an der Leiterkarte anliegenden Längsseitenfläche angeformte Zapfen trägt, die zur
mechanischen Befestigung in Löchern der Leiterkarte verankerbar sind.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels werden
weitere Merkmale und Vorteile eines erfindungsgemäßen Einbaumoduls erläutert. Es
zeigt Figur 1 in vergrößertem Maßstab und in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes
Steckmodul für den Einbau in elektrisch und/oder elektronische Geräte bzw. Apparate,
Figur
2 eine Draufsicht auf das Steckmodul nach Figur 1 Figur 3 einen Schnitt entlang
der Linie III-III durch das Steckmodul nach Fig. 2 und Figur 4 einen der Fig. 3
entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Steckmoduls.
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Das in der Zeichnung dargestellte Steckmodul 1 für den Einbau in elektrische
und elektronische Geräte bzw. Apparate weist eine, bspw. als sogenannter Multilayer
ausgebildete, Leiterkarte 2 auf, die aus einem verhältnismäßig dünnwandigem, biegeelastischem
Isolierstoffkörper besteht, in den mehrere voneinander elektrisch getrennte, elektrisch
leitende Schichten übereinanderliegend eingebettet sind.
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Diese Leiterkarte 2 hat bspw. streifenförmige Gestalt und ist an jedem
der beiden Streifenenden mit einer Kontaktfederleiste 3 und 4 zu dem Steckmodul
1 verbunden.
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Die Kontaktfederleiste 3 ist mit vier übereinanderliegenden Reihen
von Kontaktfedern bestückt, von denen jeweils nur die mit der Leiterkarte 2 in elektrisch
leitender Verbindung sthenden Kontaktfahnen 5 zu sehen sind. Die Kontaktfederleiste
4 enthält hingegen lediglich zwei Reihen von Kontaktfedern, von denen wiederum in
der Zeichnung nur die mit der Leiterkarte in elektrisch leitende Verbindung zu bringenden
Kontaktfahnen 6 zu sehen sind.
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Der Isolierstoffkörper der Kontaktfederleiste 3 ist im Anschluß an
seine die Kontaktschenkel der Kontaktfedern enthaltenden Kontaktkammern mit die
Kontaktfahnen 5 gegeneinander abschirmenden Stegen 7, 8 und 9 versehen, wobei sich
die Stege 7 parallel zu den Längsseitenflächen des Isolierstoffkörpers erstrecken,
während
die Stege 8 und 9 im rechten Winkel dazu sowie parallel zu den Querseitenflächen
verlaufen.
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Die Stege 9 können dabei an ihrem freien Ende einstückig mit einer
Schiene 10 verbunden sein, die mittels Schrauben 11 und Muttern 12 auf einer Seitenfläche
der Leiterkarte 2 liegend lösbar befestigt wird. Diese Schiene 10 kann aber auch
an ihrer einen Längsseite kammartige Einschnitte 13 aufweisen, in die die freien
Enden der Stege 9 oberhalb der Leiterkarte 2 formschlüssig eingreifen.
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Die kammartigen Einschnitte 13 erstrecken sich nur über den unteren
Teil der Höhe der Schiene 10 und die Enden der Stege 9 sind so mit stufenartigen
Absätzen 14 versehen, daß ihr unterer Stufenbereich 14' in die kammartigen Einschnitte
13 eingreift, während ihr oberer Stufenbereich 14" gegen den ebenen Flächenbereich
an der Längsseite der Schiene 10 abgestützt ist.
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Ein anderes wichtiges Ausgestaltungsmerkmal liegt darin, daß der Isolierstoffkörper
der Federleiste 3 im Anschluß an die Unterkanten der Stege 9 noch eine Abstufung
15 hat, mit welcher er gegen die Querkante der Leiterkarte 2 zur Anlage kommt, wie
das die Fig. 1 erkennen läßt.
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Längs den rechtwinklig zur Schiene 10 verlaufenden Rändern 16', 16"
der Leiterkarte 2 sind Versteifungsstäbe 17', 17" angeordnet, die sich einerseits
gegen die die Kontaktfederleiste 3 stützende und haltende Schiene 10 abstützen sowie
andererseits an den Querseiten der Kontaktfederleiste 4 vorbei bis zur Querkante
der Leiterkarte 2 geführt sind. Der Versteifungsstab 17' ist mindestens an jedem
seiner Enden durch eine Schraube 18' und eine Mutter 19' mechanisch mit der Leiterkarte
2 verbunden, währen der Versteifungsstab 17' in entsprechender Weise an beiden Enden
über eine Schraube 18" und eine Mutter 19" mechanisch auf der Leiterkarte 2 befestigt
ist.
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Mit der Schiene 10 der Kontaktfederleiste 3 und der Kontaktfederleiste
4 bilden die Versteifungsstäbe 17' und 17" gewissermaßen einen formsteifen Rahmen,
welcher unerwünschte, elastische Biegeverformungen der Leiterkarte 2 wirksam verhindert.
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Es sei noch erwähnt, daß die Kontaktfederleiste 4 an ihrer der Leiterkarte
2 zugewendeten Längsseitenfläche Zapfen 20 trägt, die zur mechanischen Verbindung
mit der Leiterkarte 2 dienen, wie das in Fig. 1 angedeutet ist. Die Zapfen 20 können
dabei als Rastzapfen, Nietzapfen oder gegebenenfalls auch als Gewindezapfen gestaltet
sein, welche, ebenso wie die Schrauben 11 sowie 18', 18" Löcher durchgreifen, die
in der Leiterkarte 2 vorgesehen sind.
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In Fig. 4 ist noch zu sehen, daß die Versteifungsstäbe 17' und 17"
gegebenenfalls auch mit haken- oder klauenartigen Profilabschnitten 21' und 21"
versehen werden können, welche die Längsränder 16' und 16" der Leiterkarte 2 auf
ihrer ganzen Länge formschlüssig umgreifen und dadurch die Formstabilität weiter
erhöhen.
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Das gesamte Steckmodul 1 läßt sich mit einer Leiterplatte 22 über
seine Kontaktfederleiste 4 verbinden, indem von der Leiterplatte 22 abstehende Kontaktstifte
23 mit den Kontaktfedern der Kontaktfederleiste 4 in Eingriff kommen.
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In Längsrichtung des Steckmoduls 1 auf dieses einwirkende Druckkräfte
werden durch die rahmenartige Versteifung der an sich biegeelastischen Leiterkarte
2 sicher und problemlos aufgenommen und übertragen.
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