DE3340098C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckmodul - also eine Einbauein­ heit - für elektrische und elektronische Geräte bzw. Apparate, bestehend aus einer, z. B. als sogenannter Multilayer ausgebil­ deten, 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 Kontakt­ federn enthalten.

Als Steckmodule ausgebildete Einbaueinheiten werden im elek­ trischen und elektronischen Geräte- bzw. Apparatebau heute in großem Umfang eingesetzt, weil sie jederzeit einen schnellen und kostengünstigen Austausch und somit eine leichte Instand­ setzung beim Auftreten von Störungen oder Beschädigungen gewähr­ leisten.

Diese als Steckmodule ausgeführten Einbaueinheiten werden dabei in den elektrischen und/oder elektronischen Geräten bzw. Appa­ raten regelmäßig so untergebracht, daß die an ihnen vorgesehenen Kontaktfederleisten zueinander eine blockartig aneinander gereihte Lage einnehmen, und zwar dergestalt, daß die Kontakt­ federn nicht nur in den einzelnen Kontaktfederleisten einen vorbestimmten, gleichmäßigen Rasterabstand zueinander aufweisen, sondern auch die in verschiedenen Kontaktfederleisten be­ findlichen Kontaktfedern zueinander wenigstens annähernd diesen gleichmäßigen Rasterabstand einhalten.

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.

Einerseits wirken die als Steckmodule ausgeführten Einbauein­ heiten mit in den elektrischen und/oder elektronischen Geräten bzw. Apparaten fest eingebauten Leiterplatten zusammen, welche mit normal zu ihrer Ebene gerichteten Stiftkontakten, bspw. in Form von Stiftkontaktleisten, besetzt sind. Mit diesen werden dann die zweiten Kontaktfederleisten der als Steckmodule ausge­ führten Einbaueinheiten in Verbindung gebracht, während sich deren erste Kontaktfederleisten zur Bildung vollständiger Kontaktsteck­ vorrichtungen mit zugeordneten externen oder auch geräte- bzw. apparate-internen Kontaktstiftleisten kuppeln lassen.

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. Apparate benutzt, indem ein interner oder externer Prüfling an sie heran­ geführt und - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines mit Kontaktstiften versehenen Prüfadapters - mit den einzelnen Kontaktfedern in Wirkverbindung gebracht wird. Dabei wird der Prüfling in der Regel selbsttätig an die Kontaktfederleisten des Gerätes mit einer gewissen Vorschubkraft an die Kontaktfeder­ leisten des Gerätes bzw. Apparates herangeführt. Beim Einbringen seiner Kontaktstifte in die Kontaktfedern der Kontaktfederleiste können dann Druckkräfte wirksam werden, die im Bereich jeder Kon­ taktstelle bei etwa 3 N (0,3 kp) liegen, so daß im Bereich einer Kontaktfederleiste mit bspw. 64 Kontaktfedern Druckkräfte von nahezu 200 N (20 kp) 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 durch­ biegen, wobei die betreffenden Kontaktfederleisten der Kraftein­ wirkung nachgeben und nicht ordnungsgemäß mit den zugeordneten Kontaktstiften des Prüflings in Wirkverbindung treten. Der vor­ gegebene Prüfablauf des elektrischen und/oder elektronischen Gerätes bzw. Apparates sowie der als Einbaueinheiten hierfür dienenden Steckmodule wird daher beeinträchtigt oder sogar ummöglich gemacht.

Aus der DE-OS 23 42 247 ist es bekannt, zwei übereinanderliegende auf einer Leiterplatte befestigte Steckverbinder so an eimem Befe­ stigungswinkel eines Rahmens abzustützen, daß Druck- und Zugkräfte weitgehend vermieden werden. Dieses Resultat soll auch durch die Anordnung gemäß der DE-PS 11 35 066 erreicht werden. Hier bestehen die ausschiebbaren, mit Steckkontakten versehenen Schubladen aus einer Rahmenanordnung mit U-förmigem Bügel und angeschweißten Schenkeln, die für eine Verminderung der Druckkräfte sorgen.

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.

Dieses Ziel wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erfindungs­ gemäß dadurch erreicht, daß das den Kontaktfahnen der Kontaktfedern benachbarte Ende des Isolierstoffkörpers der einen Kontaktfederlei­ ste 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 ummittelbar an der Schiene angreifen, während ihr anderes Ende an den Querseitenflächen des Isolierstoffkörpers der zweiten Kontaktfederlei­ ste anliegt.

Die Bauhöhe der der einen Kontaktfederleiste zugeordneten Stütz- und Halteschiene sowie auch der damit zusammenwirkenden Versteifungsstäbe entspricht höchstens der von der gleichen Seitenfläche der Leiterkarte abstehenden Bauhöhe der Kontakt­ federleisten und sie ist vorzugsweise jedoch etwas kleiner als die betreffende Bauhöhe der Kontaktfederleisten ausgelegt. Die Stütz- und Halteschiene für die eine Kontaktfederleiste ist zweckmäßigerweise als Isolierstoffkörper ausgeführt. Auch als Versteifungsstäbe können Isolierstoffkörper benutzt werden. Es ist aber auch möglich, die Versteifungsstäbe aus Metall, insbesondere Leichtmetall, zu fertigen.

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 verbes­ serte 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 klauen­ artigen Profilabschnitten formschlüssig umgreifen.

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 Leiter­ karte verbunden werden.

In den meisten Fällen empfiehlt es sich aber, bei der Fertigung gattungsgemäßer Einbaumodule Kontaktfederleisten herkömmlicher Bauart zu benutzen, bei welchen der Isolierstoffkörper im An­ schluß an die die Kontaktschenkel der Kontaktfedern enthaltenden Kontaktkammern mit deren Kontaktfahnen gegeneinander abschirmenden Stegen versehen ist. In diesem Falle wird nach Anspruch 5 erfin­ dungsgemäß vorgesehen, daß die Schiene an ihrer dem Isolier­ stoffkörper zugewendeten Längsseite mit einer kammartigen Profi­ lierung versehen ist, in die die freien Ende der Stege form­ schlüssig 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.

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.

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.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels werden weitere Merkmale und Vorteile eines erfindungsgemäßen Einbaumoduls erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Steckmodul für den Einbau in elektrische und/oder elektronische Geräte bzw. Apparate,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Steckmodul nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III durch das Steckmodul nach Fig. 2 und

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Steckmoduls.

Das in der Zeichnung dargestellte Steckmodul 1 für den Einbau in elektrische und elektronische Geräte bzw. Apparate weist eine, bspw. als sogenannter Multilayer ausgebildete, Leiter­ karte 2 auf, die aus einem verhältnismäßig dünnwandigem, biege­ elastischem Isolierstoffkörper besteht, in den mehrere von­ einander elektrisch getrennte, elektrisch leitende Schichten übereinanderliegend eingebettet sind.

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.

Die Kontaktfederleiste 3 ist mit vier übereinanderliegenden Reihen von Kontaktfedern bestückt, von denen jeweils nur die mit der Leiterkarte 2 in elektrisch leitender Verbindung ste­ henden 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.

Der Isolierstoffkörper der Kontaktfederleiste 3 ist im Anschluß an seine die Kontaktschenkel der Kontaktfedern enthaltenden Kontaktkammern mit die Kontaktfahnen 5 gegeneinander abschirmen­ den 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.

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.

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 Flächen­ bereich an der Längsseite der Schiene 10 abgestützt ist.

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.

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, während der Versteifungsstab 17′′ in entsprechender Weise an beiden Enden über eine Schraube 18′′ und eine Mutter 19′′ mechanisch auf der Leiterkarte 2 befestigt ist.

Mit der Schiene 10 der Kontaktfederleiste 3 und der Kontakt­ federleiste 4 bilden die Versteifungsstäbe 17′ und 17′′ ge­ wissermaßen einen formsteifen Rahmen, welcher unerwünschte, elastische Biegeverformungen der Leiterkarte 2 wirksam verhin­ dert.

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.

In Fig. 4 ist noch zu sehen, daß die Versteifungsstäbe 17′ und 17′′ gegebenenfalls auch mit haken- oder klauenartigen Profilab­ schnitten 21′ und 21′′ versehen werden können, welche auf ihrer ganzen Länge die Längs­ ränder 16′ und 16′′ der Leiterkarte 2 formschlüssig umgreifen und dadurch die Formstabilität weiter erhöhen.

Das gesamte Steckmodul 1 läßt sich mit einer Leiterplatte 22 über seine Kontaktfederleiste 4 verbinden, indem von der Leiter­ platte 22 abstehende Kontaktstifte 23 mit den Kontaktfedern der Kontaktfederleiste 4 in Eingriff kommen.

In Längsrichtung des Steckmoduls 1 auf dieses einwirkende Druck­ kräfte werden durch die rahmenartige Versteifung der an sich biegeelastischen Leiterkarte 2 sicher und problemlos aufge­ nommen und übertragen.

Claims (8)

1. Steckmodul als Einbaueinheit für elektrische und elektro­ nische 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 mitein­ ander verbundenen Kontaktfederleisten, die zueinander paral­ lel liegende, aber voneinander weg gerichtete Kontaktfedern enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kontaktfahnen (5) der Kontaktfedern benachbarte Ende des Isolierstoffkörpers der einen Kontaktfederleiste (3) durch eine auf einer Seitenfläche der Leiterkarte (2) liegende und an dieser mechanisch befestigte (11, 12) Schiene (10) gestützt und gehalten ist und daß längs den rechtwinklig zur Schiene (10) verlaufenden Rändern (16′, 16′′) der Leiterkarte (2) Versteifungsstäbe (17′, 17′′) angeordnet sind, die jeweils mit einem Ende unmittelbar an der Schiene (10) angreifen, während ihr anderes Ende an den Querseiten­ flächen des Isolierstoffkörpers der zweiten Kontaktfederleiste (4) anliegt.

2. Steckmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstäbe (17′, 17′′) wenigstens an ihren beiden Enden mit der Leiterkarte (2) mechanisch, bspw. durch Verschraubungen (18′, 19′, 18′′; 19′′) oder Niete, verbunden sind.

3. Steckmodul nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstäbe (17′, 17′′) die zu ihnen parallel verlaufenden Längsränder (16′, 16′′) der Leiterkarte (2) mit haken- oder klauenartigen Profilabschnitten (21′, 21′′) formschlüssig umgreifen (Fig. 4).

4. Steckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (10) einstückig an das den Kontaktfahnen (5) der Kontaktfedern benachbarte Ende des Isolierstoff­ körpers der einen Kontaktfederleiste (3) angeformt ist.

5. Steckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Isolierstoffkörper der einen Kontaktfeder­ leiste im Anschluß an die die Kontaktschenkel der Kontakt­ federn enthaltenden Kontaktkammern mit deren Kontaktfahnen gegeneinander abschirmenden Stegen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (10) an ihrer dem Isolierstoffkörper der Kontaktfederleiste (3) zugewendeten Längsseite mit einer kammartigen Profilierung (13) versehen ist, in die die freien Enden der Stege (9) formschlüssig einrückbar sind (Fig. 1).

6. Einbaumodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kammartige Profilierung (13) sich nur über den unteren Teil der Höhe der Schiene (10) erstreckt und die Enden der Stege (9) des Isolierstoffkörpers der Kontakt­ federleiste (3) so stufenartig (14) abgesetzt sind, daß ihr unterer Stufenbereich (14′) in die kammartige Profilie­ rung (13) eingreift, während ihr oberer Stufenbereich (14′′) gegen den ebenen Flächenbereich an der Längsseite der Schiene (10) abgestützt ist (Fig. 1).

7. Steckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper der einen Kontaktfederleiste (3) eine Abstufung (15) hat, mit der er sich gegen die Quer­ kante der Leiterkarte (2) abstützt (Fig. 1).

8. Steckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkörper der zweiten Kontaktfederleiste (4) an seiner an der Leiterkarte (2) anliegenden Längsseiten­ fläche angeordnete Zapfen (20) trägt, die zur mechanischen Befestigung in Löchern der Leiterkarte (2) verankerbar sind (Fig. 1).