DE3522067A1

DE3522067A1 - Steckverbindung zum verbinden von schaltungsplatten

Info

Publication number: DE3522067A1
Application number: DE19853522067
Authority: DE
Inventors: Hideaki Ishimizu; Hiroyoshi Tokio/Tokyo Kawasaki; Hiroshi Kikuchi; Minoru Teshima
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3522067C2; JPH0319189Y2; US4645277A; FR2566590A1; FR2566590B1; JPS618982U

Description

UECK & BETTEN

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.-Peter Lieck

European Patent Attorneys Dipl.-I ng. Jürgen Betten

ο er ο ο η η η Maximiliansplatz OO ZZUb I D-8000 München ©089-220821 Telex 5 216 741 list d Technolaw® Telegramm Electropat

- 3 Beschreibung

Steckverbindung zum Verbinden von Schaltungsplatten 5

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zum Verbin den von Schaltungsplatten bzw. Schaltungsplatten mit gedruckten Schaltungen.

Ein bekanntes Verfahren zum Verbinden von gedruckten Schaltungsplatten, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, besteht darin, eine der Schaltungsplatten, die im nachfolgenden als "Anschluß-Schaltungsplatte" bezeichnet wird, in eine Steckverbindung einzuführen bzw. einzufügen, die an der anderen Schaltungsplatte angebracht ist, die im nachfolgenden als "Grund-Schaltungsplatte"bezeichnet wird. Herkömmliche Schaltplatten-Steckverbindungen weisen ein Steckergehäuse und Kontaktstifte auf, die einstückig in das gepreßte oder gegossene Steckergehäuse eingebettet sind, wobei : das Steckergehäuse einen Einführungsschlitz zur Aufη ah ;■ me der Anschluß-Schaltungsplatte .aufweist. Die Enden der Kontaktstifte springen vom Boden des Stecker.gehäuses vor und sind mit elektrischen Schaltungsmustern auf der Grundschaltungsplatte verbunden. Die Kontaktstifte sind an das elektrische Schaltungsmuster entweder auf der Vorderseite oder der Rückseite der Grund-Schaltungsplatte durch Öffnungen angelötet, die in ; der Grund-Schaltungsplatte ausgebiIdet sind. Die. anderen Enden der Kontaktstifte erstrecken sich in der).

Einführungsschlitz. Wenn die Anschiuß-Schaltungsplatte in den Einführungsschlitz eingeführt bzw. eingesteckt

wird, so werden die anderen Enden der Kontaktstifte durch Presseingriff bzw. Pressverbindung mit einem elektrischen Schaltungsmuster auf der Anschluß-Schaltungsplatte verbunden.

Da beim bekannten Stecker die Kontaktstifte fest an der Grund-Schaltungsplatte angelötet sind, besteht ■ bezüglich der Anschluß-Schaltungsplatte keine Beweglichkeit bzw. Lageflexibilität. Wenn die Kontaktstifte klein sind oder der Abstand zwischen den Kontaktstiften klein ist, so treten beim Anlöten der Kontaktstifte an das elektrische Schaltungsmuster Schwierigkeiten auf.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Steckverbindung zu schaffen, die der Anschluß-Schaltungsplatte eine gewisse Beweglichkeit bzw. Lage-

.. Flexibilität gibt und die außerdem klein ist und leicht

an einer Grund-Schaltungsplatte angebracht werden kann.

/ 20

Erfindungsgemäß weist die Schaltungsplatten-Steckverbindung ein Steckergehäuse mit einem Einführungsschlitz zur Aufnahme einer Anschluß-Schaltungsplatte und eine Vielzahl von Einkerbungen auf, die am Boden des Steckergehäuses in einer Richtung senkrecht zum Einführungsschlttz ausgebildet sind. Das Steckergehäuse weist eine Vielzahl von Stiftbefestigungsöffnungen auf, die sich zwischen den Einkerbungen und dem Einführungsschlitz erstrecken. Die Steckverbindung weist auch eine Vielzahl von L-förmigen Kontaktstiften, die in

der Nähe ihrer gebogenen Abschnitte in den Stiftbefestigungsöffnurigen gehalten werden, und Führungen auf, die am Steckergehäuse befestigt sind und ein lockeres Einpassen in die Lage-Befestigungsöffnungen ermöglichen, die in einer Grund-Schaltungsplatte ausgebildet sind, an der die Steckverbindung befestigt werden soll.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform können die Kontaktstifte gegen die elektrischen Schaltungsmuster auf der Grund-Schaltungsplatte und der Anschluß-Schaltungsplatte durch Einführen bzw. Einstecken der Anschluß-Schaltungspiatte in den Einführungsschlitz ge- : preßt werden, wodurch die Grund- und Anschluß-Schaltungsplatte elektrisch miteinander verbunden werden. Da das Steckergehäuse bezüglich der Grund-Schaltungsplatte um ein Intervall beweglich ist, das dem Spiel der Führungen in den Lage-Befestigungsöffnungen in der Grundschaltungsplatte entspricht, ist die AnschTuß-Schaltungsplatte bezüglich der Grund-Schaltungsplatte flexibel positionierbar.

Die Kontaktstifte werden in der Nähe ihrer gebogenen Bereiche so schwenkbar beweglich gehalten, daß die Kontaktstifte in ihrer Länge vermindert werden können, * ohne daß die Kraft vermindert wird, mit der sie gegen ^ die Muster auf den Schaltungsplatten gedrückt werden.

Damit ist die Steckverbindung sehr klein ausgebildet. Da die Steckverbindung nicht an der Grund-Schaltungsplatte angelötet ist, kann sie an dieser auch leicht angebracht werden. ■

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgetfläßen Steckverbindung zum Verbinden von Schaltungsplatten·, Γ

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Steckverbindung; _;

Fig. 3 (I) bis 3 (IV) Querschnittsansichten zur Erläuterung der Arbeitsweise der in den Figuren 1 und 2 .dargestellten Steckverbindung beim Verbinden von Schaltungsplatten;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfuhr ungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung;

Fig. 5 eine Frontansicht der in Fig. 4 dargestellten Steckverbindung, auf einer Grund-Schaltungsplatte befestigt, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren ".Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung.

10- . .

Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, weist eine Steckverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ein Steckergehäuse 10 mit einem länglichen Ei ηführungs- bzw. Einfügungsschlitz 11 an seiner Oberseite zur Aufnahme einer AnschlußSchaltungsplatte, eine Vielzahl von quer verlaufenden Einkerbungen 12, die am Boden des Steckergehäuses 10 ausgebildet sind und sich in einer Richtung senkrecht zum Einführungsschlitz 11 erstrecken, sowie eine Vielzahl von Stift- befestigungsöffnungen 13 auf, die zwischen dem Einführungsschlitz 11 und den Einkerbungen 12 ausgebildet sind. Die Steckverbindung weist auch Führungen 14 auf, die.vom Boden des Steckergehäuses 10 aus vorspringen.

Im wesentlichen L-förmige Kontaktstifte 15 aus federndem bzw. elastischem Metall werden in den Stiftbefestigungsöffnungen 13 in der Nähe ihrer mittleren gebogenen Bereiche so gehalten, daß die einen Enden 16 der Kontaktstifte 15 durch den Boden des Steckergehäuses 10 hindurch vorspringen und die anderen Enden 17 im Einführungsschlitz 11 positioniert sind. Die Kontaktstifte 15 sind um ihre gebogenen Bereiche in den Stiftbefestigungsöffnungen 13 schwenkbar beweglich. Das Steckergehäuse 10 weist Finger 18 auf, die in die Stiftbefestigungsöffnungen 13 vorspringen, um die gebogenen Bereiche der Kontaktstifte 15 in den Stiftbefestigungsöffnungen 13 zurückzuhalten.

Die Betriebsweise der Steckverbindung wird wie folgt' beschrieben:

Fig. 3 (I) zeigt die Steckverbindung in ihrem freien Zustand, d.h. bevor sie an einer Grund-Schaltungsplatte angebracht wird. Fig. 3 (It) zeigt die Steckverbindung wie sie an der Grundschaltungsplatte angebracht ist.

Die Grund-Schaltungsplatte 19 weist darin ausgebildete

IQ Lage-Befestigungsöffnungen 20 auf, von denen lediglich eine dargestellt ist und die einen größeren Durchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der Führungen 14. Ein elektrisches Schaltungsmuster 21 ist auf der Oberfläche der Grund-Schaltungsplatte 19 ausgebildet, auf der das Steckergehäuse 10 befestigt ist. Dasf elektrische Schaltungsmuster 21 weist Anschlußbereiche zum Kontakt mit den vorspringenden Enden der Kontaktstifte 15 auf. Das Steckergehäuse 10 weist Schraubennführungs-Öffnungen (nicht dargestellt) auf, die an ihren beiden Enden ausgebildet sind. Das Steckergehäuse 10 wird auf der Grund-Schaltungsplatte 19 durch Schrauben befestigt, die sich durch die Schraubeneinführungsöffnungen ' erstrecken. Die Schraubeneinführungsöffnungen weisen' einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser , der Schrauben auf, so daß die Schrauben locker und seitlich bewegbar in den Schraubeneinführungsöffnungen angeordnet sind, um eine Lageeinstellung der Steckverbindung zu ermöglichen.

Wenn sich die Steckverbindung in ihrem, in Fig. 3 (I) dargestellten freien Zustand befindet, so springen-

. .. ■■ die Enden 16 der Kontaktstifte 15 unter dem Boden des Steckergehäuses 10 um eine Strecke bzw. ein Intervall χ vom Boden des Steckergehäuses 10 vor. Wenn die Steckverbindung an der Grund-Schaltungsplatte 1.9 angebracht wird, wie es in Fig. 3 (II) dargestellt ist, so werden die vorspringenden Enden 16 der Kontaktstifte 15 durch

die Grund-Schaltungsplatte 19 nach oben in eine Stellung gedrückt, die mit dem Boden des Steckergehäuses 10 ausgerichtet ist, und sie sind dann in den entsprechenden Einkerbungen 12 angeordnet. Da die Kontaktstifte 15 um ihre eigenen gebogenen Bereiche in den Stiftbefestigungsöffnungen 13 geschwenkt werden, werden ■ die entgegengesetzten Enden 17 der Kontaktstifte 15 um einen Abstand (Ll/L2)»'x bewegt. Die Kontaktstifte 15 sind nun von der Innenwandoberfläche des Steckergehäuses 10 um einen Abstand gp = gl-(Ll/L2) · χ entfernt,' wie es in Fig. 3 (II) dargestellt ist.

Zu diesem Zeitpunkt berühren die Enden 16 der Kontaktstifte 15 das Muster 21 auf der Grund-Schaltungsplatte 19, im wesentlichen ohne Druck. Damit kann die Steckverbindung hinsichtlich ihrer Lage bezüglich der Grund-Schal tungspl atte 19 in einem Intervall frei eingestellt werden, das dem durch (D,-D^) in Fig. 3 (IV) dargestellten Spiel zwischen den Kanten entspricht, die von den Lage-Befestigungsöffnungen 20 in der Grund-Schaltungsplatte 19 und den Führungen 14 auf dem Steckergehäuse.

10 gebiIdet werden.

Fig. 3 (III) zeigt die Stellung, in der eine Anschluß-Schaltungsplatte 22 in den Einführungsschlitz 11 in dem auf der Grund-Schaltungsplatte 19 befestigten Stekkergehäuse 10 eingeführt bzw. eingesteckt wird. Wenn die Anschluß-Schaltungsplatte 22 bezüglich der Grund-Schaltungsplatte 19 mit einem Positionsfehler von bei spielsweise & y, wie es in Fig. 3 (IV) dargestellt ist, fest positioniert werden soll, so wird die Anschluß-Schaltungsplatte 22 in den Einführungsschlitz

11 eingeführt, während die Steckverbindung um die Strekke ^y verschoben wird. Der Fehler Ay sollte kleiner sein als das in Fig. 3 (IV) dargestellte Spiel (D^-D,,) zwischen den Kanten, die durch die Lage-Bef esti gungsöff,-nungen 20 in der Grund-Schaltungsplatte 19 und den

- 9 Führungen 14 auf dem Steckergehäuse 10 gebildet werden.

Wenn die Anschluß-Schaltungsplatte 22 in den Einführungsschlitz 11 eingeführt wird, so wird ein elektrisches Schaltungsmuster 23 auf der Anschluß-Schaltungsplatte 22 in Kontakt gebracht mit den Enden 17 der ■ Kontaktstifte 15. Die Anschluß-Schaltungsplatte 22 wird nun bezüglich der Grund-Schaltungsplatte 19 die im wesentlichen senkrecht dazu angeordnet ist, fixiert und gleichzeitig elektrisch mit dieser verbunden.

Wenn die Anschluß-Schaltungsplatte 22 eine Dicke t aufweist, wie es in Fig. 3 (III) dargestellt ist, so wird die Strecke At, um die sich die Kontaktstifte . 15 an den Enden Ί 7'bie:gen, bestimmt durch

- Δ t = t - (g_T -Q-* X)

Das Muster 23 wird bezüglich der Kontaktstifte 15 in gutem elektrischen Kontakt gehalten durch das Biegemaß Δ t und die Federkraft der Kontaktstifte 15 selbst'.. Da die Kontaktstifte 15 zur Biegung um ihre freien Hebeldrehpunkte in der Nähe ihrer gebogenen Bereiche gebracht werden, werden die auf die Kontaktstifte 15 25, ausgeübten Kräfte auf die Enden 16 bzw. 17 verteilt. Die Drücke P₁ bzw. P₂, unter der die Kontaktstiftenden 16 bzw. 17 gegen die Muster 21 bzw. 23 gedrückt werden, werden bestimmt durch .

P= ' ₍₁₎

^L L1².(L1 + L2)

ρ ₌ L1 · 3· At · EI '.■;;"■■■>■

2 L2-L1².(L1 + L2) · ^[ '

wobei E der Youngsche Modul bzw. Elastizitätsmodul ■ der Kontaktstifte und I das zweite Trägheitsmoment, ist.

352206? - ίο -

Bei einer herkömmlichen Steckverbindung wird der Druck P₂ ¹, unter dem die Kontaktstiftenden 17 gegen das Muster gedrückt werden, bestimmt durch

(3)

P ' Pn	3·	At	•	EI
		L¹ 3·	At	• EI
*?:	= L2·	L1	• (	L1 + L2)
	3·	ht	•EI

•EI

T ' 9 3

^{L 2}

Wenn aus praktischen Gründen Ll = L2 ist, so ergibt sich

P₅ L'2³

ρ ' ->t ->3 (5)

2 ^^L2

Wenn die Länge konstant oder L_? = L' ist, so ergibt sich

P₂ L2^/ 1

V ^2L2' ²

Damit ist der Kontaktdruck bezüglich der erfindungsgemäßen Steckverbindung halb so groß wie der der herkömmlichen Steckverbindung.

Wenn der Kontaktdruck konstant oder P₂ = P₂ ¹ ist, so ergibt sich aus der Gleichung (5):

P₂ * L2'³

(6)

3/T"

L₂ = / L₂' ^ 0.79-L₂ ¹ (₈)

In anderen Worten, die Länge vom freien Hebel drehpunkt der Kontaktstifte 15 kann im wesentlichen auf 3/4 der Kontaktstifte der herkömmlichen Steckverbindung vermindert werden.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung. Die Steckverbindung weist ein Steckergehäuse 10 mit Führungen 24 an ihren beiden Enden auf, wobei die Führungen 24 Eingriffsklauen 25 an ihren freien Enden aufweisen. Beim Betrieb kann die Steckverbindung an der Grund-Schaltungsplatte 19 einfach durch Eindrücken der Eingriffsklauen 25 durch die Lage-Befestigungsöffnungen 20 in der Grund-Schaltungsplatte 19 angebracht werden. Damit kann die in Fig. 4 dargestellte Steckverbindung leichter auf der Grund-Schaltungsplatte befestigt werden als die Steckverbindung gemäß der ersten Ausführungsform, die durch Schrauben auf der Grund-Schaltungsplatte befestigt wird. Da die Führungen 24 gleichzeitig als Befestigengen an der Grund-Schaltungsplatte 19 ausgebildet sind, ist die Steckverbindung besonders einfach in ihrer Konstruktion. Der andere Aufbau der Steckverbindung gemäß Fig. 4 ist gleich wie der der ersten Ausführungsform. Die Anschluß-Schaltungsplatte kann mit der Grund- Schaltungsplatte elektrisch dadurch verbunden werden, daß sie in den Einführungsschlitz 11 im Steckergehäuse 10 eingeführt wird.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfiridungsgemäßen Steckverbindung. Bei den Steckverbindungen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform wird die Grund-Schaltungsplatte mit einer Anschluß-Schaltungsplatte verbunden, die eine gedruckte Schaltung auf ihrer einen Oberfläche aufweist. Bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung weist ; die Anschluß-Schaltungsplatte gedruckte Schaltungen auf ihren beiden Oberflächen auf.

Die in Fig. 6 dargestellte Steckverbindung weist ein Steckergehäuse 10 mit einem Einführungsschlitz 11 und Führungen 14 auf. Kontaktstifte 26 und 27 sind in zwei Reihen symmetrisch zu einer Anschluß-Schaltungsplatte

angeordnet, die in den Einführungsschlitz 11 eingeführt werden soll. Die Kontaktstifte 26 und 27 werden in Stift-Befestigungsöffnungen im Steckergehäuse 10 gehalten. Das Steckergehäuse 10 weist eine Vielzahl von ' Einkerbungen 12 auf, die an dessen Boden ausgebildet sind und sich in einer Richtung senkrecht zum Einführungsschlitz 11 erstrecken. Wenn die Anschluß-Schaltungsplatte in den Einführungsschlitz 11 eingesteckt vWird, so werden die Kontaktstifte 26 und 27 in Kontakt mit den gedruckten Schaltungsmustern auf den beiden Oberflächen der Anschluß-Schaltungsplatte gehalten.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

- Leerseite -

Claims

LIECK &BETTEN - Patentanwälte ' Dipl.-lng.H.-PeterLieck- European Pätei'iiAttorneys Dipl.-lng. Jürgen Betten Maximiliansplatz O Π O Ο η c 7 D-8000 München ΟΟ^Ζ,υυ/ ©089-220821 Telex 5 216 741 list d Technoiaw® Telegramm Electropat 1 _ Ansprüche

1. '

Steckverbindung zum elektrischen Verbinden einer Grund· schaltungsplatte mit einer Anschluß-Schaltungsplatte, die im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß sie aufwei st:

ein Steckergehäuse (10) mit einer Einführungsschlitzöffnung (11) an ihrer Oberseite zur Aufnahme der Anschluß-Schaltungsplatte (22), wobei eine Vielzahl von Einkerbungen (12) am Boden des Steckergehäuses (10) in einer Richtung senkrecht zum Einführungsschlitz (11) und eine Vielzahl von Stiftbefestigungsöffnungen (13) vorgesehen sind, die zwischen den Einkerbungen

(12) und dem Einführungsschlitz (11) angeordnet sind;

ein Paar von Führungen (14), die an den beiden Enden des Steckergehäuses (10) zum lockeren Einpassen in Lagebefestigungsöffnungen (20) befestigt sind, die an der Grundschaltunysplatte (19) ausgebildet sind, und

eine Vielzahl von im wesentlichen L-förmigen Kontaktstiften, die in der Nähe von gebogenen Bereichen der Kontaktstifte (15) bezüglich der Stiftbefestigungsöffnungen (13) schwenkbar gelagert sind, wobei die einen

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Enden (16) der Kontaktstifte bezüglich der Einkerbungen (12) positionierbar sind und die anderen Enden (17) .sich in den Einführungsschlitz (11) so erstrecken, daß bei einer Anbringung des Steckergehäuses (10) an der Grund-Schaltungsplatte (19) und der Einführung der Anschluß-Schaltungsplatte (22) in den Einführungsschlitz (11) die Kontaktstifte (15) mit ihren Enden ^: (16, 17) gegen entsprechende Schaltungsmuster (21, 23) auf den Schaltungsplatten (19, 22) gedrückt werden.

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2.

Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der Führungen (24) eine Eingriffsklaue (25) an ihrem freien Ende aufweist.

3.

Steckverbindung nach Anspruch 1, / dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktstifte (15) in einem Reihenpaar symmetrisch zur Anschluß-Schaltungsplatte (22) vorgesehen . sind, um mit den beiden Schaltungsmustern auf den beiden Oberflächen der Anschluß-Schaltungsplatte (22) in Kontakt zu kommen.
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