DE4418049C1 - Elektrischer Steckverbinder zur Befestigung an einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Befestigung an einer Leiterplatte, mit einem Gehäuse mit Befestigungszapfen, die in Bohrungen der Leiter­ platte einschiebbar sind, wobei die Befestigungszapfen mit federelastischen Halteklammern versehen sind, die beim Einschieben der Befestigungszapfen in die Bohrungen mit deren Wandflächen in Eingriff gelangen.

Elektrische Steckverbinder, insbesondere Steckverbinder, die zur Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte ausge­ bildet sind, müssen mit Befestigungs- bzw. Halterungs­ einrichtungen versehen sein, die die Steckverbinder vor dem Lötvorgang, bei dem die Kontaktanschlüsse der Steck­ verbinder mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet werden, sicher an der Leiterplatte befestigen bzw. halten, damit diese beim Hantieren mit der Leiterplatte vor dem Lötvorgang ihre Position genau beibehalten.

Aus der US-PS 5 244 412 ist ein Steckverbinder bekannt­ geworden, dessen Gehäuse mit Zapfen versehen ist, die in Bohrungen der Leiterplatte eingeschoben werden. Die Zap­ fen sind mit einer Öffnung versehen, in die ein federe­ lastisches, flaches Blechteil als Halteklammer einge­ setzt ist, dessen äußere Kanten über die Außenflächen der Zapfen vorstehen, und wobei die äußeren Kanten einen größeren Umkreis aufweisen, als die Durchmesser der Boh­ rungen in der Leiterplatte.

Beim Einschieben der Zapfen mitsamt der Halteklammern in die Bohrungen werden die äußeren Kanten der Halteklam­ mern zurückgebogen und liegen federnd an den inneren Wandflächen der Bohrungen an. Bei Kräften, die ein Zu­ rückziehen des Steckverbinders, d. h. ein Hinausbewegen der Zapfen aus den Bohrungen, bewirken, graben sich die Kanten der Halteklammern in die Bohrungswandungen ein, so daß der Steckverbinder fest an der Leiterplatte ge­ halten ist.

Bei dieser im großen und ganzen zufriedenstellenden Be­ festigung der Steckverbinder ist die Herstellung der quer zum Zapfen verlaufenden Öffnung und das Einsetzen der Halteklammern jedoch aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steck­ verbinder der eingangs genannten Art dahingehend auszu­ bilden, daß die Herstellung eines mit Halteklammern ver­ sehenen Steckverbinders insgesamt vereinfacht wird, so daß dieser kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Befestigungs­ zapfen mit einem endseitigen Ansatz mit gegenüber den Befestigungszapfen verkleinertem Durchmesser bzw. Quer­ schnitt versehen sind, daß die Halteklammern eine 3- oder mehreckige Form aufweisen, deren Umkreis einen größe­ ren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Bohrun­ gen der Leiterplatte, daß die Halteklammern mit einer mittigen Öffnung versehen sind, deren Form dem Quer­ schnitt des Ansatzes entspricht, und daß die Halteklam­ mern auf die Ansätze der Befestigungszapfen aufgeschoben und an diesen gehalten sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß die Befestigungszapfen des Steckver­ binders dadurch äußerst einfach herstellbar sind, daß sie lediglich mit einem Ansatz mit verkleinertem Durch­ messer versehen sind, und daß die Halteklammern einfach auf den Ansatz aufgeschoben sind. Die sichere Befesti­ gung der Halteklammern an den Ansätzen kann dadurch er­ folgen, daß die Öffnungen in den Halteklammern einen geringeren Durchmesser als der jeweilige Ansatz auf­ weist, und daß radiale Schlitze vorgesehen sind, so daß die dadurch gebildeten Zungen beim Aufschieben der Halteklammern federnd gegen den Ansatz drücken. Bei einer evtl. Zurückbewegung der Halteklammern graben sich die Zungen in die Ansätze ein, so daß die Halteklammern fest an den Ansätzen verankert sind.

Bei einem Steckverbinder mit dreieckförmigen Befesti­ gungszapfen, Ansätzen und Halteklammern ist es besonders vorteilhaft, daß die Halteklammern nach dem Aufschieben, Verdrehen und Abwinkeln ebenfalls sicher gehalten sind, wobei die Halteklammern als äußerst einfache Stanzteile hergestellt sein können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kräfte zum Einschieben der Befestigungszapfen in die Leiterplatten­ bohrungen relativ gering sind, während die Haltekräfte sehr hoch sind. Praktische Versuche haben Einschubkräfte von ca. 2,5 N und Haltekräfte von ca. 30 N ergeben. Durch die dreieckförmigen Halteklammern, die in die Boh­ rungen der Leiterplatte eingedrückt werden, erfolgt dar­ über hinaus eine exakte Zentrierung des Steckverbinders.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist insbesondere für die Verarbeitung in automatischen Leiterplattenbe­ stückungsanlagen geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines Steckverbinders, aufgesetzt auf eine Leiterplatte,

Fig. 2 eine Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 eine vergrößerte Unteransicht des Steckverbin­ ders gem. Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht des Befesti­ gungszapfens des Steckverbinders gem. Fig. 1,

Fig. 5 die Ansicht einer Halteklammer,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Befestigungs­ zapfens mit einer Halteklammer im Schnitt vor dem Eindrücken in eine Leiterplattenbohrung,

Fig. 7 die Ansicht des Befestigungszapfens gemäß Fig. 6 nach dem Eindrücken in eine Leiterplat­ tenbohrung,

Fig. 8 eine Ansicht eines Befestigungszapfens mit einer modifizierten Halteklammer, und

Fig. 9 die Ansicht des Befestigungszapfens gemäß Fig. 8 im Schnitt vor dem Eindrücken in eine Leiterplattenbohrung.

In der Fig. 1 ist ein elektrischer Steckverbinder 1 dar­ gestellt, der zur sogenannten Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte 2 vorgesehen ist. Dabei ist der Steckverbinder mit Kontaktelementen 3 versehen, deren Enden auf der Leiterplattenoberfläche aufliegen und hier mit entsprechend angeordneten Leiterbahnen verlötet wer­ den. Der Steckverbinder ist an seiner zur Leiterplatte weisenden Seite mit zwei Befestigungszapfen 4 versehen, die in Bohrungen 5 der Leiterplatte eingeschoben sind.

Die Befestigungszapfen 4, die in den Fig. 2 bis 4 in vergrößerter Darstellung zu sehen sind, weisen einen dreieckförmigen Querschnitt auf, und an den Enden der Zapfen ist ein Ansatz 6 mit verringertem Querschnitt ausgebildet. Die Befestigungszapfen weisen somit einen oberen, direkt am Steckverbinder befindlichen Bereich 7 und einen vorderen, verkleinerten Bereich 8 (Ansatz 6) auf. Dabei ist am Übergang der beiden Bereiche eine Schulter 9 ausgebildet.

Weiterhin ist am Übergang vom vorderen Bereich 8 zum oberen Bereich 7 eine nutförmige Ausnehmung 10 einge­ formt, die zur Halterung der Halteklammer 11 dient. Die Breite der Ausnehmung entspricht dabei der Material­ stärke (Dicke) der Halteklammer.

Die Halteklammer 11, die in der Fig. 5 als Einzelteil dargestellt ist, besteht aus federelastischem Blechmate­ rial und ist im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet. Der Durchmesser des Umkreises 12 der Halteklammer ist dabei etwas größer als der Durchmesser der Bohrungen 5 der Leiterplatte, in die die Halteklammern später einge­ schoben werden.

Die Halteklammer ist weiterhin mit einer der Form des Ansatzes 6 entsprechenden, dreieckförmigen Öffnung 13 versehen, die so bemessen ist, daß die Halteklammer über den Ansatz der Befestigungszapfen geschoben werden kann.

Die Anbringung der Halteklammern an den Befestigungszap­ fen geschieht folgendermaßen: Zunächst wird die Halte­ klammer auf den Ansatz 6 aufgeschoben, bis sie an der Schulter 9 anliegt. Anschließend wird sie um 60° ge­ dreht, wobei sie teilweise in die nutförmige Ausnehmung 10 eintaucht und somit gegen Herunterziehen vom Befesti­ gungszapfen gesichert ist.

Um ein Zurückdrehen der Halteklammer zu verhindern, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die drei Enden 14 der Halteklammer mittels eines geeigneten Werkzeugs in Richtung auf den Steckerbinder hin abgebogen werden, wie in der Fig. 6 erkennbar. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Enden 14 der Halteklammer sich nach der 60°-Drehung je­ weils über den Seitenflächen 15 des oberen Bereichs 7 des Befestigungszapfens befinden. Durch die Dreieckform dieses Bereichs ist dann ein Zurückdrehen der Halteklam­ mer nach dem Abbiegen ausgeschlossen.

Zur Montage des Steckverbinders an einer Leiterplatte wird der Steckverbinder auf diese aufgesetzt, und die Befestigungszapfen werden in die Bohrungen 5 einge­ drückt. Dabei werden auch die Halteklammern in die Boh­ rungen gedrückt, und ihre Enden 14 liegen federnd an den Wandungen der Bohrungen an (s. Fig. 7). Durch die Bie­ gung der Enden 14 der Halteklammern in Richtung zum Steckverbinder hin wird erreicht, daß bei Kräften, die den Steckverbinder zurückzuziehen versuchen, sich die Enden in die Bohrungswandungen eingraben und somit eine äußerst feste Halterung des Steckverbinders an der Lei­ terplatte erzielt wird.

Durch die Dreieckform der Halteklammern wird darüber hinaus erreicht, daß die Befestigungszapfen in den Auf­ nahmebohrungen 5 zentriert und somit der Steckverbinder bzw. dessen Kontaktelementenden exakt positioniert wer­ den.

Es versteht sich von selbst, daß die Höhe des oberen Bereichs 7 und somit die Lage der Schultern 9 bzw. der Ausnehmung 10 so bemessen ist, daß sich die Halteklam­ mern nach dem Eindrücken der Befestigungszapfen in die Bohrungen 5 innerhalb dieser Bohrungen befinden.

In den Fig. 8 und 9 ist ein modifizierter Befestigungs­ zapfen 4′ mit einer modifizierten Halteklammer 11′ dar­ gestellt. Hierbei ist die Öffnung 13′ rund ausgebildet, und es erstrecken sich schmale Schlitze 16, ausgehend von der Öffnung, radial in das Material der Halteklammer hinein. Bei Verwendung dieser Halteklammer ist der obere Bereich 7 des Befestigungszapfens 4′ ebenfalls dreieck­ förmig ausgebildet, der Ansatz 6′ weist jedoch eine der Öffnung 13′ der Halteklammer entsprechende runde Form auf, wobei der Durchmesser des Ansatzes etwas größer als der Durchmesser der Öffnung ist. Durch die Schlitze 16 sind an der Halteklammer federnde Zungen 17 ausgebildet, die beim Aufschieben auf den Ansatz 6′ federnd gegen diesen drücken und sich bei Kräften, die die Halteklam­ mer vom Ansatz ziehen, in den Ansatz eingraben. Auch hierbei ist ein sicherer Halt der Haltekammer an dem Befestigungszapfen gewährleistet und der Steckverbinder nach dem Einschieben der Befestigungszapfen in die Lei­ terplattenbohrungen fest an der Leiterplatte gehalten.

Claims (5)

1. Elektrischer Steckverbinder zur Befestigung an einer Leiterplatte mit einem Gehäuse mit Befestigungszap­ fen, die in Bohrungen der Leiterplatte einschiebbar sind, wobei die Befestigungszapfen mit federelasti­ schen Halteklammern versehen sind, die beim Ein­ schieben der Befestigungszapfen in die Bohrungen mit deren Wandflächen in Eingriff gelangen, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Befestigungszapfen (4, 4′) mit einem endsei­ tigen Ansatz (6, 6′) mit gegenüber den Befestigungs­ zapfen verkleinertem Durchmesser bzw. Querschnitt versehen sind,
daß die Halteklammern (11, 11′) eine 3- oder mehr­ eckige Form aufweisen, deren Umkreis (12) einen grö­ ßeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Bohrungen (5) der Leiterplatte (2),
daß die Halteklammern (11, 11′) mit einer mittigen Öffnung (13, 13′) versehen sind, deren Form dem Querschnitt des Ansatzes (6, 6′) entspricht, und
daß die Halteklammern (11, 11′) auf die Ansätze (6, 6′) der Befestigungszapfen (4, 4′) aufgeschoben und an diesen gehalten sind.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen Bereiche (7) der Befestigungs­ zapfen (4′) einen dreieckigen Querschnitt aufweisen,
daß die Ansätze (6′) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen,
daß die Halteklammern (11′) eine dreieckige Form aufweisen,
daß die Öffnungen (13′) der Halteklammern eine runde Form aufweisen und einen kleineren Durchmesser haben als die Ansätze (6′), und
daß radiale Schlitze (16) sich von der Öffnung her in die Halteklammern erstrecken.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteklammern (11′) derart auf die Ansätze (6′) aufgeschoben sind, daß sich die Spitzen (Enden 14) der Klammern jeweils über den Seitenflä­ chen der oberen Bereiche (7) der Befestigungszapfen befinden, und
daß die Enden (14) der Halteklammern in Richtung auf den Steckverbinder zu abgebogen sind.

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen Bereiche (7) der Befestigungs­ zapfen (4) einen dreieckförmigen Querschnitt auf­ weisen,
daß die Ansätze (6) einen im wesentlichen dreieck­ förmigen Querschnitt aufweisen,
daß die Halteklammern (11) eine dreieckförmige Ge­ stalt aufweisen,
daß die Öffnungen (13) der Halteklammern (11) der Form des Ansatzquerschnittes entsprechen, wobei die Öffnungen so groß bemessen sind, daß die Halteklam­ mern auf die Ansätze aufschiebbar sind,
daß die Ansätze (6) am Übergang zu den Befestigungs­ zapfen eine Hinterschneidung bzw. Ausnehmung (10) entsprechend der Materialstärke der Halteklammern (11) aufweisen, und
daß die Halteklammern auf die Ansätze aufgeschoben und anschließend derart gedreht sind, daß sich die Enden (14) der Halteklammern jeweils über den Sei­ tenflächen der oberen Bereiche (7) der Befestigungs­ zapfen (4) befinden, und wobei dann die Halteklam­ mern in der Hinterschneidung/Ausnehmung gehalten sind.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (14) der Halteklammern in Richtung auf den Steckverbinder zu abgebogen sind.