DE69300597T2

DE69300597T2 - Leiterplatten-Verbinder.

Info

Publication number: DE69300597T2
Application number: DE69300597T
Authority: DE
Inventors: Hideki Okuyama; Toshimitsu Sonobe; Masahiro Yamamoto
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1992-02-13
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: EP0556072B1; JPH05226042A; DE69300597D1; CA2089461C; US5411399A; EP0556072A1; CA2089461A1; ES2081175T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder zum Anschließen einer Leiterplatte und insbesondere auf einen Verbinder zum Verbinden von zwei Leiterplatten verschiedener Bauart.
Aus der US-A-3 696 319 ist eine Verbinderanordnung für ein Flachleiterkabel bekannt, umfassend einen ersten isolierenden Körper mit einer in ihm ausgebildeten langgestreckten Aussparung mit einer Anzahl von in Abständen entlang der Aussparung eingeschlossenen Anschlüssen, wobei jeder Anschluß einen Kontakt zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung mit einem Leiter eines Flachkabels und Mittel zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung mit einem Schaltungselement enthält, einen zweiten isolierenden Körper mit einer in die Aussparung passenden langgestreckten Nase und eine Anzahl von um die Nase in regelmäßigen Abständen entlang deren Länge gewickelten Leitern eines Flachleiterkabels, wobei jeder Leiter an einem Kontakt jedes Anschlusses anliegt, jeder der Anschlüsse Anschlagmittel enthält, die entlang der Aussparung auf einer Seite des Anschlußkontaktes in Abständen voneinander liegen und in Richtung auf die Mündung der Aussparung im Weg des Einschiebens der Nase in die Aussparung zeigen, um eine gewünschte Beziehung zwischen den Anschlüssen und der Nase aufrecht zu erhalten.
Beim elektrischen Verbinden einer steifen und einer flexiblen Leiterplatte ist es eine übliche Praxis, sie durch Durchführen einer Schraube durch sie beide zu befestigen. Zu diesem Zweck müssen jedoch Löcher ausgebildet werden, durch die die Schraube in den beiden Leiterplatten durchtritt, und um die Löcher müssen leitende Flächen ausgebildet werden. Folglich wird sehr viel Raum benötigt. Dies ist ein Hindernis beim Herabsetzen der Größe der Vorrichtung oder beim Erhöhen der Integrationsdichte.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Lösung der bei den bekannten Verbindern angetroffenen Schwierigkeiten.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines Verbinders, der bei Anwendung bei einer elektronischen Vorrichtung mit einer Anzahl von zu verbindenden Elektroden eine positive Verbindung erleichtert.
Zum Erreichen der obigen Ziele umfaßt die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung:
ein isolierendes Einsteckgehäuse, das in sich eine Vielzahl von leitenden Steckerkontakten trägt,
ein mit dem Einsteckgehäuse in Anlage stehendes Substrat, das eine Vielzahl von leitenden Aufnahmekontakten aufweist, die mit den Steckerkontakten in dem Gehäuse eine elektrische Verbindung eingehen, und
ein mit dem Einsteckgehäuse in Anlage stehendes Kastenglied, das einen Leiter aufweist, der mit den Steckerkontakten eine elektrische Verbindung eingeht, wobei jeder Aufnahmekontakt ein in einem Abstand von einer Oberfläche des Substrates an diesem befestigtes Hauptteil, einen von dem Hauptteil nach oben vorstehenden und den Steckerkontakt unter Ausbilden einer Verbindung mit dem Leiter einklemmenden plattenförmigen Federkontakt und einen von dem Hauptteil nach unten vorstehenden und auf einer Rückseite des Substrats angelöteten Schenkel aufweist.
Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Einsteckgehäuses einer Verbindung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Schnitt des Gehäuses von Fig. 1 entlang der Linie
Fig. 3 ein Schnitt des Gehäuses von Fig. 1 entlang der Linie
Fig. 4 ein Längsschnitt der Verbindung nach der vorliegenden Erfindung nach Anschluß an eine Leiterplatte,
Fig. 5 ein Teillängsschnitt der Verbindung der vorliegenden Erfindung nach Anschluß an eine Leiterplatte,
Fig. 6 ein weiterer Teilschnitt der Verbindung der vorliegenden Erfindung nach Anschluß an eine Leiterplatte,
Fig. 7 eine Vorderansicht eines Aufnahmekontaktes der Verbindung der vorliegenden Erfindung und
Fig. 8 eine Seitenansicht des Aufnahmekontaktes der Verbindung der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein in sich eine Vielzahl von Steckerkontakten 11 abstützendes Einsteckgehäuse 10. Die vorliegende Ausführungsform ist ein achtpoliger Verbinder, in dem acht Steckerkontakte in einem in Längsrichtung des Gehäuses ausgebildeten Hohlraum 16 untergebracht sind. Kontakte (später zu beschreibende erste verbindende Teile), die von dem Hohlraum vorstehen, werden durch eine Querwand 15 auf Abstand gehalten und voneinander isoliert.
Jeder der Steckerkontakte weist ein erstes und ein zweites Verbindungsteil 12 und 14 auf. Das erste Verbindungsteil 12 ist ein plattenförmiger Kontakt, der mit einem später zu beschreibenden Aufnahmekontakt eine elektrische Verbindung eingeht. Das zweite Verbindungsteil 14 ist eine hakenförmige Blattfeder, die mit einem Leiter oder einer Elektrode einer auf einem (später zu beschreibenden) Kastenglied ausgebildeten Leiterplatte einen elektrischen Kontakt ausbildet, wenn sich das Kastenglied mit dem Einsteckgehäuse in Anlage befindet. Die Blattfeder weist eine zum Sicherstellen der elektrischen Verbindung ausreichende Rückstellkraft auf. Jeder der Steckerkontakte weist einen Schnapper 13 auf, um mit einem in dem Hohlraum des Gehäuses ausgebildeten lanzenförmigen Riegelmittel 18 in Eingriff zu gelangen.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 stehen Führungswände 17 in der gleichen Richtung wie die Richtung der Steckerkontakte vor und sind an entgegengesetzten Enden des Gehäuses ausgebildet. Die Wände 17 dienen als Führung zum Ausrichten der Kontakte beim Einsetzen des Einsteckgehäuses in die zu verbindende Leiterplatte, wie dies beschrieben werden wird.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen die Verbindung der beiden Leiterplatten verschiedener Bauarten durch das Einsteckgehäuse, das die Steckerkontakte in sich aufnimmt.
Eine Schaltungsplatte 20 ist eine steife Leiterplatte, auf der mit den Steckerkontakten zu verbindende Aufnahmekontakte 21 ausgebildet sind. Die andere Schaltungsplatte 32 ist eine flexible Leiterplatte, die einen mit den Steckerkontakten elektrisch zu verbindenden Leiter 31 aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die flexible Leiterplatte 32 auf einem Kastenglied 30 des Einsteckgehäuses ausgebildet.
Wie in den Figuren 7 und 8 im einzelnen gezeigt wird, umfaßt der Aufnahmekontakt 21 ein Hauptteil 22, einen von diesem nach oben vorstehenden und auf es gerichteten plattenförmigen Federkontakt 23 und einen von dem Hauptteil nach unten vorstehenden Schenkel 24. (Fig. 7 zeigt den Schenkel, bevor er gebogen wird.)
In Fig. 5 ist das Hauptteil 22 des Aufnahmekontaktes an der einen Schaltplatte 20 in einem Abstand von deren Oberfläche befestigt. Der Schenkel 24 tritt durch die Platte durch und ist an einer Rückseite derselben angelötet. Als Ergebnis hiervon wird eine große Entfernung zwischen dem Lötpunkt des Schenkels und dem Federkontakt möglich, und das Problem eines Auftragens von während des Lötens zum Kontakt fließendem Flußmittel wird vermieden.
Der Federkontakt 23 weist im Vergleich mit dem elektrisch mit ihm zu verbindenden Steckerkontakt ein ausreichend breites Verbindungsteil auf.
Die Schaltplatte 20 und das Kastenglied 30 weisen Ausschnitte 25 bzw. 33 zur Aufnahme des Gehäuses 10 in diesen auf. Der Ausschnitt 25 weist in einer der beiden sich kreuzenden Richtungen einen Innendurchmesser auf, der größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses ist, und der Ausschnitt 33 weist in der anderen der beiden sich kreuzenden Richtungen einen Innendurchmesser auf, der größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses ist. Bei den in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen weist der Ausschnitt 25 der Schaltplatte 20 in einer Querrichtung des Gehäuses einen Innendurchmesser auf, der größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses (siehe Fig. 5) ist. (In einer Längsrichtung liegt ein solches Spiel nicht vor. Siehe Fig. 4.) Auf der anderen Seite weist der Ausschnitt 33 des Kastengliedes 30 einen Längsinnendurchmesser auf, der größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses (siehe Fig. 4) ist. (In der Seitenrichtung des Gehäuses liegt ein solches Spiel nicht vor. Siehe Fig. 5.) Wenn somit das Gehäuse, das die Steckerkontakte 11 in sich aufnimmt, zum Verbinden der Steckerkontakte 11 mit den Aufnahmekontakten 21 (Federkontakten) in das Kastenglied 30 und die Schaltplatte 20 eingesetzt wird, wird die Versetzung dieser Einsetzlage entlang der Längsrichtung des Gehäuses zwischen dem Gehäuse 10 und dem Kastenglied 30 aufgenommen, und die Versetzung der Einsetzlage entlang der Querrichtung des Gehäuses wird zwischen dem Gehäuse 10 und der Schaltplatte 20 aufgenommen. (In der dargestellten Ausführungsform ergibt sich selbst dann, wenn die Relativlage der Kontakte um ein gewisses Ausmaß abweicht, keine Schwierigkeit, da die Breite des Kontaktes des Aufnahmekontaktes 21 größer als die Breite des Steckerkontaktes 11 ist.) Auf der anderen Seite werden die Stellungen ausgerichtet, und die Versetzung der Einsetzlage wird in der Seitenrichtung des Gehäuses zwischen dem Gehäuse 10 und dem Kastenglied 30 aufgenommen, da in dem Ausschnitt 33 ein solches Spiel nicht vorliegt. Da in dem Ausschnitt in der Längsrichtung des Gehäuses ein solches Spiel weiter nicht vorliegt, werden die Stellungen zwischen dem Gehäuse 10 und der Schaltplatte 20 ausgerichtet.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 4 und 6 steht das Kastenglied 30 mit dem Steckergehäuse 10 in Anlage und deckt das Steckergehäuse ab. Das Steckergehäuse weist lanzenförmige Riegelmittel 19 zur Anlage am Kastenglied auf, wie dies in Fig. 6 gezeigt wird.
Eine Schrittfolge beim Verbinden des Verbinders der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert. Zuerst wird das Einsteckgehäuse, das die Steckerkontakte in sich aufnimmt, in den Ausschnitt 33 des Kastengliedes 30 eingesetzt und bewirkt damit, daß die Steckerkontakte 11 den Leiter 31 des Kastengliedes berühren. Das Steckergehäuse wird dann weiter in den Ausschnitt 25 der Schaltplatte 20 eingeschoben und bewirkt, daß die Steckerkontakte die Aufnahmekontakte 21 der Schaltplatte 20 berühren. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 werden die Querwände 25 des Gehäuses zum Isolieren der Aufnahmekontakte zwischen diesen eingesetzt.
Die zeitliche Aufeinanderfolge, mit der die Steckerkontakte mit dem Leiter in Berührung gelangen, und die zeitliche Aufeinanderfolge, mit der die Steckerkontakte mit den Aufnahmekontakten in Berührung gelangen, sind gemäß der obigen Beschreibung zueinander verschoben, und die Spitzenwerte der für die Verbindung erforderlichen Kraft sind in zwei Teile aufgespalten. Dies setzt die Einschiebekraft herab. Bei verbundenem Verbinder dienen die zwischen den Aufnahmekontakten eingesetzten Querwände 15 des Gehäuses zum Isolieren der Aufnahmekontakte. Folglich wird kein Mittel zum Isolieren der Aufnahmekontakte auf der Schaltplatte benötigt, und die Teilung der Anordnung der Kontakte kann demgemäß herabgesetzt werden. (Bei den bekannten Verbindern werden den Querwänden 15 des Gehäuses ähnliche Mittel auf der Schaltplatte vorgesehen, so daß sie im miteinander verbundenen Zustand zusammenwirken.)
Gemäß der Verbindung der vorliegenden Erfindung können zwei Schaltplatten elektrisch und mechanisch in einfacher und positiver Weise durch bloße Anlage am Einsteckgehäuse, das die Steckerkontakte mit den Schaltplatten verbindet, verbunden werden. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist beträchtlich, wenn sie zum Beispiel bei einem automobilen Meßgerät, in dem Schaltplatten verschiedener Bauarten verbunden werden, eingesetzt wird. Da im Unterschied zu bekannten Verbindern Schrauben nicht benötigt werden, ist kein Raum für diese erforderlich, und die Größe der Vorrichtung kann herabgesetzt oder die Integrationsdichte verbessert werden.

Claims

1. Eine Verbindung, umfassend:

ein isolierendes Einsteckgehäuse (10), das in sich eine Vielzahl von leitenden Steckerkontakten (11) trägt,

ein mit dem Einsteckgehäuse in Anlage stehendes Substrat (20), das eine Vielzahl von leitenden Aufnahmekontakten (21) aufweist, die mit den Steckerkontakten in dem Gehäuse eine elektrische Verbindung eingehen, und ein mit dem Einsteckgehäuse in Anlage stehendes Kastenglied (30), das einen Leiter (31) aufweist, der mit den Steckerkontakten eine elektrische Verbindung eingeht, wobei jeder Aufnahmekontakt (21) ein in einem Abstand von einer Oberfläche des Substrates an diesem befestigtes Hauptteil (22), einen von dem Hauptteil nach oben vorstehenden und den Steckerkontakt unter Ausbilden einer Verbindung mit dem Leiter (31) einklemmenden plattenförmigen Federkontakt (23) und einen von dem Hauptteil nach unten vorstehenden und auf einer Rückseite des Substrats angelöteten Schenkel (24) aufweist.

2. Eine Verbindung nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine aus einem steifen Werkstoff hergestellte Leiterplatte ist und das Kastenglied eine flexible Leiterplatte (32) umfaßt.

3. Eine Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei jeder der Steckerkontakte (11) ein mit dem Aufnahmekontakt elektrisch verbundenes, plattenförmiges erstes Verbindungsteil (12), einen am Gehäuse anliegenden Schnapper (13) und ein mit dem Leiter des Kastengliedes elektrisch verbundenes zweites Verbindungsteil (14) umfaßt und das zweite Verbindungsteil eine mit dem Leiter (31) des Kastengliedes in Kontakt stehende hakenförmige Blattfeder ist.

4. Eine Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steckerkontakte (11) durch eine im Gehäuse vorgesehene Querwand (15) voneinander getrennt und isoliert sind.

5. Eine Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat (20) und das Kastenglied (30) das Gehäuse aufnehmende Ausschnitte (25 bzw. 33) aufweisen, der Substratausschnitt (25) einen Innendurchmesser aufweist, der in einer Richtung größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses ist, und der Kastengliedausschnitt (33) einen Innendurchmesser aufweist, der in einer Richtung quer zu der einen Richtung größer als ein entsprechender Außendurchmesser des Gehäuses ist.