DE9103960U1 - Leiterplattenverbinder - Google Patents

Description

K 35 424/6

2. April 1991

AMP Incorporated Harrisburg, PA U.S.A.

Leiterplattenverbinder

Die Erfindung betrifft einen Leiterplattenverbinder mit mehreren in einem gemeinsamen Isoliergehäuse untergebrachten Konaktelementen, die je einen Befestigungsbereich zur Befestigung auf einer Leiterplatte, einen Kontaktbereich zur Steckkontaktierung mit einem Gegensteckkontakt eines Gegensteckverbinders und einen dazwischen befindlichen Montagebereich zur Montage in dem Isoliergehäuse aufweisen, wobei das Isoliergehäuse einen leiterplattenseitigen Gehäuseboden und eine gegensteckerseitige Einstecköffnung für das Gegensteckergehäuse, eine Anzahl von Kontaktaufnahmekammer für die Aufnahme des Montagebereichs je eines Kontakt-

elements, eine gleiche Anzahl von leiterplattenseitigen Durchführöffnungen für das Hindurchragen des Befestigungsbereichs je eines Kontaktelements durch den Gehäuseboden und eine gleiche Anzahl gegensteckerseitige Austrittsöffnungen für das Hindurchragen des Kontaktbereichs je eines Kontaktelements in die Gehäuseeinstecköffnung aufweist.

Derartige Leiterplattenverbinder dienen dazu, elektrische Leiterbahnen auf einer gedruckte Schaltungen tragenden Leiterplatte einer Steckverbindung zugänglich zu machen. Herkömmlicherweise wird zunächst das Isoliergehäuse des Leiterplattenverbinders mit den Kontaktelementen bestückt und danach werden die aus dem Gehäuseboden des Isoliergehäuses herausragenden, die Befestigungsbereiche der Kontaktelemente bildenden Anschlußstifte aller Kontaktelemente in dem Isoliergehäuse gleichzeitig in zugehörige Leiterplattenlöcher eingedrückt. Besonders dann, wenn der Leiterplattenverbinder eine große Anzahl von Kontaktelementen enthält, wird bei diesem Vorgang des gleichzeitigen Eindrückens der Befestigungsstifte aller Kontaktelemente eine beträchtliche Kraft auf die Leiterplatte ausgeübt. Diese wird dann besonders groß, wenn aufgrund von unvermeidbaren Herstellungstoleranzen einzelne oder einige der Befestigungsstifte der Kontaktelemente schrägt in die zugehörigen Leiterplattenlöcher gelangen oder gar geringfügig daneben. Dann kann die auf die Leiterplatte ausgeübte Kraft beschädigende Ausmaße annehmen. Außerdem kann es bis zur Unbrauchbarkeit führenden Verbiegungen der Befestigungsbereiche der Kontaktelemente kommen.

Diese Probleme sollen mit der vorliegenden Erfindung überwunden werden. Der Leiterplattenverbinder der eingangs angegebenen Art soll so verbessert werden, daß die beim Eindrücken der Befestigungsbereiche der Kontaktelemente in die Leiterplattenlöcher auf die Leiterplatte ausgeübten Kräfte auch bei einer großen Anzahl einzudrückender Kontaktelemente relativ gering bleiben und die Probleme vermieden werden, die mit dem schrägen Eindrücken oder insbesondere beim Verfehlen der Leiterplattenlöcher auftreten können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Leiterplattenverbinder der eingangs angegebenen Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Durchführöffnungen in Verbindungssteckrichtung des Isoliergehäuses und quer dazu je eine Länge bzw. Breite aufweisen, die mindestens so groß ist wie die Gesamtabmessung des zugehörigen Kontaktelements in Verbindungssteckrichtung bzw. quer dazu gesehen, so daß das Isoliergehäuse auf bereits auf der Leiterplatte befestigte Kontaktelemente aufsteckbar ist, und daß das Isoliergehäuse und mindestens einige der Kontaktelemente mit Rast- bzw. Gegenrastvorrichtungen ausgebildet sind, mittels welcher das Isoliergehäuse beim Aufstecken in Rastverbindung mit den bereits auf der Leiterplatte befestigten Kontaktelementen bringbar ist.

Der erfindungsgemäße Leiterplattenverbinder gibt die Möglichkeit, zunächst die Kontaktelemente einzeln auf der Leiterplatte zu befestigen. D.h., die Kontaktelemente werden nacheinander auf der Leiterplatte befestigt, so daß immer nur ein einziges Kontakt-

element mit seinem Befestigungsbereich in das zugehörige Leiterplattenloch bzw. die zugehörigen Leiterplattenlöcher gedrückt wird. Dadurch wird nie mehr Kraft auf die Leiterplatte ausgeübt, als für das Eindrücken eines einzigen Kontaktelements in das bzw. die zugehörigen Leiterplattenlöcher erforderlich ist. Da man nun nicht mehr von den Toleranzabweichungen abhängt, die sich innerhalb eines Leiterplattenverbinders ergeben können, kann auch problemlos sichergestellt werden, daß der durch einen oder mehrere Befestigungsstifte gebildete Befestigungsbereich des einzelnen Kontaktelements immer exakt in das oder die zugehörigen Leiterplattenlöcher eingedrückt werden kann.

Nach der Befestigung aller erforderlichen Kontaktelemente auf der Leiterplatte wird dann das Isoliergehäuse auf die auf der Leiterplatte befestigten Kontaktelemente aufgesteckt und dabei in Rastverbindung mit den Kontaktelementen gebracht. Das Aufstecken auf die auf der Leiterplatte befestigten Kontaktelemente wird dadurch ermöglicht, daß erfindungsgemäß die im leiterplattenseitigen Gehäuseboden gebildeten Durchführungsöffnungen für die Kontaktelemente nicht nur das Hindurchragen der Befestigungsbereiche ermöglichen, sondern das Hindurchführen des gesamten von der Leiterplatte hochstehenden Teils eines jeden Kontaktelements.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiterplattenverbinders im vormontierten Zustand;

Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Leiterplattenverbinder im Endmontagezustand;

Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf den endmontierten Leiterplattenverbinder;

Fig. 4 eine Schnittansicht des endmontierten Leiterplattenverbinders zur Darstellung eines langen Kontaktelements;

Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß Fig. 4 zur Darstellung eines kurzen Kontaktelements; und

Fig. 6 eine auszugsweise Schnittansicht zur Darstellung einer Rastverbindung zwischen Kontaktelement und Gehäuse des Leiterplattenverbinders.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Leiterplattenverbinder 11 in einem vormontierten Zustand. D.h., eine Anzahl von kurzen Kontaktelementen 13 und langen Kontaktelementen 15 ist bereits auf einer Leiterplatte 17 montiert. Ein Isoliergehäuse 19 befindet sich in einer Position vor dem Aufstecken auf die auf der Leiterplatte 17 befestigten Kontaktelemente 13, 15.

Jedes Kontaktelement weist im wesentlichen L-Form auf. An das freie Ende des Kurzschenkels des L schließt sich ein Befestigungsbereich in Form zweier Befestigungsstifte 21 an. Jeder Befestigungsstift 21 steckt in einem zugehörigen Leiterplattenloch 23, wo er vorzugsweise durch Verlöten befestigt und mit einer Leiterbahn der Leiterplatte 17 elektrisch kontaktiert ist. Der Langschenkel eines jeden Kontaktelements 13, 15 bildet einen flachzungenförmigen Kontaktbereich 25, der in einer Flachzungenaufnahmebuchse eines nicht dargestellten Gegensteckverbinders aufnehmbar ist.

Der Kurzschenkel sowie der Übergangsbereich zwischen Kurzschenkel und Langschenkel bilden einen Montagebereich 27 des Kontaktelements. Dieser Montagebereich 27 weist einen halbkreisförmigen Prägevorsprung 29 mit einer zur Leiterplatte 17 weisenden Rastschulter 31 auf. Jedes Kontaktelement weist am oberen Ende zwei in Erstreckungsrichtung des Langschenkels im Abstand voneinander angeordnete Positionierkerben 3 3 auf.

Die Kontaktelemente 13, 15 sind je durch ein plattenförmiges Stanzflachteil gebildet. Bei ihrer Herstellung bleiben die einzelnen Kontaktelemente 13 bzw. 15 mit Hilfe eines Trägerstreifens miteinander verbunden. Während der Durchführung von Bearbeitungsschritten, die auf das Stanzen folgen, und bis zur Vereinzelung bei der Montage auf der Leiterplatte 17 können die Kontaktelemente 13 bzw. 15 auf diese Weise leichter gehandhabt werden.

Auf der von dem Kontaktbereich 25 abliegenden Vertikalseite weist jedes Kontaktelement 13, 15 zwei Schnittkerben 35 auf. Der zwischen den beiden Schnittkerben 35 befindliche Materialbereich ist der Rest eines Steges, mit dem das einzelne Kontaktelement 13, 15 an einem Trägerstreifen befestigt war.

Benachbarte Kontaktelemente 13, 15 haben in Längserstreckungsrichtung der Kontaktbereiche 25 eine unterschiedliche Länge, damit die Befestigungsstifte 21 benachbarter Kontaktelemente 13, 15 einen größeren Abstand voneinander haben können. Dies erhöht die elektrische Kriechstrecke zwischen benachbarten Kontaktelementen 13, 15. Außerdem liegen dann die zugehörigen Lötaugen der Befestigungsstifte 21 benachbarter Kontaktelemente 13, 15 in größerem Abstand voneinander, was ein dichteres Nebeneinnaderanordnen benachbarter Kontaktelemente 13, 15 ermöglicht.

Das Isoliergehäuse 19 weist einen leiterplattenseitigen Gehäuseboden 37 und eine gegensteckerseitige Einstecköffnung 39 für das Gegensteckergehäuse auf. An das von der Einsteckseite abliegende Ende der Einstecköffnung 39 schließen sich Kontaktaufnahmekammern 41 für die Aufnahme des Montagebereichs 27 je eines Kontaktelements 13, 15. Diese Kontaktaufnahmekammern 41 sind am besten in Fig. 6 zu sehen. Die Kontaktaufnahmekammern 41 stehen einerseits mit Durchführöffnungen 43 im Gehäuseboden 37 für das Hindurchragen des Befestigungsbereichs je eines Kontaktelements 13, 15 durch den Gehäuseboden 37 und andererseits mit in die Einstecköffnung 39 mündenden Austrittsöffnungen 44 für das Hindurchragen des Kontaktbereichs 25 je eines

Kontaktelements 13, 15 in die Einstecköffnung 39 in Verbindung. Die Durchführöffnungen 43 haben in Verbindungssteckrichtung des Isoliergehäuses 19 je eine Länge, die mindestens so groß ist wie die Gesamtabmessung des zugehörigen Kontaktelements 13, 15 in Verbindungssteckrichtung gesehen, und eine Breite, die etwas größer ist als die Dicke eines jeden Kontaktelements 13, 15, so daß

das Isoliergehäuse 19 auf bereits auf der Leiterplatte 17 befestigte Kontaktelemente 13, 15 aufsteckbar ist.

In Fig. 1 ist nur ein Teil der Durchführöffnungen 43 und der Austrittsöffnungen 44 zu sehen. Weitere Durchführöffnungen 43 und Austrittsöffnungen 44 sind bei der perspektivischen Darstellung in Fig. 1 verdeckt.

In der in Fig. 1 oben liegenden Oberseitenwand 45 der Einstecköffnung 39 befinden sich Codiernuten 47. Entsprechende Codiernuten können in der am Gehäuseboden 37 befindlichen Unterseitenwand 49 der Einstecköffnung 39 vorgesehen sein. Solche Codiernuten stellen sicher, daß nur die richtigen Gegenstecker und nur in richtiger Einsteckposition in die Einstecköffnung 39 gesteckt werden.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Leiterplattenverbinder 11 in seinem endmontierten Zustand. D.h., das Isoliergehäuse 19 ist vollständig auf die auf der Leiterplatte 17 befestigten Kontaktelemente 13, 15 aufgesteckt. In dieser Stellung ist das Isoliergehäuse 19 mit den Kontaktelementen 13, 15 verrastet. Zu diesem Zweck weist das Isoliergehäuse 19 Gegenrastschultern

-S-

51 auf, die mit den Rastschultern 31 an den Kontaktelementen 13, 15 derart verrastet sind, daß das Isoliergehäuse 19 einem Abziehen von den Kontaktelementen 13, 15 Widerstand bietet. Die Gegenrastschultern 51 werden noch im Zusammenhang mit Fig. 6 näher erläutert werden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht von oben auf den auf der Leiterplatte 17 endmontierten Leiterplattenverbinder 11. Die mit Ausnahme der Prägevorsprünge 29 nicht sichtbaren Kontaktelemente 13, 15 sind gestrichelt dargestellt. Dabei ist die wechselweise Anordnung von langen Kontaktelementen 15 und kurzen Kontaktelementen 13 ersichtlich. Die Prägevorsprünge 29 sind bei allen Kontaktelementen 13, 15 im gleichen Abstand von dem dem Kontaktbereich 25 entgegengesetzten Ende des Montagebereichs 27 angeordnet. Das gleiche gilt für die Positionierkerben 33 der Kontaktelemente 13, 15. Dadurch lassen sich für die Herstellung der Prägevorsprünge 29 einerseits und für die Herstellung der Positionierkerben 33 andererseits je dieselben Werkzeuge für alle Kontaktelemente 13, 15 verwenden.

Fig. 3 zeigt auch in gestrichelter Darstellung die Anordnung der Leiterplattenlöcher 23 mit den darin befindlichen Befestigungsstiften 21. Wie bereits erwähnt, sind die beiden Leiterplattenlöcher 23 und darin befindlichen Befestigungsstifte 21 für benachbarte Kontaktelemente 13, 15 unterschiedlicher Länge in Verbindungssteckrichtung gesehen gegeneinander versetzt.

In Fig. 3 sind außerdem Schnittlinien 4 bis 6 gezeigt, in welche die Schnitte gelegt worden sind, aus denen die Schnittdarstellungen der Fig. 4 bis 6 resultieren.

Die in Fig. 4 gezeigte Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3 zeigt die Position eines langen Kontaktelements 15 innerhalb des Isoliergehäuses 19. Diese Figur zeigt, wie Positioniervorsprünge an der Oberseitenwand 45 des Isoliergehäuses 19 in die Positionierkerben 33 im Montagebereich 27 des Kontaktelements 15 eingreifen. Die Positionierkerben 3 3 und die Positioniervorsprünge 53 sind in komplementärer Weise mit Schrägflanken versehen. Dadurch wird auch dann, wenn das Isoliergehäuse 19 beim Vorgang des Aufsteckens auf die vormontierten Kontaktelemente 13 und 15 nicht exakt positioniert ist, eine exakte relative Positionierung zwischen den Kontaktelementen 13, 15 und dem Isoliergehäuse 19 sichergestellt.

Oberhalb der Leiterplatte 17 ist die Durchführöffnung 43 für das Kontaktelement 15 zu sehen. Diese erstreckt sich, in Verbindungssteckrichtung gesehen, über die gesamte Länge des Kontaktelements 15.

Fig. 5 zeigt die Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3. In dieser Ansicht ist die Lage eines kurzen Kontaktelements 13 innerhalb des Isoliergehäuses 19 gezeigt. Hier greift nur einer der Positioniervorsprünge 53 in eine der beiden Positionierkerben 33 ein.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht eines Teils des Leiterplattenverbinders, und zwar entlang der Schnittlinie 6-6 in Fig. 3. In der in Fig. 6 links gezeigten Kontaktaufnahmekammer 41 befindet sich ein langes Kontaktelement 15, in der in Fig. 6 rechten Kontaktauf nahmekammer 41 dagegen ein kurzes Kontaktelement 13. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform liegt nur der Rastschulter 31 des langen Kontaktelements eine Gegenrastschulter 51 gegenüber. In der Kontaktaufnahmekammer 41 für das kurze Kontaktelement 13 findet keine Verrastung mit dem Prägevorsprung 29 statt. Es reicht, wenn eine Verrastung nur zwischen einem Teil der auf der Leiterplatte 17 festgelegten Kontaktelemente 13, 15 und dem Isoliergehäuse 19 stattfindet.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird die Gegenrastschulter 51 durch ein vom Gehäuseboden 37 abliegendes freies Ende einer im Aufsteckzustand des Isoliergehäuses 19 bis im wesentlichen zur Rastschulter 31 hochreichenden Seitenwand 55 der zugehörigen Kontaktaufnahmekammer 41 gebildet.

Sowohl der Rastschulter 31 als auch der Gegenrastschulter 51 sind je eine Auflaufschräge 57 bzw. 59 zugeordnet. Die Auflaufschräge 57 wird durch die kugelausschnittformige Gestalt des Prägevorsprungs gebildet. Die Auflaufschräge 59 der Gegenrastschulter 51 wird durch eine Abschrägung des an die Gegenrastschulter 51 angrenzenden Bereichs der Seitenwand 55 gebildet. Beim Aufstecken des Isoliergehäuses 19 auf die auf der Leiterplatte 17 befestigten Kontaktelemente 13, 15 liegt, in Fig. 6 gesehen, die Auflaufschräge 59 zunächst oberhalb der Auflaufschräge

57. Beim Herabdrücken des Isoliergehäuses kommen die beiden Auflaufschrägen 57 und 59 in Berührung miteinander, wobei es zu einem federnden Ausweichen zwischen dem Kontaktelement 15 und der mit der Gegenrastschulter 51 versehenen Seitenwand 55 der Kontaktaufnahmekammer 41 kommt. Nachdem die Rastschulter 31 und die Gegenrastschulter 51 aneinander vorbeigeführt worden sind, findet ein Zurückfedern von Kontaktelement 15 und Seitenwand 55 statt, so daß die Rastschulter 31 von der Gegenrastschulter 51 Untergriffen wird. Nach dieser Verrastung widersetzen sich die Rastschulter 31 und die Gegenrastschulter 51 einem Abziehen des Isoliergehäuses 19 von den Kontaktelementen 13 und 15.

Claims (9)

Schutzansprüche

1. Leiterplattenverbinder (11)

mit mehreren in einem gemeinsamen Isoliergehäuse (19) untergebrachten Kontaktelementen (13, 15), die je einen Befestigungsbereich (21) zur Befestigung auf einer Leiterplatte (17), einen Kontaktbereich (25) zur Steckkontaktierung mit einem Gegensteckkontakt eines Gegensteckverbinders und einen dazwischen befindlichen Montagebereich (27) zur Montage in dem Isoliergehäuse (19) aufweisen,

wobei das Isoliergehäuse (19) einen leiterplattenseitigen Gehäuseboden (37) und eine gegensteckerseitige Einstecköffnung (39) für das Gegensteckergehäuse, eine Anzahl von Kontaktaufnahmekammern (41) für die Aufnahme des Montagebereichs (27) je eines Kontaktelements (13, 15),

eine gleiche Anzahl von leiterplattenseitigen Durchführöffnungen (43) für das Hindurchragen des Befestigungsbereichs (21) je eines Kontaktelements (13, 15) durch den Gehäuseboden (37)

und eine gleiche Anzahl gegensteckerseitige Austrittsöffnungen (44) für das Hindurchragen des Kontaktbereichs (25) je eines Kontaktelements (13, 15) in die Gehäuseeinstecköffnung (39) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchführöffnungen (43) in Verbindungssteckrichtung des Isoliergehäuses (19) und quer dazu je eine Länge bzw. Breite aufweisen, die mindestens so groß ist wie die Gesamtabmessung des zugehörigen Kontaktelements (13, 15) in Verbindungssteckrichtung bzw. quer dazu gesehen, so daß das Isoliergehäuse (19) auf bereits auf der

Leiterplatte (17) befestigte Kontaktelemente (13, 15) aufsteckbar ist,

und daß das Isoliergehäuse (19) und mindestens einige der Kontaktelemente (13, 15) mit Rastvorrichtungen (31) bzw. Gegenrastvorrichtungen (51) ausgebildet sind, mittels welcher das Isoliergehäuse (19) beim Aufstecken in Rastverbindung mit den bereits auf der Leiterplatte (17) befestigten Kontaktelementen (13, 15) bringbar ist.

2. Leiterplattenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagebereich (27) mindestens eines der Kontaktelemente (13, 15) mit einer zum Gehäuseboden (37) weisenden Rastschulter (31) und die zugehörige Kontaktaufnahmekammer (41) des Isoliergehäuses (19) mit einer vom Gehäuseboden (37) wegweisenden Rastgegenschulter (51) versehen ist, wobei bei auf die Kontaktelemente (13, 15) aufgestecktem Isoliergehäuse (19) die Rastschulter (31) die Rastgegenschulter (51) übergreift.

3. Leiterplattenverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastschulter (31) und/oder der Rastgegenschulter (51) eine Auflaufschräge (57 bzw. 59) zugeordnet ist, mittels welcher die Rastschulter (31) und die Rastgegenschulter (51) während des Vorgangs des Aufsteckens des Isoliergehäuses (19) auf die Kontaktelemente (13, 15) aneinander vorbei führbar sind.

4. Leiterplattenverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastschulter (51) durch einen von dem Montagebereich (27) des Konakt-

elements (13, 15) vorstehenden Prägevorsprung (29) gebildet ist.

5. Leiterplattenverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rastgegenschulter (51) an einer Seitenwand (55) der zugehörigen Kontaktaufnahmekammer (41) gebildet ist.

6. Leiterplattenverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastgegenschulter (51) durch ein vom Gehäuseboden (37) abliegendes freies Ende einer im Aufsteckzustand des Isoliergehäuses (17) bis im wesentlichen zur Rastschulter (31) hochreichenden Seitenwand (55) der zugehörigen Kontaktaufnahmekammer (41) gebildet ist.

7. Leiterplattenverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagebereich (27) eines jeden Kontaktelements (13, 15) an der vom Befestigungsbereich (21) abliegenden Oberseite mit mindestens einer Positionierkerbe (33) versehen ist, in die bei auf die Kontaktelemente (13, 15) aufgestecktem Isoliergehäuse (17) ein von der Innenwand der gegenüberliegenden Gehäuseoberseite vorstehender Positioniervorsprung (29) eingreift.

8. Leiterplattenverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (13, 15) je plattenförmige Stanzflachteile sind.

9. Leiterplattenverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (13, 15) je im wesentlichen L-Form aufweisen, wobei der Langschenkel einen flachzungenförmigen Steckkontaktbereich (25), der Kurzschenkel sowie der den Übergang zwischen Kurzschenkel und Langschenkel bildende Bereich den Montagebereich (27) und mindestens ein vom freien Ende des Kurzschenkels abstehender Befestigungsstift (21) den Befestigungsbereich bildet.