EP1249895A2 - Steckverbindung - Google Patents

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EP1249895A2
EP1249895A2 EP02007541A EP02007541A EP1249895A2 EP 1249895 A2 EP1249895 A2 EP 1249895A2 EP 02007541 A EP02007541 A EP 02007541A EP 02007541 A EP02007541 A EP 02007541A EP 1249895 A2 EP1249895 A2 EP 1249895A2
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EP
European Patent Office
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connector
circuit board
printed circuit
plug connection
connection according
Prior art date
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EP02007541A
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EP1249895A3 (de
EP1249895B1 (de
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Klaus Hömle
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Publication of EP1249895A3 publication Critical patent/EP1249895A3/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only
    • H01R13/6315—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating connection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors

Definitions

  • the invention relates to a connector.
  • An electrical plug connection often comprises two components, in particular a spring and a pin header.
  • the pin header is also called a male header.
  • the components of the connector are different Housing parts housed. If a plug connection is not arranged in the center, the Connector parts easily tilted when disconnecting or plugging the connection to be damaged. This effect is all the more dangerous the greater the distance from the Plug connection connected circuit boards.
  • the invention is therefore based on the object of developing a plug-in connection is inexpensive to manufacture and low wear when opening and closing having.
  • the object in the plug connection according to the in claim 1 specified features solved.
  • Essential features of the invention in the connector are that they are a first Connector part, which is rigidly connected to a first part, and a second Connector part, which is rigidly connected to a second part, the second Connector part comprises a component rotatably mounted about a second pivot point, wherein during and after merging the two connector parts to produce the Connection a first pivot point is effective, around which the first connector part in the Component is rotatable, and wherein this first pivot point when further merging its relative position and / or its relative distance to the first or second part changes, and with further merging after the first pivot point takes effect electrical connections between the first and second connector part are effective.
  • the advantage here is that there is little wear when opening, i.e. separating and closing, So plug in, is there.
  • the actuation of the plug connection is partly flexible Execution improved.
  • the components of the connector are different Housing parts housed. If the plug connection is not arranged in the center, then the Not connector parts due to tilting when disconnecting or plugging the connection damaged because the partially flexible version with the pivot points compensates for the Deviations advantageously caused. This effect is even when the distance is large given the connector connected circuit boards.
  • one or both connector parts can be rotated and / or be designed to be elastic.
  • Connector parts are generated and catching and prepositioning the Cause connector parts, these connector parts align with each other.
  • the Alignment of the connector parts is improved by their elasticity or rotatability, so that this causes a larger positional deviation when closing and opening the Plug connection is permitted.
  • Another advantage is that the partially elastic design of the connector in Interaction with the first and second pivot assembly and part tolerances to be caught. The forces that arise when plugged in are therefore lower, whereby the material, contacts, insulating bodies, solder joints are protected.
  • the first part and the second part are each a housing part or each rigidly connected and / or connectable to a housing part. It is an advantage that the invention can be applied to a wide variety of devices, for example to power plugs, electronic household appliances of all kinds, computers, stereo systems, industrial applications Electronics comprehensive devices, converters and the like. It is only essential that this first part with a first housing part and the second part with a second housing part connected is. For example, the two housing parts are moved towards each other by hand.
  • the connector is designed such that it Deviations from the ideal position when moving towards or away from each other compensated and there is no damage to the components or none increased wear and / or wear.
  • the first part and the second part are each one PCB.
  • the advantage here is that the invention can be used in devices that have electronic circuits or circuit boards for inexpensive connection include.
  • one or more components are made of elastic Material designed to intercept, pick up and / or compensate for PCB position deviations. It is advantageous that the invention Compensation for deviations due to the elastic design of components can be further improved, in particular even larger deviations can be compensated for and / or catchable.
  • a first connector part that is connected to a first PCB as the first part electrically and mechanically connectable, and a second Connector part, the electrical and with a second circuit board as a second part is mechanically connectable, the first connector part having a female connector embedded contact springs, and wherein the second connector part is a relative to associated printed circuit board rotatable about a pivot point as a rotatably mounted Component comprises, wherein the guide bar relative to the female connector by a first The fulcrum is designed to be rotatable only when the first and second are brought together Connector part takes effect.
  • the advantage here is that the fulcrum at Merge is effective, so even when the relative distance between the Housing parts and / or circuit boards is effective.
  • the female connector is rotatably mounted in the guide bar.
  • the rotatable bearing can be produced by suitable shaping.
  • the guide bar with the spring bar end protruding material that interacts with one in the Female connector existing cavity for receiving the guide bar, the cavity is shaped such that the protruding material is guided on it and thus during the pivot point is effective when the guide bar is inserted or moved out, especially at different points in the cavity.
  • a cavity can advantageously be used, which has a rectangular cross section.
  • the guide bar is around a parallel to the circuit boards Axis is rotatable.
  • the advantage here is that a second pivot point in a cost-effective manner is usable.
  • the second circuit board is a pin carrier with contact pins connected with soldering areas.
  • the second connector part comprises a female connector, which is rigidly connected to a circuit board or a housing part and in which a contact pins Comprehensive pen carrier is insertable.
  • the female connector comprises contact pins through the associated circuit board can be plugged into a further female connector, which with a another circuit board, in particular an option circuit board, is rigidly connected.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c show the more general principle of the invention, according to which the person skilled in the art can produce further exemplary embodiments.
  • the plug connection according to the invention comprises the first plug connector part the plug part 54, which is rigidly connected to the circuit board 53, and second Connector part, the connector part 56, which is rigidly connected to a circuit board 57.
  • the plug part 56 comes into contact with one Intermediate piece 55.
  • the fulcrum 52 which is determined by the corresponding Forming the plug part 56 and the associated cavity of the intermediate piece 55 is formed.
  • the plug part 56 and the intermediate piece 55 can be rotated relative to one another. This Rotation is present during the further movement towards each other, so that is Pivot 52 can be moved in its position, in particular its distance increases PCB 53 when moving towards each other.
  • the intermediate piece is rotatably mounted in the plug part 54.
  • the distance of pivot point 1 to Printed circuit board 53 remains constant when moving towards one another.
  • the two pivot points 51 and 52 also translate, in particular in parallel to the planes of the printed circuit boards, can be caught, as shown in FIG. 5b. Pure twists can of course also be caught, as shown in FIG. 5c.
  • FIGS. 5a to 5c The electrical connections are not shown in FIGS. 5a to 5c.
  • Contact pins or - Sockets are simple, for example according to the exemplary embodiments according to FIG. 1 up to 4 executable.
  • the invention thus comprises plug connections which have two pivot points, namely pivot point 1 and pivot point 2.
  • the advantage is in the effect of translational and / or rotational offset, as shown in FIGS. 5b and 5c.
  • Figure 1 the general structure of the connector according to the invention is schematic shown. In the left half is a side view and in the right half a side view shown.
  • the task of the plug connection is to make electrical connections between two printed circuit boards 4 create. Each of these circuit boards 4 is mounted in a housing part. When connecting of the housing parts, the plug connection should be closed. Since the operator Housing parts by hand, deviations of the housing parts from the ideal position available. These deviations are due to the partially flexible design of the Plug connection intercepted.
  • pins 2 In a pin carrier 3 contact pins 2 are pressed with soldering areas that in the lower Printed circuit board 4 are inserted and soldered.
  • the guide bar 5 is about a pivot point stored in the pin carrier 3.
  • FIGS. 2a and 2b the mobility in the event of lateral deviations of the contact pins 2 is included Soldering areas shown from the ideal location. The widening 21 of the base body of the female connector is used for positioning in the guide bar.
  • the taper 22 of the base body of the female connector creates mobility for the female connector in the guide bar.
  • the chamber 23 for female connector in the guide bar creates a space for mobility of the female connector.
  • the mobility of the contact pins 2 with soldering areas is identified by reference numeral 24.
  • the contact point 26 of the spring in the longitudinal direction makes the electrical contact.
  • the insertion aid 27 of the spring and the insertion aid 28 in the base body of the female connector expand the permissible range for deviations from the ideal position.
  • the contact spring and the interior of the female connector are designed so that the ends of the contact pins have space for transverse movement.
  • the contact spring of the female connector is shaped so that the contact surfaces to the contact pin of the male connector are arranged in the longitudinal direction. The contact springs do not have to absorb any forces when moving in the transverse direction
  • the lower Housing part 31 and the upper housing part 32 can have each other.
  • FIG. 4a shows a further exemplary embodiment according to the invention, in which the Contact pins in the female connector 6 may have deviations from the ideal position. Then spins the female connector 6 according to Figure 2b. The contact pins run into the other end Female connector 44, which is firmly soldered into the lower circuit board. With an offset of 34 and one Twist 35 according to FIG. 3 in turn results in a spring strip 44 in FIG. 4a Rotation of the contact pins analogous to that shown in Figure 2a.
  • the pin carrier 3 with contact pins is inserted into the female connector 44.
  • the guide bar 5 is mounted on a pivot bearing in the fastening shoe 42, which includes the fastening hole 43 for a fastening screw, which fastens the fastening shoe on the printed circuit board and also fastens the fastening shoe and printed circuit board in the housing part.
  • the coding 41 codes different variants of the series of devices, such as converters, and prevents incorrect insertion and represents reverse polarity protection.
  • FIG. 4b shows a further exemplary embodiment according to the invention, in which one Option circuit board is connectable.
  • the female connector 45 with spread solder connections allows the use of long pins 47 for connection to an option circuit board 48.
  • the option circuit board 48 in turn carries a female connector 46.
  • one or both connector parts are rotatable and / or be made elastic.
  • connection with the molded on the connector Guides through a suitable shape of the insulating body of the connector parts generated and catch and preposition the connector parts, direct these connector parts are mutually exclusive. Aligning the connector parts improves through their elasticity or rotatability, making them larger Positional deviation when closing, i.e. plugging, and opening, i.e. disconnecting Plug connection is permitted.
  • Another advantage is that the partially elastic design of the connector in Interaction with the first and second pivot assembly and part tolerances to be caught. The forces that arise when plugged in are therefore lower, whereby the material, contacts, insulating bodies, solder joints are protected.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Steckverbindung, umfassend ein erstes und ein zweites Steckverbinderteil, die jeweils mit einer Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbindbar sind, wobei das erste Steckverbinderteil eine Federleiste mit eingebetteten Kontaktfedern umfasst und wobei das zweite Steckverbinderteil eine in einem Stiftträger drehbar gelagerte Führungsleiste umfasst, wobei der Stiftträger mit Kontaktstifte mit Lötbereichen verbunden ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung.
Eine elektrische Steckverbindung umfasst oft zwei Komponenten, insbesondere eine Federund eine Stiftleiste. Die Stiftleiste wird auch als Messerleiste bezeichnet.
Diese Komponenten sind starre Bauelemente, die jeweils insbesondere mit einem Gehäuseteil verbunden sind oder selbst gehäusebildende Funktion aufweisen. Daher müssen die Komponenten beim Stecken und Trennen, also beim Verbinden und Lösen, relativ genau aufeinander zu bewegt werden. Die Abweichung von der Ideallage beim Verbinden oder beim Lösen der Steckverbindung wird manchmal durch eine Führung eingeschränkt. Diese Führung ist in Gehäuseteile oder dergleichen integriert. Bei Handbetätigung des Steckverbinders, also Verbinden oder Lösen der Steckverbindung mittels Einsatzes der Hand durch den Bediener, hat diese entsprechend genau zu erfolgen.
Eine Überschreitung der zulässigen Lageabweichung beim Verbinden oder beim Lösen der Steckverbindung hat zur Folge, dass Steck- und Ziehkräfte erhöht sind, insbesondere infolge Reibung. Somit wird ein erhöhter Abrieb an den Führungselementen, eine Verformung der Kontaktteile, der Kontaktstifte und/oder der Kontaktfedern bewirkt, wobei die Verformung der Kontaktteile zur Zerstörung der Steckverbindung führen kann.
Beim Stand der Technik sind die Komponenten der Steckverbindung in unterschiedlichen Gehäuseteilen untergebracht. Ist eine Steckverbindung nicht mittig angeordnet, so können die Steckverbinderteile durch Verkanten beim Trennen oder Stecken der Verbindung leicht beschädigt werden. Dieser Effekt ist um so gefährlicher, je größer der Abstand von durch die Steckverbindung verbundenen Leiterplatten ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbindung weiterzubilden, der kostengünstig herstellbar ist und einen geringen Verschleiß beim Öffnen und Schließen aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Steckverbindung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Steckverbindung sind, dass sie ein erstes Steckverbinderteil, das mit einem ersten Teil starr verbunden ist, und ein zweites Steckverbinderteil, das mit einem zweiten Teil starr verbunden ist, umfasst, wobei das zweite Steckverbinderteil eine um einen zweiten Drehpunkt drehbar gelagerte Komponente umfasst, wobei beim und nach dem Zusammenführen der beiden Steckverbinderteile zum Herstellen der Verbindung ein erster Drehpunkt wirksam wird, um welchen das erste Steckverbinderteil in der Komponente drehbar ist, und wobei dieser erste Drehpunkt beim weiteren Zusammenführen seine relative Lage und/oder seinen relativen Abstand zum ersten oder zweiten Teil ändert, und wobei beim weiteren Zusammenführen nach dem Wirksamwerden des ersten Drehpunktes elektrische Verbindungen zwischen erstem und zweitem Steckverbinderteil wirksam werden.
Von Vorteil ist dabei, dass ein geringer Verschleiß beim Öffnen, also Trennen, und Schließen, also Stecken, vorhanden ist. Die Betätigung der Steckverbindung ist durch die teilflexible Ausführung verbessert. Dabei sind die Komponenten der Steckverbindung in unterschiedlichen Gehäuseteilen untergebracht. Ist die Steckverbindung nicht mittig angeordnet, so werden die Steckverbinderteile durch Verkanten beim Trennen oder Stecken der Verbindung nicht beschädigt, da die teilflexible Ausführung mit den Drehpunkten eine Kompensation der Abweichungen vorteiligerweise bewirkt. Dieser Effekt ist auch bei großem Abstand von durch die Steckverbindung verbundenen Leiterplatten gegeben.
Wesentlich ist bei der Erfindung auch, dass ein oder beide Steckverbinderteile drehbar und/oder elastisch ausgebildet werden. In Verbindung mit den an der Steckverbindung angeformten Führungen die durch eine geeignete Formgebung der Isolierkörper der Steckverbinderteile erzeugt werden und ein Fangen und Vorpositionieren der Steckverbinderteile bewirken, richten diese Steckverbinderteile sich zueinander aus. Das Ausrichten der Steckverbinderteile verbessert sich durch deren Elastizität oder Drehbarkeit, sodass dadurch eine größerer Lageabweichung beim Schließen und Öffnen der Steckverbindung zulässig wird.
Weiterer Vorteil ist, dass durch die teilelastische Ausführung des Steckverbindung in Zusammenwirkung mit dem ersten und zweiten Drehpunkt Montage- und Teiletoleranzen aufgefangen werden. Die Kräfte, die in gestecktem Zustand entstehen, sind somit geringer, wodurch das Material, Kontakte, Isolierkörper, Lötstellen geschont werden.
Die beschriebene erfindungsgemäße Steckverbindung hat somit folgende Vorteile:
  • Sie erlaubt eine große Abweichung der Parallelität der Leiterplatten beim Stecken und Ziehen der Leiterplatten und im gesteckten Zustand.
  • Sie erlaubt einen Versatz der Federleiste und Stiftleiste in Querrichtung.
  • Sie erlaubt eine Verdrehung der Federleiste und Stiftleiste rechtwinklig zur Steckrichtung
Somit werden Beschädigungen der Teile der Steckverbindung verhindert. Außerdem sind größere Toleranzen der beteiligten Bauelemente zugelassen, wie beispielsweise Toleranzen der Gehäuseteile oder Leiterplatte und/oder eine Lagetoleranz der Bauelemente auf der Leiterplatte und Montagetoleranz der Leiterplatte im Gehäuse.
Insbesondere wird darüber hinaus auch eine schwimmende Befestigung von einem Teil des Verbinders vermieden, wodurch auch die Massekontaktierung vereinfacht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist das erste Teil und das zweite Teil jeweils ein Gehäuseteil oder jeweils mit einem Gehäuseteil starr verbunden und/oder verbindbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung auf verschiedenste Geräte anwendbar ist, beispielsweise auf Netzstecker, elektronische Haushaltsgeräte jeder Art, Computer, Stereoanlagen, industriell eingesetzte Elektronik umfassende Geräte, Umrichter und dergleichen. Wesentlich ist dabei nur, dass das erste Teil mit einem ersten Gehäuseteil und das zweite Teil mit einem zweiten Gehäuseteil verbunden ist. Die beiden Gehäuseteile werden beispielsweise jeweils mit der Hand aufeinanderzubewegt. Die Steckverbindung ist dabei derart ausgeführt, dass sie die Abweichungen von der Ideallage beim Aufeinanderzubewegen oder Voneinanderwegbewegen kompensiert und sowohl keine Beschädigungen der Komponenten auftritt als auch kein erhöhter Verschleiß und/oder Abnutzung.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist das erste Teil und das zweite Teil jeweils eine Leiterplatte. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung bei Vorrichtungen verwendbar ist, die elektronische Schaltungen aufweisen oder Leiterplatten zur kostengünstigen Verbindung umfassen. Insbesondere bei einem Gerät, bei dem eine erste elektronische Bauteile umfassende Leiterplatte und eine zweite elektronische Bauteile umfassende Leiterplatte vorhanden sind, werden mittels der Erfindung die durch Abweichungen von der Ideallage hervorgerufenen Kräfte verhindert oder zumindest derart klein gehalten, so dass die Leiterplatten, beispielsweise Platinen mit empfindlichen Lötverbindungen, geschützt werden und keine Zerstörungen oder Beschädigungen auftreten.
Bei einer bevorzugten Ausführung sind eine oder mehrere Komponenten aus elastischem Material ausgeführt zum Abfangen, Aufnehmen und/oder Kompensieren von Lageabweichungen der Leiterplatten. Von Vorteil ist dabei, dass die erfindungsgemäße Kompensation von Abweichungen durch die elastische Ausführung von Komponenten noch weiter verbesserbar ist, insbesondere sind noch größere Abweichungen kompensierbar und/oder auffangbar.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist ein erstes Steckverbinderteil, das mit einer ersten Leiterplatte als erstem Teil elektrisch und mechanisch verbindbar, und ein zweites Steckverbinderteil, das mit einer zweiten Leiterplatte als zweitem Teil elektrisch und mechanisch verbindbar ist, wobei das erste Steckverbinderteil eine Federleiste mit eingebetteten Kontaktfedern umfasst, und wobei das zweite Steckverbinderteil eine relativ zur zugehörigen Leiterplatte um einen Drehpunkt drehbare Führungsleiste als drehbar gelagerte Komponente umfasst, wobei die Führungsleiste gegenüber der Federleiste um einen ersten Drehpunkt drehbar ausgeführt ist, der erst beim Zusammenführen des ersten und zweiten Steckverbinderteils wirksam wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Drehpunkt beim Zusammenführen wirksam wird, also auch bei Verkleinerung des relativen Abstandes der Gehäuseteile und/oder Leiterplatten wirksam ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Federleiste in der Führungsleiste drehbar gelagert. Von Vorteil ist dabei, dass durch geeignete Ausformung die drehbare Lagerung herstellbar ist. Beispielsweise durch eine Ausbildung der Führungsleiste mit an ihrem, der Federleiste zugewandtem Ende hervorstehendem Material, das zusammenwirkt mit einem in der Federleiste vorhandenen Hohlraum zur Aufnahme der Führungsleiste, wobei der Hohlraum derart geformt ist, dass das hervorstehende Material an ihm geführt wird und somit während des Einführens oder Herausbewegens der Führungsleiste der Drehpunkt wirksam ist, insbesondere an verschiedenen Stellen des Hohlraums. Beispielsweise ist ein Hohlraum vorteilhaft verwendbar, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Führungsleiste um eine zu den Leiterplatten parallele Achse drehbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass in kostengünstiger Weise ein zweiter Drehpunkt nutzbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist mit der zweiten Leiterplatte ein Stiftträger mit Kontaktstifte mit Lötbereichen verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Befestigungsmethode unter Herstellung von elektrischen Verbindungen verwendbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst das zweite Steckverbinderteil eine Federleiste, die mit einer Leiterplatte oder einem Gehäuseteil starr verbunden ist und in der ein Kontaktstifte umfassender Stiftträger einsteckbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst die Federleiste Kontaktstifte, die durch die zugehörige Leiterplatte hindurch in eine weitere Federleiste steckbar sind, die mit einer weiteren Leiterplatte, insbesondere einer Optionsleiterplatte, starr verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass auch weitere Leiterplatten elektrisch in kostengünstiger Weise und mit den genannten Vorteilen verbindbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bezugszeichenliste
1
Drehpunkt
2
Kontaktstifte mit Lötbereichen
3
Stiftträger
4
Leiterplatte
5
Führungsleiste
6
Federleiste
7
Kontaktfedern mit Lötbereichen
21
Verbreiterung des Grundkörpers der Federleiste
22
Verjüngung des Grundkörpers der Federleiste
23
Kammer für Federleiste in dem Führungsrahmen
24
Beweglichkeit Stift-Feder
26
Kontaktpunkt Feder in Längsrichtung
27
Einführungshilfe an Feder
28
Einführungshilfe im Grundkörper der Federleiste
31
Unteres Gehäuseteil
32
Oberes Gehäuseteil
33
Seitlicher Versatz des Gehäuseteile
34
Versatz der Steckverbindung
35
Winkelversatz der Steckverbindung
36
Winkelversatz, Biegung der Kontaktstifte
37
Winkelversatz der Gehäuseteile
41
Kodierung
42
Befestigungsschuh (Teil zur Befestigung der Führungsleiste)
43
Befestigungsloch
44
Federleiste (anstelle eingelöteter Stiftleiste)
45
Federleiste mit aufgespreizten Lötanschlüssen
46
Federleiste auf Optionsleiterplatte
47
lange Stifte für Optionsleiterplatte
48
Optionsleiterplatte
51
Drehpunkt
52
Drehpunkt
53
Leiterplatte
54
Steckerteil, fest mit Leiterplatte 53 verbunden
55
Zwischenstück
56
Steckerteil, fest mit Leiterplatte 57 verbunden
57
Leiterplatte
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
Figur 5a, 5b und 5c zeigen das allgemeinere Prinzip der Erfindung, gemäß dem der Fachmann weitere Ausführungsbeispiele herstellen kann.
In der Figur 5a umfasst die erfindungsgemäße Steckverbindung als erstes Steckverbinderteil das Steckerteil 54, das mit der Leiterplatte 53 starr verbunden ist, und als zweites Steckverbinderteil das Steckerteil 56, das mit einer Leiterplatte 57 starr verbunden ist. Das zweite Steckverbinderteil, also Steckerteil 56
Beim und nach dem Zusammenführen der Steckverbindung, also beim Aufeinanderzubewegen der Leiterplatte 53 und Leiterplatte 57, kommt das Steckerteil 56 in Kontakt mit einem Zwischenstück 55. Dabei wird der Drehpunkt 52 wirksam, der durch die entsprechende Ausformung des Steckerteils 56 und des zugehörigen Hohlraums des Zwischenstücks 55 gebildet wird. Relativ zueinander sind Steckerteil 56 und Zwischenstück 55 drehbar. Diese Drehbarkeit ist während des weiteren Aufeinanderzubewegens vorhanden, also ist der Drehpunkt 52 in seiner Position verschiebbar, insbesondere nimmt seine Distanz zur Leiterplatte 53 beim Aufeinanderzubewegen ab.
Das Zwischenstück ist drehbar im Steckerteil 54 gelagert. Die Distanz des Drehpunktes 1 zur Leiterplatte 53 beim Aufeinanderzubewegen bleibt konstant.
Durch die beiden Drehpunkte 51 und 52 wird auch ein translatorischer Versatz, insbesondere in zu den Ebenen der Leiterplatten paralleler Richtung, auffangbar, wie in der Figur 5b gezeigt. Reine Verdrehungen sind selbstverständlich auch auffangbar, wie in der Figur 5c gezeigt.
Die elektrischen Verbindungen sind in den Figuren 5a bis 5c nicht gezeigt. Kontaktstifte oder - Buchsen sind in einfacher Weise, beispielsweise gemäß der Ausführungsbeispiele nach Figur 1 bis 4 ausführbar.
Gemäß Figur 5 umfasst die Erfindung also Steckverbindungen, die zwei Drehpunkte aufweisen, nämlich Drehpunkt 1 und Drehpunkt 2. Der Vorteil ist bei der Auswirkung von translatorischem und/oder rotatorischem Versatz zu sehen, wie in der Figur 5b und Figur 5c gezeigt ist.
In der Figur 1 ist der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Steckverbindung schematisch gezeigt. In der linken Hälfte ist eine Queransicht und in der rechten Hälfte eine Seitensicht gezeigt.
Aufgabe der Steckverbindung ist es, elektrische Verbindungen zwischen zwei Leiterplatten 4 zu schaffen. Jede dieser Leiterplatten 4 ist in einem Gehäuseteil jeweils montiert. Beim Verbinden der Gehäuseteile soll die Steckverbindung geschlossen werden. Da der Bediener die Gehäuseteile per Hand führt, sind Abweichungen der Gehäuseteile von der Ideallage vorhanden. Diese Abweichungen werden durch die teilflexible Konstruktionsweise des Steckverbindung abgefangen.
In einen Stiftträger 3 sind Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen eingepresst, die in die untere Leiterplatte 4 eingeführt sind und verlötet sind. Die Führungsleiste 5 ist über einen Drehpunkt im Stiftträger 3 gelagert.
In die obere Leiterplatte 4 sind Kontaktfedern 7 mit Lötbereichen eingeführt und angelötet. Die Kontaktfedern 7 mit Lötbereichen sind in die Federleiste 6 eingebettet.
Beim Schließen, also Stecken, werden die Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen in die Kontaktfedern 7 eingeführt und ergeben dann den elektrischen Kontakt.
In der Figur 2a und 2b ist die Beweglichkeit bei seitlichem Abweichen der Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen von der Ideallage gezeigt. Die Verbreiterung 21 des Grundkörpers der Federleiste dient der Positionierung in der Führungsleiste.
Die Verjüngung 22 des Grundkörpers der Federleiste schafft eine Beweglichkeit für die Federleiste in der Führungsleiste. Die Kammer 23 für Federleiste in der Führungsleiste schafft einen Raum für Beweglichkeit der Federleiste. Die Beweglichkeit der Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen ist mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnet. Der Kontaktpunkt 26 der Feder in Längsrichtung
stellt den elektrischen Kontakt her. Die Einführungshilfe 27 der Feder und die Einführungshilfe 28 im Grundkörper der Federleiste erweitern den zulässigen Bereich für Abweichungen aus der Ideallage.
Die Kontaktfeder und der Innenraum der Federleiste sind so gestaltet, dass die Enden der Kontaktstifte Platz für eine Querbewegung haben.
Die Kontaktfeder der Federleiste ist so geformt, dass die Kontaktflächen zum Kontaktstift der Stiftleiste in Längsrichtung angeordnet sind. Die Kontaktfedern müssen bei der Beweglichkeit in Querrichtung keine Kräfte aufnehmen
In der Figur 3 sind verschiedenartige Abweichungen veranschaulicht, die das untere Gehäuseteil 31 und das obere Gehäuseteil 32 zueinander aufweisen können.
In der linken Hälfte der Figur 3 ist ein translatorischer Versatz 33, 34 der Steckverbindung und der seitlichen Gehäusewand 33 gezeigt, die zu einer Biegung 36 der Kontaktstifte führen. In der rechten Hälfte der Figur 3 ist ein Winkelversatz 35 der Steckverbindung und ein Winkelversatz 37 der Gehäuseteile gezeigt, der zu einer Verdrehung der Federleiste und der Kontaktfedern gegenüber der Führungsleiste führt.
In der Figur 4a ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Kontaktstifte in der Federleiste 6 Abweichungen von der Ideallage haben dürfen. Dann dreht sich die Federleiste 6 gemäß Figur 2b. Die Kontaktstifte führen an ihrem anderen Ende in die Federleiste 44, die fest in die untere Leiterplatte eingelötet ist. Bei einem Versatz 34 und einer Verdrehung 35 gemäß Figur 3 entsteht in der Federleiste 44 der Figur 4a wiederum eine Verdrehung der Kontaktstifte analog zu der in der Figur 2a gezeigten.
In die Federleiste 44 ist der Stiftträger 3 mit Kontaktstiften eingesteckt. Die Führungsleiste 5 ist über ein Drehlager im Befestigungsschuh 42 gelagert, der das Befestigungsloch 43 für eine Befestigungsschraube umfasst, die den Befestigungsschuh auf der Leiterplatte befestigt und darüber hinaus Befestigungsschuh und Leiterplatte im Gehäuseteil befestigt.
Die Kodierung 41 codiert verschieden Varianten der Baureihe von Geräten, wie Umrichter, und verhindert ein falsches Einstecken und stellt einen Verpolungsschutz dar.
In der Figur 4b ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Optionsleiterplatte anschließbar ist. Die Federleiste 45 mit aufgespreizten Lötanschlüssen erlaubt dabei den Einsatz langer Stifte 47 für die Verbindung mit einer Optionsleiterplatte 48. Dabei trägt die Optionsleiterplatte 48 wiederum eine Federleiste 46.
Wesentlich ist bei der Erfindung, dass ein oder beide Steckverbinderteile drehbar und/oder elastisch ausgebildet werden. In Verbindung mit den an der Steckverbindung angeformten Führungen die durch eine geeignete Formgebung der Isolierkörper der Steckverbinderteile erzeugt werden und ein Fangen und Vorpositionieren der Steckverbinderteile bewirken, richten diese Steckverbinderteile sich zueinander aus. Das Ausrichten der Steckverbinderteile verbessert sich durch deren Elastizität oder Drehbarkeit, sodass dadurch eine größerer Lageabweichung beim Schließen, also Stecken, und Öffnen, also Trennen, des Steckverbindung zulässig wird.
Weiterer Vorteil ist, dass durch die teilelastische Ausführung des Steckverbindung in Zusammenwirkung mit dem ersten und zweiten Drehpunkt Montage- und Teiletoleranzen aufgefangen werden. Die Kräfte, die in gestecktem Zustand entstehen, sind somit geringer, wodurch das Material, Kontakte, Isolierkörper, Lötstellen geschont werden.
Das beschriebene System hat die folgenden Vorteile:
  • 1. Es erlaubt eine große Abweichung der Parallelität in der Leiterplatten, beim Stecken und Ziehen der Leiterplatten und im gestecktem Zustand.
  • 2. Es erlaubt einen Versatz der Federleiste und Stiftleiste in Querrichtung.
  • 3. Es erlaubt eine Verdrehung der Federleiste und Stiftleiste rechtwinklig zur Steckrichtung
    • Somit werden Beschädigungen der Teile des Steckverbindung verhindert. Außerdem sind größere Toleranzen der beteiligten Bauelemente zugelassen, wie beispielsweise Toleranzen der Gehäuseteile oder Leiterplatte und/oder eine Lagetoleranz der Bauelemente auf der Leiterplatte und Montagetoleranz der Leiterplatte im Gehäuse.
    Insbesondere wird darüber hinaus auch eine schwimmende Befestigung von einem Teil des Verbinders vermieden, wodurch auch die Massekontaktierung vereinfacht wird.

    Claims (10)

    1. Steckverbindung,
      umfassend ein erstes Steckverbinderteil, das mit einem ersten Teil starr verbunden ist, und ein zweites Steckverbinderteil, das mit einem zweiten Teil starr verbunden ist,
      wobei das zweite Steckverbinderteil eine um einen zweiten Drehpunkt (1, 51) drehbar gelagerte Komponente umfasst,
      wobei beim und nach dem Zusammenführen der beiden Steckverbinderteile zum Herstellen der Verbindung ein erster Drehpunkt (52) wirksam wird, um welchen das erste Steckverbinderteil in der Komponente drehbar ist, und wobei dieser erste Drehpunkt beim weiteren Zusammenführen seine relative Lage und/oder seinen relativen Abstand zum ersten oder zweiten Teil ändert,
      und wobei beim weiteren Zusammenführen nach dem Wirksamwerden des ersten Drehpunktes (52) elektrische Verbindungen zwischen erstem und zweitem Steckverbinderteil wirksam werden.
    2. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das erste Teil und das zweite Teil jeweils ein Gehäuseteil ist oder jeweils mit einem Gehäuseteil starr verbunden und/oder verbindbar ist.
    3. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das erste Teil und das zweite Teil jeweils eine Leiterplatte 4 ist.
    4. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      eine oder mehrere Komponenten aus elastischem Material ausgeführt sind zum Abfangen, Aufnehmen und/oder Kompensieren von Lageabweichungen der Leiterplatten.
    5. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      ein erstes Steckverbinderteil, das mit einer ersten Leiterplatte als erstem Teil elektrisch und mechanisch verbindbar ist, und ein zweites Steckverbinderteil, das mit einer zweiten Leiterplatte als zweitem Teil elektrisch und mechanisch verbindbar ist,
      wobei das erste Steckverbinderteil eine Federleiste 6 mit eingebetteten Kontaktfedern 7 umfasst,
      und wobei das zweite Steckverbinderteil eine relativ zur zugehörigen Leiterplatte um einen Drehpunkt 1 drehbare Führungsleiste 5 als drehbar gelagerte Komponente umfasst,
      wobei die Führungsleiste 5 gegenüber der Federleiste 6 um einen ersten Drehpunkt drehbar ausgeführt ist, der erst beim Zusammenführen des ersten und zweiten Steckverbinderteils wirksam wird.
    6. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Federleiste 6 in der Führungsleiste 5 drehbar gelagert ist.
    7. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Führungsleiste 5 um eine zu den Leiterplatten parallele Achse drehbar ist.
    8. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      mit der zweiten Leiterplatte ein Stiftträger mit Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen verbunden ist.
    9. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das zweite Steckverbinderteil eine Federleiste 44 umfasst, die mit einer Leiterplatte oder einem Gehäuseteil starr verbunden ist und in der ein Kontaktstifte umfassender Stiftträger 3 einsteckbar ist.
    10. Steckverbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Federleiste 44 Kontaktstifte umfasst, die durch die Leiterplatte hindurch in eine weitere Federleiste 46 steckbar sind, die mit einer weiteren Leiterplatte 48, insbesondere einer Optionsleiterplatte, starr verbunden ist.
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