EP1249895B1 - Steckverbindung - Google Patents

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EP1249895B1
EP1249895B1 EP20020007541 EP02007541A EP1249895B1 EP 1249895 B1 EP1249895 B1 EP 1249895B1 EP 20020007541 EP20020007541 EP 20020007541 EP 02007541 A EP02007541 A EP 02007541A EP 1249895 B1 EP1249895 B1 EP 1249895B1
Authority
EP
European Patent Office
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plug
connector
circuit board
printed circuit
socket
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP20020007541
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English (en)
French (fr)
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EP1249895A3 (de
EP1249895A2 (de
Inventor
Klaus Hömle
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Publication date
Priority claimed from DE10206106A external-priority patent/DE10206106B4/de
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP1249895A2 publication Critical patent/EP1249895A2/de
Publication of EP1249895A3 publication Critical patent/EP1249895A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1249895B1 publication Critical patent/EP1249895B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • 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
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors

Definitions

  • the invention relates to a connector.
  • An electrical connector often comprises two components, in particular a spring and a pin header.
  • the pin header is also referred to as a male connector.
  • These components are rigid components, which are each connected in particular to a housing part or even have a housing-forming function. Therefore, the components when plugging and unplugging, ie when connecting and disconnecting, must be moved relatively close to each other.
  • the deviation from the ideal position when connecting or when releasing the connector is sometimes limited by a guide.
  • This guide is integrated in housing parts or the like. In manual operation of the connector, so connect or disconnect the connector by using the hand by the operator, this has to be done accordingly accurately.
  • the components of the connector are housed in different housing parts. If a connector is not centered, then the connector parts can be easily damaged by tilting when disconnecting or plugging the connection. This effect is all the more dangerous, the greater the distance between connected by the connector printed circuit boards.
  • a plug connection comprising 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, wherein in electrical connection electrical connections effectively become.
  • the invention is therefore the object of developing a connector that is inexpensive to produce and has low wear during opening and closing.
  • Essential features of the invention in the connector are that it comprises 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, wherein the second connector part rotatable about a second pivot point mounted component, wherein during and after the merging of the two connector parts for making the connection, a first pivot point is effective, around which the first connector part is rotatable in the component, and wherein said first pivot further merging its relative position and / or its relative Distance to the first or second part changes, and wherein the further merging after the effective date of the first pivot point electrical connections between the first and second connector part are effective.
  • the advantage here is that a low wear during opening, so separating, and closing, so plugging, is present.
  • the operation of the connector is improved by the partially flexible design.
  • the components of the connector are housed in different housing parts. If the connector is not centered, the connector parts are not damaged by tilting when disconnecting or plugging the connection, since the partially flexible design with the pivot points causes a compensation of the deviations advantageous. This effect is given even at a large distance connected by the connector circuit boards.
  • one or both connector parts are rotatable and / or elastic.
  • these connector parts align with each other.
  • the alignment of the connector parts is improved by their elasticity or rotatability, so that a greater positional deviation when closing and opening the connector is allowed.
  • Another advantage is that assembly and part tolerances are absorbed by the partially elastic design of the connector in cooperation with the first and second fulcrum. The forces that arise in the plugged state, are thus lower, whereby the material, contacts, insulators, solder joints are spared.
  • the first part and the second part are each a housing part or each rigidly connected to a housing part and / or connectable.
  • the advantage here is that the invention is applicable to a variety of devices, such as power plugs, electronic appliances of any kind, computers, stereos, industrial electronics used devices, converters and the like. It is essential only that the first part is connected to a first housing part and the second part is connected to a second housing part.
  • the two housing parts for example, each moved to one another by hand.
  • the connector is designed such that it compensates for the deviations from the ideal position when moving towards each other or Vondenwegbe admire and both no damage to the components occurs as well as no increased wear and / or wear.
  • the first part and the second part are each a printed circuit board.
  • the advantage here is that the invention can be used in devices that have electronic circuits or circuit boards for cost-effective connection.
  • a device in which a first electronic components comprehensive circuit board and a second electronic components comprehensive circuit board are present are prevented by deviations from the ideal position forces prevented by the invention or at least kept so small, so that the circuit boards, such as circuit boards sensitive solder joints, are protected and no destruction or damage occur.
  • one or more components made of elastic material are designed to intercept, absorb and / or compensate for positional deviations of the printed circuit boards.
  • the advantage here is that the inventive compensation of deviations by the elastic design of components is still further improved, in particular, even larger deviations are compensated and / or trappable.
  • a first connector part which is electrically and mechanically connectable to a first circuit board as the first part, and a second connector part which is electrically and mechanically connectable with a second circuit board as the second part, wherein the first connector part is a spring bar with embedded contact springs includes, and wherein the second connector part includes a relative to the associated circuit board about a pivot rotatable guide bar as a rotatably mounted component, wherein the guide bar is rotatable relative to the spring bar about a first pivot point, which is effective only when merging the first and second connector part.
  • the spring bar is rotatably mounted in the guide bar.
  • the rotatable mounting can be produced by suitable shaping.
  • the guide rail with at its, the spring bar facing the end protruding material which cooperates with a present in the spring strip cavity for receiving the guide bar, wherein the cavity is shaped such that the protruding material is guided on it and thus during the insertion or removal of the guide rail of the pivot point is effective, in particular at different locations of the cavity.
  • a cavity having a rectangular cross section is advantageously usable.
  • the guide bar is rotatable about an axis parallel to the printed circuit boards.
  • a pin carrier having contact pins with solder areas is connected to the second circuit board.
  • the second connector part comprises a spring strip which is rigidly connected to a printed circuit board or a housing part and in which a pin holder comprising a contact pins can be inserted.
  • the spring strip comprises contact pins which can be plugged through the associated printed circuit board into a further spring strip which is rigidly connected to a further printed circuit board, in particular an option printed circuit board.
  • FIG. 5a comprises the connector according to the invention as the first connector part, the plug part 54 which is rigidly connected to the circuit board 53, and the second connector part, the plug part 56 which is rigidly connected to a circuit board 57.
  • the intermediate piece is rotatably mounted in the plug part 54.
  • the distance of the fulcrum 1 to the circuit board 53 when moving toward each other remains constant.
  • the electrical connections are in the FIGS. 5a to 5c Not shown.
  • Contact pins or - sockets are in a simple manner, for example according to the embodiments according to Figure 1 to 4 executable.
  • the invention encompasses plug connections which have two pivot points, namely pivot point 1 and pivot point 2.
  • the advantage can be seen in the effect of translatory and / or rotational offset, as in FIG. 5b and FIG. 5c is shown.
  • FIG. 1 the general structure of the connector according to the invention is shown schematically. In the left half is a transverse view and in the right half a side view is shown.
  • the task of the connector is to create electrical connections between two circuit boards 4. Each of these printed circuit boards 4 is mounted in a housing part respectively. When connecting the housing parts, the plug connection should be closed. Since the operator guides the housing parts by hand, deviations of the housing parts from the ideal position are present. These deviations are intercepted by the partially flexible construction of the connector.
  • pins 2 are pressed with soldering areas, which are inserted into the lower circuit board 4 and soldered.
  • the guide strip 5 is mounted via a pivot point in the pin carrier 3.
  • contact springs 7 are introduced with soldering areas and soldered.
  • the contact springs 7 with soldering areas are embedded in the spring strip 6.
  • the contact pins 2 When closing, so plugging, the contact pins 2 are introduced with soldering areas in the contact springs 7 and then give the electrical contact.
  • FIG. 2a and 2 B the mobility is shown at lateral deviation of the contact pins 2 with soldering areas of the ideal position.
  • the broadening 21 of the main body of the spring strip is used for positioning in the guide rail.
  • the taper 22 of the main body of the spring bar creates a mobility for the spring bar in the guide rail.
  • the chamber 23 for spring bar in the guide bar creates a space for mobility of the spring bar.
  • the mobility of the contact pins 2 with soldering areas is indicated by the 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 main body of the spring strip expand the permissible range for deviations from the ideal position.
  • the contact spring and the interior of the spring bar are designed so that the ends of the contact pins have room for a transverse movement.
  • the contact spring of the spring strip is shaped so that the contact surfaces are arranged to the contact pin of the pin header in the longitudinal direction. The contact springs must absorb no forces in the transverse movement
  • FIG. 3 various deviations are illustrated, which may have the lower housing part 31 and the upper housing part 32 to each other.
  • a translational offset 33, 34 of the connector and the lateral housing wall 33 is shown leading to a bend 36 of the contact pins.
  • an angular offset 35 of the connector and an angular offset 37 of the housing parts shown which leads to a rotation of the spring bar and the contact springs relative to the guide rail.
  • FIG. 4a another embodiment of the invention is shown, in which the pins in the spring strip 6 may have deviations from the ideal position. Then the spring bar 6 rotates according to FIG. 2b , The contact pins lead at its other end in the spring bar 44, which is soldered firmly into the lower circuit board. At an offset 34 and a rotation 35 according to FIG. 3 arises in the spring bar 44 of FIG. 4a turn a rotation of the pins analogous to that in the FIG. 2a shown.
  • the pin carrier 3 is inserted with contact pins.
  • the guide strip 5 is mounted on a pivot bearing in the mounting shoe 42, which includes the mounting hole 43 for a mounting screw, which fixes the mounting shoe on the circuit board and also fastened fastening shoe and circuit board in the housing part.
  • the coding 41 encodes different variants of the series of devices, such as converters, and prevents incorrect insertion and represents a reverse polarity protection
  • FIG. 4b a further embodiment of the invention is shown, in which an option board is connectable.
  • the spring strip 45 with spread solder terminals allows the use of long pins 47 for connection to an option board 48.
  • the option board 48 again carries a spring strip 46th
  • one or both connector parts are rotatable and / or elastic.
  • these connector parts align with each other.
  • the alignment of the connector parts improves by their elasticity or rotation, so that a larger positional deviation when closing, so plugging, and opening, so disconnecting, the connector is allowed.
  • Another advantage is that assembly and part tolerances are absorbed by the partially elastic design of the connector in cooperation with the first and second fulcrum. The forces that arise in the plugged state, are thus lower, whereby the material, contacts, insulators, solder joints are spared.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung.
  • Eine elektrische Steckverbindung umfasst oft zwei Komponenten, insbesondere eine Feder-und 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.
  • Aus der US 4 993 965 , die als nächstliegender Stand der Technik augesehen wird, ist eine Steckverbindung bekannt, 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 beim elektrischen Verbinden elektrische Verbindungen wirksam werden.
  • 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:
    • In der Figur 1 ist der allgemeine Aufbau der Steckverbindung schematisch gezeigt.
    • In der Figur 2a und 2b ist die Beweglichkeit bei seitlichem Abweichen der Kontaktstifte 2 mit Lötbereichen von der Ideallage gezeigt..
    • In der Figur 3 sind verschiedenartige Abweichungen veranschaulicht, die das untere Gehäuseteil 31 und das obere Gehäuseteil 32 zueinander aufweisen können.
    • In der Figur 4a ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Kontaktstifte in der Federleiste 6 Abweichungen von der Ideallage haben dürfen.
    • In der Figur 4b ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Optionsleiterplatte anschließbar ist.
    • 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. 1. Es erlaubt eine große Abweichung der Parallelität in der Leiterplatten, beim Stecken und Ziehen der Leiterplatten und im gestecktem Zustand.
    2. 2. Es erlaubt einen Versatz der Federleiste und Stiftleiste in Querrichtung.
    3. 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 erste Steckverbinderteil eine Federleiste (6) mit eingebetteten Kontaktfedern (7) umfasst,
    wobei das zweite Steckverbinderteil eine um einen zweiten Drehpunkt (1, 51) drehbar gelagerte Komponente umfasst, die als Führungsleiste (5) vorgesehen ist, in welcher Kontaktstifte (2) vorgesehen sind,
    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) eine elektrische Verbindung zwischen jedem Kontaktstift (2) und der jeweiligen, diesem zugeordneten Kontaktfeder (7) wirksam wird.
  2. Steckverbindung nach Anspruch 1,
    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 einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Teil und das zweite Teil jeweils eine Leiterplatte (4) ist.
  4. Steckverbindung nach Anspruch 3,
    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 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 einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federleiste (6) in der Führungsleiste (5) drehbar gelagert ist.
  7. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Führungsleiste (5) um eine zu den Leiterplatten parallele Achse drehbar ist.
  8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit der zweiten Leiterplatte ein Stiftträger mit Kontaktstiften (2) mit Lötbereichen verbunden ist.
  9. Steckverbindung nach 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 einem der Ansprüche 3 bis 9,
    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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