DE1765989C3 - Steckverbinder für die Aufnahme einer mit Kontaktflächen versehenen Druckschaltungskarte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder für die Aufnahme einer mit Kontaktflächen versehenen Druckschaltungskarte, mit einem Isolierkörper, der wenigstens eine Reihe von in einer Linie liegenden Kammern aufweist, von denen jede ein Kontaktclernent enthält, das einen parallel zur Einstcckriehtung der Druckschaltungskarte liegenden, durch den Isolierkörper hindurchgeführten stangenförmigen Teil und einen der Druckschaltungskarle zugewandten umgebogenen Schenkel mit. doppelter Krümmung aufweist.

Bei einem aus der DEAS 10 71182 bekannten Steckverbinder dieser Art sind die Kontaktelemente durch Federn gebildet, die aus ihrer Ebene heraus U-förmig umgebogen sind, so daß die Ebene des Federmaterials parallel /ti der Druckschaltungskarlc· liegt und die Richtung der Dicke des Federmaterhils senkrecht zur Druckschaltungskarte besteht. Die auf diese Weise erhaltenen U-förmigen ledern weisen > somit eine große Elastizität in der Richtung senkrecht zur Druckschaltungskarte auf, während sie parallel zur Druckschaltungskarte verhältnismäßig steif sind. Die Breite der Federn darf aus Gründen der mechanischen Festigkeit und der Erzielung einer ausreichenden

hi Federkraft ein gewisses Mindestmaß nicht unterschrei ten. Da andererseits die Teilung der Koniaklfedern(d. h. der Abstand der Mittelachsen der Kontaktfeder!!) größer als ihre Breite· sein muß, ist die Anzahl der Kontaklfedern, die auf einem Abschnitt gegebener

i> Länge untergebracht werden können, begrenzt Dies steht dem Bestreben nach zunehmender Miniaturisierung der Bauelemente entgegen. Ferner müssen bei diesem bekannten Steckverbinder die Kontaktfedern bleibend mit dem Isolierkörper verbunden werden, beispielsweise durch eine Vergußmasse, damit die Federn beim Einstecken oder Herausziehen der Steckkarten nicht mitgenommen werden. Ein nachträgliches Auswechseln von Kontaktfedern ist daher nicht möglich.

.'"> Aus der US-PS 30 03 113 ist es bekannt Kontaktfedern ähnlicher Art durch Ausbauchungen in ihrer Kammer festzulegen. In der US-PS 29 03 671 ist die Maßnahme beschrieben, elektrische Kontaktelemente, die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung in

»ι einem mit einem Kontaktabschnitt versehenen Kanal eingesteckt werden, ebenso wie den Kanal keilförmig auszubilden, damit ein fester Sitz und ein kraftschlüssiger Kontakt erhalten werden. Aus der US-PS 29 11 460 ist es bekannt, Steckteile, die durch öffnungen in einen

v· perforierten Teil gesteckt werden, mit keilförmigen

Verbreiterungen auszubilden, die dem Herausziehen

einen größeren Widerstand entgegensetzen als dem

Einstecken. Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die

to Schaffung eines Steckverbinders der eingangs angegebenen Art, dessen Kontaktelemente mit sehr kleiner Teilung angeordnet werden können, dennoch einen sehr großen Kontaktdruck gewährleisten und bei sehr sicherem Sitz in dem Isolierkörper leicht auswechselbar

■ι") sind.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Kontaktelement ein in seiner Ebene flaches Teil von gleichförmiger Dicke ist, das durch die Kammer senkrecht zu der Kontaktflächc gehalten ist,

•ii daß an dem stangenförmigen Teil eine keilförmige Verbreiterung angeformt ist, die in eine entsprechend geformte keilförmige Ausnehmung der Kammer eingesteckt ist, und diiU a\\ dem die keilförmige Verbreiterung aufweisenden Abschnitt des stangcnformigcn Teils eine

>'· nach einer Seile vorspringende Ausbauchung gebildet ist.

Bei dem et findlingsgemäßen Steckverbinder sind die Kontaktelemente in ihrer I beim flach, so daß sie in der Richtung senkrecht zu der Driickschaltungskarle eine

i'(i im Vergleich /ti ihrer Dkkc große Steifigkeit aufweisen. Zwar ist die Steifigkeil in der Richtung parallel /ii der Druckschiiltiingskartc geringer, doch ist dies kein Nachteil, weil die Konlaktelemenle in dieser Richtung durch die sie aufnehmenden Kammern abgestützt sind.

ιό Durch die geringe Dicke ist es möglich, eine große Anzahl von Kontaktelemcntcn pro Längeneinheit unterzubringen; dennoch wird ein sehr guter Kontaktdruck gewährleislet. Die flache Form der Kontaktelc-

incnte wird zugleich /u ihrer sicheren unil dennoch lösbaren Befestigung im Isolierkörper ausgenutzt. Dies geschieht durch die angeformte keilförmige Verbreiterung, die der in der Einsteckrichtung ausgeübten Kraft einen beliebig grollen Widerstand entgegensetzt, und durch die nuch einer Seite vorspringende Ausbauchung, die im Zusammenwirken mit der Ausnehmung der Kammer einen ausreichend großen Widersland ergibt, um ein Mitnehmen des Kontaktelcmenies beim Herausziehen der Drucksehaltungskarte zu verhindern. Dennoch kann jedes Kontaktelement durch Ausübung einer ausreichend großen Kraft leicht aus seiner Kammer entnommen werden.

Die Form der Kontaktclemente ermöglicht zugleich eine einfache und billige I lerstellung; vorzugsweise werden die Kontaktelemente aus einem Metallblech ausgeschnitten. Dieser Vorgang läßt sich wesentlich einfacher, schneller und billiger in einer Massenfertigung ausführen als das Biegen von Kontaktfedern in einer verhältnismäßig komplizierten Form. Ferner werden durch diese Art der Herstellung auch gleichbleibende Eigenschaften der Kontaktelemente gewährleistet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine geschnittene Schrägansicht eines Teils eines Steckverbinders mit einem Teil einer Druckschaltungskarte, welche in den Steckverbinder eingesteckt ist,

F i g. 2 eine Querschnittansicht eines Kontaktelementes längs der Linie 2-2 in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Isolierkörper des Steckverbinders, welcher teilweise längs der Linie 3-3 in F i g. 4 geschnitten ist,

F i g. 4 eine Außenansicht des Isolierkörpers, betrachtet in Richtung des Pfeils 4 in F i g. 3, und

F i g. 5 einen Schnitt durch den Isolierkörper längs der Linie5-5in Fig.3.

Der in F i g. 1 teilweise dargestellte Steckverbinder weist einen Isolierkörper 1 auf, welcher in den F i g. 3, 4 und 5 genauer dargestellt ist Die Länge des Isolierkörpers 1 kann je nach der Anzahl der Kontaktclemente des Steckverbinders und je nach den Abmessungen der Druckschaltungskarte, welche dieser aufnehmen soll, unterschiedlich sein. Der Isolierkörper 1 ist einstückig und wird vorzugsweise aus einem Isoliermaterial geformt, das ein mit etwa 20Gew.-% Glasfasern geringer Länge vermischtes l'olycarbnnat ist. Mi! diesem Isoliermaterial können leicht Steckverbinder mit 80 bis 100 Konlaktelementen und mehr hergestellt werden. Das angegebene Isoliermaterial gewährleistet ein gutes mechanisches Verhalten und eine ausgezeichnete elektrische Isolierimg für die Kontaktelementc.

Der Isolierkörper I weist in seiner Mitte (F i g. 1) eine Ausnehmung 4 und seitliche Schlitze 4Λ und 4li(F i g. 3 und ^r>) auf, welche so ausgebildet sind, daß sie eine Diuckschalliingskartc 2 aufnehmen und führen, welche mil Kontaktflächen 34, Jft IC ... versehen ist, die elektrisch mit gedruckten Schallungen der Karle verbunden sind. Zu beiden Seiten der Ausnehmung 4 sind im Isolierkörper senkrecht zu der Ausnehmung 4 gerichtete Kammern 5/4, 5fl, ■>("... und βλ, toli, 6C... (F i g. I, } und 5) angeordnet. Jede der Kammern 5/4,5Ü, 5('... enthält ein Kontaktelemcnt 7/4, 6ß, 7("an den den Kontaktflächen auf de! Oberseite der Karte entsprechenden Stellen, und jede der Kammern 6/4,6B, 6C.,.

enthalt ein Kontakiekment 8.4, 8fl, SC... an den den Kontaktflächen auf dtr Unterseile der Karte entsprechenden Stellen.

Wie in den Fig. J, 4 und 5 dargestellt ist, ist der , Isolierkörper 1 an seinen Enden mit Fortsätzen G und H versehen, deren Form der /um Anbringen der Steckverbindung auf einem Gestell gewählten Befestigungsart angepaßt ist. Diese Forlsätze Gund //sind an die jeweilige Befestigungsart angepaßt und können

Ii gegebenenfalls auch weggelassen werden.

Jedes Kontaktelement des Sieckverbind^rs kann durch Kaltverformung oder Schneiden aus einem elastischen und elektrischleitendrit Metallblech oder auf jede andere geeignete Weise hergestellt werden. Wie

r. bei dem Kontaktelement 7Λ in Fig. 1 erkennbar ist, weist jedes Kontaktelement einen flexiblen, stangenförmigen Teil 9 mit etwa gleichförmigem Querschnitt auf, an den sich auf einer Seite ein umgebogener Schenkel 10 mit doppelter Krümmung anschließt, welcher eine

.»ο Kontaktfläche 3Λ der eingesteckUäfi Druckschaltungskarte 2 an zwei Stellen 11 und l-¹ berührt. Der stangenförmige Teil 9 weist eine keilförmige Verbreiterung 13 auf, die einen zur Einsteckrichtung parallelen ersten Rand und einen gegen die Einsteckrichtung stark

_>·) geneigten zweiten Rand hat und in eine gleichgeformte Ausnehmung 14Λ der Kammer paßt Die keilförmige Verbreiterung 13 ist mit einer Ausbauchung 18 versehen, welche einen aus einer Oberfläche vorstehenden Vorsprung bildet (Fig.2), die bewirkt, daß das

ίο Kontaktelement mit Kraft in seine Kammer eingesetzt werden muß. An die keilförmige Verbreiterung 13 schließt sich ein nach außen aus dem Isolierkörper 1 herausragender Teil 15Λ (15ß, 15C... 16Λ, 165,16C... für die anderen Kontaktelemente) an, welcher langge-

t, streckt und geradlinig ausgebildet ist und einen Kontaktstift bildet, welcher an andere Schaltungen angeschlossen werden kann, wie weiter unten gezeigt wird.

In der Darstellung von F i g. 1 ist die Druckschaltungskarte 2 in den Steckverbinder zwischen die Kontaktelemente 7/4, 7ß, 7C ... und SA, SB, SC ... eingesteckt, und der stangenförmige Teil 9 des Kontaktelementes 7/4 ist infolge der Anwesenheit der Druckschaltungskarte so nach außen gebogen, daß sein unterer Rand eine Stellung PI einnimmt. Wenn keine Druckschaltungskarte im Steckverbinder vorhanden ist, kehrt der stangenförmige Teil 9 infolge seiner Elastizität in eine Stellung zurück, in welcher sein unterer Rand entlang der Linie P2 verläuft. Das Kontaktelement SA

,(ι sowie die anderen Kontaktelemente des Steckverbinders, welche die gleichen Eigenschaften besitzen, liegen infolgedessen unter den gleichen Bedingungen alle 'intv.i Druck an den Kontaktflächen der Druckschaltungskarte an.

Bei einem Steckverbinder, wie er in großem Maßstab in Fig. 1 dargestellt ist, können die Kontaktelemente bei Beibehaltung aller Verhältnisse eine Gesamtlänge L von ungefähr 37 mm bei einer gleichförmigen Dicke E (F i g. 2) von 0,5 mm besitzen Der Abstandsschriit Pder

ι Μ Kontaktelemente in einem solchen Steckverbinder kann beispielsweise 2,54 mm betragen.

Der gekrümmte Abschnitt C des Kontaktelementesi 7/4, welcher sich zwischen dem stangenförmigen Teil 9 und dem umgebogenen, doppelt gekrümmten Schenkel 10 befindet, besitzt einen größeren Querschnitt als der stangenförmige Teil 9 und der umgebogene Schenkel 10. Die Breite des Schenkels 10 wird von der Stelle 12 zur Stelle 11 zunehmend geringer. Diese Form wurde

tungskaric aus dem Steckverbinder iiiisfciihtc Kei biingskrafl in keinem lall ein Konlaklclement aus seiner Kainmei herausziehen l· anri

Um einen vollständigen elektrischen Kontakt der - Kontaklclciticnic, mit den Konlal. ifliit hen (U ι Di ink schallunpskartcn zu f cwährli isten. sind wenij'sK ns die die Stellen Il und 12 enthaltenden Hächenbereiche des gekrümmten Schenkels 10 del Kontaktelemeiitc wie auch die Kontaktflächen der Druckschalliinpskarlcii κι elektrolytisch vergoldet oder mit einem anderen nicht oxidierbaren und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Metall überzogen.

Steckverbinder der zuvor beschriebenen Art können nebenein:indergeset/t und gegenseitig sowie mit aiule ι - ren Schaltungen mittels Verbindungsplatten elektrisch verbunden werden, wie in I' i g. I gezeigt ist.

Die Verbindungsplatle 20 ist mit gedruckten Schal

experimentell bestimmt, indem durch Elastizitätsmessung mittels Spannungsoptik an in gioßem Maßstab nachgebildeten Modellen aus Polymethacrylsäureesterglas die Intensität und die Verteilung der hervorgerufenen Spannungen in (mein Koiilal.lclement dme Ii die beim Einführen einw Druckschaltungskartc in einen Steckverbinder entstehenden Biegungen untersucht wurden. Diese Untersuchungen haben gezeigt, daß es möglich ist, für die Herstellung der Kontaktclemcntc eine Pliosphorhronze von technischer Qualität anstatt von Spezialmetallen, wie die viel kostspieligere und weniger leicht zu verarbeitende Berylliumbronzc, zu verwenden, wobei die normalen Verwendung sbedingungen des Metalls erhallen bleiben. Die untei den angegebenen Bedingungen hergestellten Kontaktelemente ermöglichen normalerweise an den Kontaktstellen Il und 12 die Ausübung einer Kontaktkraft von 100 Wt/. 300 π auf die Kontaktflächen, «".'bei "cwälirjrisi.c! iiin"e!i 20.4, 205, 2Qiüüd !/khern 2!4 ist, daß die auf den Verformungen beruhenden Spannungen des Metalls höchstens gleich 75% der Elastizitätsgrenze sind

Zur Erleichterung des Ausformens des Isolierkörpers bei dessen Herstellung zur Gewährleistung des freien Spiels der flexiblen Teile der Kontaktelemente im Steckverbinder und zur Erleichterung des Einbringens der Kontaktelementc in ihre Kammern weisen die die Kontaktclcmente aufnehmenden Kammern 54, 5ß, 5C" ... und 64. 6ß, 6C... in der keilförmigen Ausnehmung 144 eine minimale Breite auf, welche jedoch noch etwas größer ist als die Dicke E des Kontaktelementes. Eine sehr sichere Festlegung der Kontaktclcmenle in ihrer Kammer ergibt sich d'irch die Verbreiterung 13, welche keilförmig ausgebildet ist. so daß jedes Kontaktclcment in seiner Kammer zentriert und in seiner Lage gehalten wird, und durch die Ausbauchung 18 (Fig. 2). deren Erhebung 5 etwa der Hälfte der E)icke H des Koniakielements entspricht. Unter diesen Bedingungen muß gegen das Ende des Einbringens jedes Kontaktelements in seine Kammer auf den Kontaktstab 154, welcher aus dem Isolierkörper hervorsteht, eine Zugkraft von ungefähr 10 kp ausgeübt werden, wodurch die Verbreiterung H des Kontaktclementes in der Ausnehmung 144 praktisch unverrückbar festgelegt wird Trotzdem kann das Kontaktelement durch Ausübung einer in entgegengesetzter Richtung wirkenden Schubkraft von einigen Kilopond leicht aus seiner Kammer gelöst werden. Es ist unter diesen Bedingungen offensichtlich, daß die auf die Kontaktflächen der Kontaktelemente beim Herausziehen einer Druckschal-

224, 22/i, 22C versehen, wobei die 1/ichcr si ι

.'Ii angeordnet sind, daß die Koniaktslifte 154, 15//, I5( ... und 164. 16ß. 16C... der Kontaktclcmente durchgesteckt werden können. Wie aus F-'i g. 1 ersichtlich, ist der Kontaktstift 154 durch ein Loch 214 kleinen Durch messers gesteckt, welches eine gedruckte Leiterbahn

Ί 20fl durchsetzt, die den Kontaktstift 154 unmittelbar umgibi. Der Kontaktstift 154 ist mit der Leiterbahn 20// durch ei^c lötstelle 2} verbunden. Alle Lötvcrbindun gen dieser Art für eine größere Anzahl von Kontaktslif ten eines oder mehrerer Steckverbinder können in

i" einem Arbeitsgang durch Schwallötcn hergestellt werden. Andere Konlaktstifte können von dieser Lotung dadurch ausgenommen werden, daß sie durch Löcher 224. 22ß. 22c'gesteck! werden, welche größer als die IxH'her 214, 21 ß und 21(7 und genügend groß

r> sind, im zu verhindern, daß das Zinnbad elektrische Verbindungen zwischen den durch diese Löcher gehenden Kontaktstift und gedruckten Leiterbahnen auf der Vcrbindungsplattc herstellt. An solchen Konlaktstiftcn können dann Anschlüsse 24 entweder

4(> lötfrei durch Umwickeln mit E)rahl (wie in Fig. 1 gezeigt) oder durch Ixiten oder auch auf irgendeine andere weise (hcispiclsweisc durch auf die Kontaktstif te aufgesteckte Anschlußsteile) hergestellt werden. Falls man FMickschaltungskartcn verwendet, welche

4"; nur auf einer Seite Kontaktflächen aufweisen, kann der Stockverbinder entsprechend ausgebildet werden, d h. er wird nur mit einer Reihe von Kontaktclcmentcn versehen, welche auf der entsprechenden Seite der Druckschaltungskarte angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Steckverbinder für die Aufnahme einer mit Kontaktflächen versehenen Dnickschaltungskarte, mit einem Isolierkörper, der wenigstens eine Reihe von in einer Linie liegenden Kammern aufweist, von denen jede ein Kontaktelement enthält, das einen parallel zur Einsteckrichtung der Druckschaliungskarte liegenden, durch den Isolierkörper hindurchgeführien stangenförmigen Teil und einen der Druckschaltungskarte zugewandten umgebogenen .Schenkel mit doppelter Krümmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kontaktelement (7/4, 7 B, 7 C; SA, SB, SC) ein in seiner Ebene flaches Teil von gleichförmiger Dicke (E) ist, das durch die Kammer(5A,5B,5C;6A,6B,6C)senV.Tftc\\l zu der Kontaktfläche (3A, 3B, 3C) gehalten ist, daß an dem stangenförmigen Teil (9) eine keilförmige Verbreiterung (13) angeformt ist, die in eine entsprechend geformte keilförmige Ausnehmung (14/4, HB) der Kammer eingesteckt ist, und daß an dem die keilförmige Verbreiterung (13) aufweisenden Abschnitt des stangenförmigen Teils (9) eine nach einer Seite vorspringenden Ausbauchung (18) gebildet ist

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (E) der Kontaktelemente {7A, 7B, 7 C; SA, SB, SC) wesentlich kleiner als der Abstand zwischen den Kontaktelementen ist

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmige Verbreiterung (13) einen .-ur Einsr;ckrichtung parallelen Rand und einen gegen die Einsteckrichtung geneigten Rand hat.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den stangenförmigen Teil (9) mit dem umgebogenen Schenkel (10) verbindende gekrümmte Abschnitt (C) jedes Xontaktelernentes (54, 5S, 5C; 6Λ 6B, 6C) einen rechteckigen Querschnitt hat, der größer ist als der rechteckige Querschnitt des stangenförmigen Teils (9) und des umgebogenen Schenkels (10).

5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (5/t, 5ß, 5C; 6/4,6Ö, 6Qaus einem Metallblech ausgeschnitten sind.

6. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (5A, 5ß, 5C; 6Λ 6B, 6C) aus Phosphorbronze bestehen.