DE2161637A1

DE2161637A1 - Elektrisches Verbindungselement, insbesondere zur Anbringung an Leiterplatten

Info

Publication number: DE2161637A1
Application number: DE19712161637
Authority: DE
Inventors: Kerry Martin Downers Grove 111. Krafthefer (V.StA.)
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-11
Publication date: 1972-07-13
Also published as: GB1382814A; SE7413852L; FR2120850A5; AU468953B2; US3706954A; NL166824B; NL7117023A; GB1382813A; CA945236A; GB1382815A; SE386803B; IT945378B; DE2161637C2; AU3728071A; NL166824C

Description

MOLEX INCORPORATED, eine Gesellschaft nach den Gesetzen
des Staaates Illinois, 5224 Katrine Avenue, Downers Grove, Illinois 60515 (V.St.A.)

Elektrisches Verbindungselement, insbesondere zur Anbringung an Leiterplatten

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement, bestehend aus einem Gehäuse mit nebeneinanderliegenden diskreten, nach entgegengesetzten Gehäuseseiten offenen und
durch je eine Wandung voneinander abgetrennten Ausnehmungen zur Aufnahme von Kontakten, und mit einer die Eindringtiefe der in die Ausnehmungen eingebrachten Kontakte begrenzenden Einrichtung.

Elektrische Leiterplatten weisen häufig Anschlußelemente
mit darin befindlichen Kontakten auf; diese Kontakte weisen häufig aus diesem Anschlußelement herausragende Zungen auf, welche mit auf der Leiterplatte untergebrachten Schaltungselementen zusammengelötet werden. Da Leiterplatten gelegentlich auf Biegung beansprucht werden, kann es zu einer mechanischen überbeanspruchung der Lötverbindungen kommen,
welche zu Brüchen führt.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Verbindungselement so auszubilden, daß eine damit verbundene Leiterplatte zuverlässig gestützt und die Lötverbindungen zwischen den Kontakten des Verbindungselementes und der Leiterplatte vor Brüchen geschützt werden .

Ein anderes Problem beim Anschluß eines Klemmen enthaltenden Verbindungselementes an eine Leiterplatte stellt die dauerhafte Aufrechterhaltuncj des Montagezustandes zwischen Leiterplatte und Verbindungselement dar. Eine Lösungsmöglichkeit besteht darin, daß man an die Leiterplatte eine Anzahl von parallelen und nach außen ragenden Steckkontakten anlötet. Diese Steckkontakte werden in ein Verbindungselement eingesteckt, welches in einer Reihe von Ausnehmungen Federkontakte enthält. Der elastische Kontaktdruck, mit dem die Kontakte auf die Steckkontakte drücken, ergibt nicht nur einen guten elektrischen Kontakt zwischen beiden Bauteilen, sondern sorgt darüber in gewissem Umfang dafür, daß die Steckkontakte im Verbindungselement stecken bleiben.

In einigen Fällen hat es sich jedoch gezeigt, daß die von den elastischen Klemmen übertragenen Haltekräfte doch nicht ausreichen, um die Steckkontakte zuverlässig innerhalb des Verbindungselementes zu fixieren.

Es gehört daher ferner zur Aufgabe der Erfindung, das Verbindungselement so auszugestalten, daß es gegenüber der Leiterplatte mechanisch verriegelt ist und unabhängig "ora elastischen Kontaktdruck zwischen den Kontakten und den Steckkontakten gegen ungewollte Trennung jesehützt ist.

Erf i ndungsgeinäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das

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Gehäuse mindestens auf einer Seite einen äußeren Vorsprung aufweist, welcher mit einem das Verbindungselement mit
einer Leiterplatte verbindenden Bauteil i_n Eingriff bringbar ist.

Hierbei kann vorteilhafterweise das verbindende Bauteil
ein Rand der Leiterplatte, und der Vorsprung ein oder mehrere Anschläge sein, an denen die Leiterplatte in einer
Entfernung von den Lötverbindungen der Zungen abgestützt
ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das Ende der
Leiterplatte zwischen dem Gehäuse des Verbindungselementes und diesen Anschlägen wirksam abgestützt ist und nicht mehr in entgegengesetzte Richtungen abgebogen werden kann. Damit wird ein Bruch der Lötverbindungen zwischen den Kontaktzungen und der Leiterplatte wirksam verhindert.

Ferner ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, als verbindendes Bauteil eine Verriegelungsplatte zwischen Leiternlatte und Verbindungselement anzuordnen, welche durch
die Steckkontakte fixiert ist. Diese Verriegelungsplatte
kann einen elastischen Finger aufweisen, der hinter einer
Schulter des Verbindungselement-Gehäuses einschnappt, wenn dieses an der Leiterplatte befestigt ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß das Verbindungselement unabhängig vom federnden Kontaktdruck seiner Kontakte gegenüber den Steckkontakten der Leiterplatte mit dieser Leiterplatte mechanisch verriegelt und damit gegen unbeabsichtigte Trennung
geschützt ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung entnommen werden. Es zeiqen:

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Fig. 1 ein Gehäuse eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes von der Rückseite her gesehen;

Fig. 2 eine abgebrochene und geschnittene perspektivische Ansicht des Verbindungselementes von Figur 1 mit einem einzelnen herausgezogenen Kontakt;

Fig. 3 eine mit Steckkontakten versehene Leiterplatte im zusammengesteckten Zustand mit einem erfindungsgemäßen Verbindungselement;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Ebene 4-4 von Figur 3;

Fig. 5 eine ähnliche Schnittdarstellung wie in Figur 4, jedoch von einem abgewandelten erfindungsgemäßen Verbindungselement und einer Verriegelungsplatte; und

Fig. 6 einen Schnitt durch ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In sämtlichen Figuren der Zeichnung sind gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugszahlen versehen. Ein in der Zeichnung dargestelltes erfindungsgemäßes Verbindungselement 2 besitzt ein einstückig aus Nylon oder einem anderen geeigneten Kunststoff formgespritztes isolierendes Gehäuse 4. Wie insbesondere Figur 1 erkennen läßt, weist dieses Gehäuse 4 eine Reihe von durch Zwischenwände 7 voneinander getrennte parallele Ausnehmungen 6 auf, welche zur Vorderseite 8 des Verbindungselementes 2 offen sind. Diese Ausnehmungen 6 dienen zur Aufnahme je eines federnden Kontaktes 10, wie er in Figur 2 im herausgezogenen Zustand dargestellt ist. Dieser Kontakt 10 besteht aus einem einzigen Stück Messingblech, welches gemäß der Darstellung in Figur 2 geformt und federvergütet ist, um als Federelement wirken zu können. Man unterscheidet am Kontakt 10 eine Basis 12 mit einem herausgestanzten Anschlag 14 und mit einem Endstück 16, welches mit zwei Quetscharmen 18 zum Einquetschen eines Drahtes 2O versehen ist. Ferner gehört zum Kontakt 10 an dessen Vorderende ein mit einem Radius nach hinten abgewinkelter erster Übergangsabschnitt 22, welcher in eine Kontaktbahn 24 übergeht, welche mit der Basis 12 einen spitzen Winkel einschließt. Die Kontaktbahn 24 geht über einen im Radius

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verlaufenden zweiten Übergangsabschnitt 26 in eine rückgebogene Lasche über, welche schließlich mit einer Gleitlippe 30 endet. Diese Gleitlippe 30 kann auf der Oberseite der Basis 12 entlang gleiten. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß der beschriebene Kontakt oval geformt ist und sich in bestimmtem Maße flachdrücken läßt.

Auf sich gegenüberliegenden Innenseiten ist jede Ausnehmung 6 des Gehäuses 4 mit seitlichen Leisten 32 zur Führung der äußeren Kanten der Basis 12 eines in diese Ausnehmung eingeschobenen Kontaktes 10 versehen, welche diesem Kontakt 10 einen bestimmten Platz innerhalb dieser Ausnehmung 6 zuweisen. Ferner weist diese seitliche Leiste 32 eine Anschlagschulter 35 auf, welche die Eindringtiefe des Kontaktes 10 in die Ausnehmung 6 begrenzt. Ein Schlitz 38 in der Bodenwand des Gehäuses 4 dient zur Aufnahme des aus der Basis 12 herausgestanzten Anschlages 14; dieser Anschlag 14 verhindert das Herausgleiten des Kontaktes 10 aus seiner Ausnehmung 6. Im oberen Abschnitt einer Rückseite 40 des Gehäuses 4 befindet sich eine Anzahl von Durchbrüchen 42, welche jeweils zu einer Ausnehmung 6 führen.

Im Normalzustand ist die Höhe jedes Kontaktes 10 größer als die lichte Höhe der Ausnehmungen 6; somit wird zwangsläufig jeder Kontakt 10 beim Einschieben in seine Ausnehmung 6 etwas flach gedrückt und zwischen der oberen und der unteren Begrenzungswand des Gehäuses 4 eingespannt.

Eine in das beschriebene Verbindungselement 2 einsteckbare Leiterplatte 44 ist mit einer Anzahl von parallelen Steckkontakten 46 versehen, welche mit Leiterbahnen 48 der Leiterplatte 44 über Lötverbindungen 50 verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die

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Steckkontakte 46 einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt, der etwa mit dem Querschnitt der Durchbrüche 4 2 im Gehäuse 4 übereinstimmt. Ferner sei erwähnt, daß die Mittenteilung der Steckkontakte 46 auf der Leiterplatte 44 mit der Mittenteilung der Durchbrüche 42 übereinstimmt.

Sämtliche Steckkontakte 46 sind auf einer aus Kunststoff bestehenden Verriegelungsplatte 52 befestigt, welche eine im wesentlichen flache Grundplatte 54 aufweist, welche flac auf der Leiterplatte 44 anliegt und zwischen dieser LeiterpLatte 44 und dem Gehäuse 4 des Verbindungselementes 2 eingespannt ist, wenn die Steckkontakte 46 in das Verbindungselement 2 eingesteckt sind. Die Steckkontakte 46 sind in geeigneter Weise fest in der Grundplatte 54 verankert und so angeordnet, daß sie zu beiden Seiten der Grundplatte ein wesentliches Stück herausragen. Ist eine Anzahl dieser Steckkontakte 46 in der Verriegelungsplatte 52 montiert, so kann man diese dazu benutzen, diese Steckkontakte 46 als Gruppe in entsprechend vorgeformte Öffnungen der Leiterplatte 44 einzuschieben und anschließend darin mit den Leiterbahnen 4 8 zu verlöten. Am oberen Ende der Grundplatte 54 der Verriegelungsplatte 52 befindet sich ein integral angeformter elastischer Finger 56, der über einen elastischen Zwischenabschnitt 58 angeschlossen ist. In der Nähe seines freien Endes ist der elastische Finger 56 mit einem der Verriegelung mit dem Verbindungselement 2 dienenden V-förmigen Abschnitt 60 versehen. Zu diesem Zwecke ist an der Oberkante der Rückseite 40 des Gehäuses 4 integral eine keilförmige Kante 6 2 angeformt,.welche von einer Schrägfläche 64 und einer vertikalen Schulterfläche 66 begrenzt wird.

Sirui die Steckkontakte 46 mit der Verriegelunq.splatte 52 an der Leiterplatte 44 montiert und verlötet, so können die

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vorderen Enden der Kontakte 46 in die Durchbrüche 42 des Gehäuses 4 eingesteckt werden; dabei werden die Kontakte 10 flachgedrückt, und es entsteht ein auf die Steckkontakte 46 wirkender Kontaktdruck. Die untere Kante des V-förmigen Abschnittes 60 des elastischen Fingers 56 gleitet anschliessend über die Schrägfläche 6 4 hinweg, bis sie an der vertikalen Schulterfläche 66 einschnappt. Jetzt ist die Leiterplatte 44 gegen unerwünschtes Lösen vom Verbindungselement 2 geschützt und kann erst dann wieder entfernt werden, wenn nan den V-förmigen Abschnitt 60 so weit hochgedrückt hat, daß er von der Oberkante der vertikalen Schulterfläche 6 6 freigekommen ist.

In Figur 5 ist eine gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausfürhungsbeispiel abgewandelte Verriegelungsplatte 52a mit Grundplatte 54 dargestellt. Der wesentliche Unterschied dieser Ausführung gegenüber der vorherigen Verriegelungsplatte 52 besteht darin, daß diese einen wesentlich längeren elastischen Finger 56a mit einem integral angeformten V-fcrrrigen Abschnitt 60a besitzt, welcher hinter der Vorderseite 8 des Gehäuses 4 einrasten kann; somit überspannt dieser elastische Finger 56a die gesamte Tiefe des Verbindungselementes 2. Im vorliegenden Fall kann die keilförmige Kante 6 2 am Gehäuse 4 entfallen.

In Figur 6 ist ein abgewandelter Kontakt 10a dargestellt, der sich vom zuvor beschriebenen Kontakt 10 nur dadurch unterscheidet, daß er nicht mit eineir. Draht verquetscht ist und somit auch keine Quetschanne aufweist. Stattdessen ist in diesem Fall die Basis 12 auf ihrer Rückseite mit einer Zunge 70 versehen, die in einem Radius etwa rechtwinklig nach unten abgewinkelt ist und in der Nähe der Vorderseite unten aus dem Gehäuse 4 des Verbindungselementes 2 herausschaut. Diese Zunge 70 ist elektrisch und

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mechanisch über eine Lötverbindung 76 mit einer Leiterbahn 72 einer Leiterplatte 74 so verbunden, daß die Hauptebene der Leiterplatte 74 im wesentlichen parallel zur Bodenwand 34 des Verbindungselementes 2 verläuft. Wenn auch in Figur 6 nur ein einziger Kontakt 10a"dargestellt ist, so sind selbstverständlich in den übrigen. Ausnehmungen 6 des Gehäuses 4 gleichartige Kontakte vorhanden.

Zwar ist die Zunge, wie gesagt, elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte verbunden; es wäre jedoch möglich, daß eine oder mehrere Lötverbindungen 76 der einzelnen Kontakte 10a brechen. Um diese Möglichkeit auszuschliessen, besitzt das Gehäuse 4 bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel an entgegengesetzten Enden L-förmige Anschläge 78, welche einen Kantenabschnitt 80 der Leiterplatte 74, welcher von sämtlichen Lötverbindungen 76 entfernt ist, erfassen und abstützen. Jeder Anschlag 78 hat eine abgeschrägte Oberfläche 82, damit Leiterplatten 74 unterschiedlicher Dicke darauf untergebracht und sicher . zwischen dieser abgeschrägten Oberfläche 82 und der Bodenwand 34 des Gehäuses 4 abgestützt werden können. Durch diese Art von Abstützung des Kantenabschnittes 80 der Leiterplatte 74 besteht eine wesentlich erhöhte Sicherheit gegen Brüche an den Lötverbindungen 76, insbesondere beim Auftreten von Biegekräften an den Leiterplatten 74. Wirkt beispielsweise in Figur 6 auf der rechten Seite in einer größeren Entfernung eine nach unten gerichtete Vertikalkraft an der Leiterplatte 74 an, so bilden diese Lötverbindungen 76 zwangsläufig eine Art Drehpunkt, was zu ihrer Überbeanspruchung führt. Der Kantenabschnitt 80 der Leiterplatte 74 wird jedoch durch die Bodenwand 34 des Verbindungselement-Gehäuses 4 zurückgehalten. Tritt eine nach oben gerichtete Vertikalkraft an der Leiterplatte 74 auf, so wird der Kantenabschnitt 80 von der abgeschrägten Oberfläche 82 der Anschläge 78 festgehalten. In beiden Fällen

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verhindert eine Fixierung des Kantenabschnittes 80 dessen Relativbewegung, vermindert dabei wesentlich die Belastung der Lötverbindungen 76, so daß Brüche vermieden werden.

Da es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung nur um ein relativ schmales Verbindungselement 2 handelt, genügen auch zwei L-förmige Anschläge 78. Für breitere Leiterplatten 74 und Verbindungselemente 2 können selbstverständlich mehr als zwei Anschläge 78 an das Gehäuse angeformt werden.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein elektrisches Verbindungselement mit einer Anzahl von Kontakten darin, von denen jeder mit einer Zunge versehen und mit dieser an eine Leiterplatte angelötet ist. Das Verbindungselement besitzt äußere Anschläge, welche einen Kantenabschnitt der Leiterplatte abstützen, welche von den Lötverbindungen ein Stück entfernt ist und damit Brüche an den Lötverbindungen verhindert, wenn die Leiterplatte auf Biegung beansprucht wird. Eine weitere Leiterplatte, welche an das Verbindungselement angeschlossen werden kann, besitzt an einer Verriegelungsplatte befestigte Steckkontakte, welche durch die Verriegelungsplatte hindurchragen. Die Enden dieser Steckkontakte können in das Verbindungselement hineingesteckt und dabei mit dessen Kontakten verbunden werden. Die Verriegelungsplatte hat einen flexiblen Federabschnitt, welcher hinter einer Schulter des Verbindungselement-Gehäuses einrastet und eine unbeabsichtigte Trennung zwischen dieser Leiterplatte und dem Verbindungselement verhindert.

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Claims

Ansprüche

1. Elektrisches Verbindungselement, bestehend aus einem Gehäuse mit nebeneinanderliegenden diskreten, nach entgegengesetzten Gehäuseseiten offenen und durch je eine Wandung voneinander abgetrennten Ausnehmungen zur Aufnahme von Kontakten, und mit einer die Eindringtiefe der in die Ausnehmungen eingebrachten Kontakte begrenzenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mindestens auf einer Seite einen äußeren Vorsprung (62 bzw. 78) aufweist, welcher mit einem das Verbindungselement (2) mit einer Leiterplatte (44 bzw. 74) verbindenden Bauteil (52 bzw. 80) in Eingriff bringbar ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein Rand (80) der Leiterplatte (74), und der Vorsprung mindestens ein Anschlag (78) ist, an dem die Leiterplatte abgestützt ist.

i. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß das Bauteil eine Verriegelungsplatte (52, 52a) und der Vorsprung eine Rippe (62 oder 8) ist, welche der Verriegelungsplatte als Halterung gegenüber dem Verbindungselement (2) dient.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (1Oa) aus dem Verbindungselement (2) herausragende Zungen (70) aufweisen, welche in einer Entfernung von dem Vorsprung (78) mit der Leiterplatte (74) verlötet sind; und daß die Leiterplatt.; (74) an ihrem einen Ende (80) durch den Vorsprung (78) abgestützt ist.

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5. Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge Anschläge (78) für die Leiterplatte (74) sind.

6. Verbindungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelungsplatte (52) ein auf der Rippe (62) anliegender elastisch federnder Finger (56) gehört; daß die Verriegelungsplatte (52) zwischen der Leiterplatte (44) und dem Gehäuse (4) eingesetzt ist und dabei eine feste Aufnahme für an der Leiterplatte befestigte Steckkontakte

(46) bildet, welche zur Kontaktgabe mit den in den Ausnehmungen (6) befindlichen Kontakten (10, 10a ) in die Ausnehmungen hineinragen.

7. Verbindungselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Verriegelungsplatte (52a) mit einerr elastisch federnden Finaer (52a) ist, welcher das Gehäuse (4) überspannt und dieses gegenüber der Verriegelungsplatte im montierten Zustand festhält.

8. Verbindungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (10, 10a) im wesentlichen oval geformte Federelemente sind, welche von den Steckkontakten (46) in einen zum Teil flachen Zustand zusammengedrückt v/erden.

9. Verbindungselement nach Anspruch 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (6 2) eine schräge Oberseite (64) besitzt, über welche ein Finger (56) an der Verriegelungsplatte (52) zwangsläufig hinüber gleitet, wenn die Verriegelungsplatte mit dem Gehäuse (4) zusammengesteckt v/i rd.

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