DE3723347A1 - Einrichtung zur befestigung von steckverbindern an leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung von Steckver­ bindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steckverbin­ ders mit Lötstiften versehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiter­ platte mittels Lötung verbindbar sind, wobei die Steckverbinder- Isolierkörper mit angeformten Auflage- und Befestigungsflanschen versehen sind und wobei im Bereich der Flansche in Bohrungen der Leiterplatte einfügbare Zapfen aus lötfähigem Material vorgesehen sind, wobei nach Patent . . . (Patentanmeldung P 37 15 893.7) die Flansche des Isolierkörpers mit je einer Ausnehmung zur Aufnahme eines separaten Befestigungsteiles versehen sind, in der das mit dem Zapfen versehene Befestigungsteil formschlüssig einfügbar ist, wobei die Ausnehmungen mit schlitzförmigen Führungen versehen sind, die sich parallel zur Auflagefläche der Flansche, von dieser beabstandet, er­ strecken, und die Befestigungsteile mit einem flachen, rechtwinklig zum Zapfen verlaufenden, in die Führungen einschiebbaren Halterungs­ abschnitt versehen sind, und die Befestigungsteile (Halterungsab­ schnitt/Zapfen) einstückig aus federelastischem Blechmaterial herge­ stellt sind, wobei die Zapfen rohrförmig ausgebildet und mit einem axialen Schlitz versehen sind.

Beim Erstellen von Leiterplatten mit Steckverbindern werden in sepa­ raten Arbeitsgängen die Leiterplatten mit den Steckverbindern ver­ sehen und in einem Lötbad mit ggf. anderweitigen auf der Leiter­ platte vorgesehenen Bauelementen einlötet. Dabei ist es erforderlich, daß die Steckverbinder bereits beim Einsetzvorgang (erster Arbeits­ gang) so fest mit der Leiterplatte verbunden werden, daß sie ihre Position auch bei nachfolgenden Arbeits- und Transportvorgängen beibehalten.

Darüber hinaus ist es erforderlich, daß die Isolierkörper der Steck­ verbinder so fest mit der Leiterplatte verbunden werden, daß bei gebrauchsmäßigen Steck- und Ziehvorgängen des Gegensteckers die auf­ tretenden Kräfte nicht über die Kontaktanschlüsse sondern über seit­ liche Auflage- und Befestigungsflansche auf die Leiterplatte über­ tragen werden.

Im allgemeinen erfolgt die Befestigung der Steckverbinder-Isolier­ körper an der Leiterplatte über Schraub- oder Nietverbindungen im Bereich der Auflage- und Befestigungsflansche.

Diese sichere und zuverlässige Art der Befestigung von Steckver­ bindern an Leiterplatten ist jedoch problematisch und es sind auf­ wendige Arbeitsgänge nötig, wenn das Einsetzen der Steckverbinder und deren Befestigung an der Leiterplatte in automatischen Ferti­ gungsanlagen erfolgen soll.

Aus dem DE-GM 84 36 267 ist eine weitere Befestigungsart für Steck­ verbinder bzw. deren Isolierkörper an Leiterplatten bekannt geworden. Hier ist vorgesehen, daß in die seitlichen Flansche der Steckverbin­ der/Isolierkörper metallische Zapfen eingefügt sind. Diese Zapfen werden bei der Montage des Steckverbinders mit der Leiterplatte in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte eingedrückt und bewirken hier zunächst eine Befestigung des Steckverbinders an der Leiter­ platte. In einem nachfolgenden Lötvorgang werden die Zapfen mit der Leiterplatte/der die Leiterplatten-Bohrung umgebenden Metallisierung verlötet.

Bei der bekannten Ausführung der Steckverbinder-Befestigung an Lei­ terplatten ist es jedoch erforderlich, daß die Zapfen- und Bohrungs­ durchmesser genauestens aufeinander abgestimmt sind, damit die erfor­ derliche Klemmwirkung in der Bohrung erzielt wird. Auch ist der Ab­ stand der Leiterplatten-Bohrungen zueinander und auch der Abstand der Befestigungszapfen genau einzuhalten, um ein paßgenaues Fügen der beiden Teile zu ermöglichen.

Nach der Hauptanmeldung ist zur zunächst vorübergehenden Befestigung des Steckverbinders an der Leiterplatte ein rohrförmiger, geschlitzter Zapfen an einem Befestigungsteil vorgesehen, das in Führungen in den Flanschen des Steckverbinders eingeschoben ist.

Der hier vorgesehene Zapfen weist eine radiale Federung auf und der Steckverbinder wird durch Klemmung des Zapfens in der entsprechenden Leiterplatten-Bohrung gehalten. Die gebrauchsmäßige Befestigung des Steckverbinders erfolgt durch einen Lötvorgang, wobei der/die Zapfen mit einer die Zapfen-Aufnahmebohrung umgebenden Leiterplattenmetalli­ sierung verlötet wird.

Bei dieser Befestigungsart kann es jedoch gelegentlich vorkommen, daß die Klemmwirkung nicht ausreichend ist und der Steckverbinder beim Transport während der Leiterplattenbestückung bzw. von der Bestückungsstation zur Lötstation, insbesondere bei evtl. Zwischen­ lagerung beim Hantieren mit der Leiterplatte aus den Aufnahme-/Be­ festigungsbohrungen herausgedrückt wird. Dabei wird der Steckver­ binder teilweise nur etwas aus seiner Endlage/Auflage auf der Leiter­ platte herausgedrückt, so daß diese unvollständige Positionierung zunächst nicht bemerkt wird. Für eine einwandfreie Funktion der ge­ fertigten Leiterplatte ist jedoch ein exakt positionierter und einge­ löteter Steckverbinder erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen und eine sichere "Montage-Befestigung" der Steckverbinder zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zapfen der Befestigungsteile einen ersten zylindrischen Be­ reich aufweisen, an dessen Umfang verteilte, in axiale Richtung wei­ sende Federzungen angeformt sind, die unter Ausbildung von Rast­ schultern durch in radiale Richtung weisende Kröpfungen gebogen sind, wobei nach dem Einfügen der Zapfen in eine Leiterplattenbohrung der zylindrische Bereich von der Bohrung aufgenommen ist und die Rast­ schultern der Zungen hinter der Leiterplatte verrasten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 und 3 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Zapfen durch einfaches Eindrücken der Zapfen in eine Leiterplattenbohrung der Steckverbinder rastend an der Leiterplatte gehalten wird. Dabei bewirkt der zylin­ drische Halterungsbereich des Zapfens einen guten Halt in allen Belastungsrichtungen. Durch die Rasthalterung des Steckverbinders an der Leiterplatte wird eine sichere Befestigung bis zur endgültigen Lötbefestigung erzielt. Durch die konisch aufeinander zu verlaufenden Enden der Zungen wird ein einfaches Eindrücken der Zapfen auch bei ggf. toleranzbedingten unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern bzw. Bohrungsabständen ermöglicht. Wenn die Zapfen insgesamt länger als die übrigen Lötstifte des Steckverbinders ausgeführt sind, erfolgt hier eine Vorzentrierung des Steckverbinders beim Aufsetzen auf die Leiterplatte, so daß die Lötstifte genau zu den hierfür vorgesehenen Aufnahmebohrungen ausgerichtet sind. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, wenn die Steckverbinder in automatischen Bestückungs­ stationen auf- bzw. eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines Steckverbinders,

Fig. 2 die Ansicht des Steckverbinders gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 die Draufsicht auf die Ausnehmung im Steckverbinderflansch,

Fig. 4 die Seitenansicht der Ausnehmung im Steckverbinderflansch, und

Fig. 5 die verschiedenen Ansichten eines Halterungsteiles.

In der Fig. 1 ist ein Steckverbinder 1 der auf eine Leiterplatte 2 aufgesetzt ist, dargestellt. Der Steckverbinder besteht im wesent­ lichen aus einem Isolierkörper 3, in dem die Kontaktelemente 4 ge­ halten sind. Die Kontaktelemente sind mit Lötstiften 5 versehen, die in Bohrungen der Leiterplatte eingesetzt und hier mit den weiter­ führenden Leiterbahnen 6 verlötet sind.

Weiterhin ist der Steckverbinder mit einem metallischen Gehäuse 7 versehen, in dem der Isolierkörper 3 befestigt ist. An dem Isolier­ körper sind seitliche Auflage- und Befestigungsflansche 8 vorgesehen, deren Unterseite 9 plan auf der Oberfläche der Leiterplatte aufliegt. In die Flansche sind Ausnehmungen 10 eingeformt, in die Befestigungs­ teile 11 formschlüssig eingeschoben sind. Die Befestigungsteile sind mit einem metallischen rohrförmigen Zapfen 12 versehen, der aus der Unterseite 9 der Flansche 8 herausragt und in eine Bohrung 13 in der Leiterplatte 2 eintaucht. Die Bohrung ist dabei auf der Leiterplatten­ rückseite mit einer Metallisierung 14 umgeben, mit der der Zapfen ver­ lötet ist. Selbstverständlich kann hier auch vorgesehen sein, daß Leiterplatten mit beidseitiger Metallisierung zur Anwendung gelangen, wobei dann die inneren Bohrungswandungen ebenfalls mit einer Metalli­ sierung versehen sein können.

In der Fig. 2 ist der Flanschbereich des auf eine Leiterplatte 2 auf­ gesetzten Steckverbinders 1 im Schnitt dargestellt, während Fig. 3 und 4 die Ausbildung der Ausnehmung 10 im Flansch 8 des Steckverbin­ ders zeigt.

Wie bereits vorstehend erwähnt, ist das Befestigungsteil 11 in die Ausnehmung 10 eingeschoben und formschlüssig darin gehalten. Hierzu sind im Flansch schlitzförmige Führungen 15 (Nuten) vorgesehen, die sich in den Seitenwänden der Ausnehmung 10 befinden und parallel zur Flansch-Unterseite 9, von dieser beabstandet, erstrecken. Damit das Befestigungsteil eingeschoben werden kann, ist die Ausneh­ mung seitlich offen ausgebildet, während der Endbereich 16 geschlossen und entsprechend der Geometrie des herausragenden Zapfens 12 gerundet ist. Hierdurch wird die Endlage des Befestigungsteiles/Zapfens ein­ deutig bestimmt. Das Halterungsteil 11 (vgl. Fig. 5) ist mit einem flachen Halterungsabschnitt 17 versehen, dessen äußere Kanten 18 (äußere, seitliche Bereiche) beim Einfügen in die Ausnehmung des Flansches von den schlitzförmigen Führungen 15 umgriffen sind. In diesen Bereichen können ggf. hier nicht näher dargestellte, an sich bekannte Rasteinrichtungen vorgesehen sein, die eine in Einschiebe- bzw. Gegen-Richtung wirkende Halterung des Befestigungsteiles bewir­ ken. In der Ausnehmung 10 ist ein mittlerer Bereich erhöht und als Auflagefläche 19 bzw. Abstützfläche für den hinteren Bereich 20 des Zapfens 12 des Befestigungsteiles ausgebildet.

Weiterhin ist im Endbereich der Ausnehmung 10 eine Öffnung 21 einge­ formt, in die am Befestigungsteil/Zapfen angeordnete Fixierzungen 22 eintauchen. Hierdurch wird eine einwandfreie Halterung des Befesti­ gungsteiles sowie Halterung des Zapfens 12 in Bezug auf in axialer Richtung des Zapfens wirkende Kräfte erzielt.

Weiterhin ist an den Halterungsabschnitt 17 anschließend eine Kontaktlasche 23 ausgebildet, die in einer Öse 24 endet. Diese Kon­ taktlasche/Öse ist hier rechtwinklig zum Halterungsabschnitt ange­ ordnet und führt in den Bereich des metallischen Gehäuses 7 des Steckverbinders. Hier ist das Halterungsteil mit dem Gehäuse durch eine Nietverbindung 25 elektrisch leitend verbunden. Der besseren Erkennbarkeit der Ausgestaltung des Befestigungsteiles halber ist dieses in der Fig. 5 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Befestigungsteil ist aus einem flachen, federelastischen Blechmate­ rial vorzugsweise als einstückiges Stanz-Biegeteil hergestellt. Der der Befestigung in einer Leiterplatten-Bohrung dienende Zapfen 12 besteht im Befestigungsbereich aus einem ersten rohrförmigen, zylin­ drischen Bereich 26 und einem zweiten, durch Laschen/Federzungen 27 gebildeten Bereich. Dabei sind diese Federzungen am Umfang des rohr­ förmigen Bereiches verteilt angeordnet und im Bereich der "Anbindung" so gekröpft, daß jeweils eine nach außen weisende Rastschulter 28 ausgebildet ist. Insgesamt gesehen ist der Zapfen 12 so ausgebildet, daß der zylindrische Bereich 26 sich nach dem Aufsetzen des Steck­ verbinders 1 innerhalb der Leiterplatten-Bohrung 13 befindet und daß die Kröpfungen/Rastschultern 28 so angeordnet sind, daß diese hinter der Leiterplatten-Unterseite 29 angreifen. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist das Material des Zapfens dünn und federelastisch, so daß die Federzungen 27 beim Einfügen des Zapfens in eine Leiterplatten- Bohrung zunächst einwärts federn können, nach dem vollständigen Einfügen jedoch wieder nach außen federn, wobei die Rastschultern 28 hinter die Leiterplatten-Unterseite 29 greifen und eine sichere Rast­ halterung bewirken. Um ein leichtes Einfügen des Zapfens 12 in die Bohrung 13 zu ermöglichen, sind die Zungenenden 30 leicht konisch aufeinander zu gebogen.

Zur Erleichterung der Steckverbindermontage ist vorzugsweise vorge­ sehen, daß die Zapfen/Zungen insgesamt eine größere Länge aufweisen, als die Lötstifte 5. Dabei wird beim Aufsetzen des Steckverbinders auf die Leiterplatte zunächst eine Vorzentrierung des Steckverbinders bewirkt, so daß die übrigen Lötstifte leichter in die entsprechenden Leiterplatten-Bohrungen eingefügt werden können.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Befestigung von Steckverbindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steckverbinders mit Lötstiften ver­ sehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte mittels Lötung verbindbar sind, wobei die Steckverbinder-Isolierkörper mit ange­ formten Auflage- und Befestigungsflanschen versehen sind und wobei im Bereich der Flansche in Bohrungen der Leiterplatte einfügbare Zapfen aus lötfähigem Material vorgesehen sind, wobei nach Patent . . . (Patentanmeldung P 37 15 893.7) die Flansche des Isolierkörpers mit je einer Ausnehmung zur Aufnahme eines sepa­ raten Befestigungsteiles versehen sind, in der das mit dem Zapfen versehene Befestigungsteil formschlüssig einfügbar ist, wobei die Ausnehmungen mit schlitzförmigen Führungen versehen sind, die sich parallel zur Auflagefläche der Flansche, von dieser beabstandet, erstrecken, und die Befestigungsteile mit einem flachen, recht­ winklig zum Zapfen verlaufenden, in die Führungen einschiebbaren Halterungsabschnitt versehen sind, und die Befestigungsteile (Halterungsabschnitt/Zapfen) einstückig aus federelastischem Blechmaterial hergestellt sind, wobei die Zapfen rohrförmig ausge­ bildet und mit einem axialen Schlitz versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) der Befestigungsteile (11) einen ersten zy­ lindrischen Bereich (26) aufweisen, an dessen Umfang verteilte, in axiale Richtung weisende Federzungen (27) angeformt sind, die unter Ausbildung von Rastschultern (28) durch in radiale Richtung weisende Kröpfungen gebogen sind, wobei nach dem Einfügen der Zapfen (12) in eine Leiterplattenbohrung (13) der zylindrische Bereich (26) von der Bohrung (13) aufgenommen ist und die Rast­ schultern (28) der Zungen (27) hinter der Leiterplatte (2, 29) verrasten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (30) der Zungen (27) leicht konisch aufeinander zu verlaufen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) mit den angeformten Zungen (27) insgesamt eine größere Länge aufweisen als die übrigen Lötstifte (5) des Steckverbinders (1).