DE4218431C2 - Einrichtung zur Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte, bei der der Steckverbinder durch eine Kunststoffleiste gebildet wird, in der eine erste Gruppe von Kontaktelementen angeordnet ist, die mit Kontaktelementen einer zweiten Gruppe zusammenschiebbar sind, die in einem ebenfalls durch eine Kunststoffleiste gebildeten zweiten Steckverbinder angeordnet sind, und bei der der erstgenannte Steckverbinder zur Befestigung an der Leiterplatte Befestigungszapfen aufweist, die in Löcher in der Leitplatte eingreifen, wobei die Befestigungszapfen einen polygonalen Querschnitt aufweisen.

Eine derartige Einrichtung zur Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte ist aus der DE 36 03 250 bekannt. Der Steckverbinder ist hierbei mit einem Befestigungszapfen versehen, der in seinem oberen Bereich einen ersten Rechteckquerschnitt aufweist und in einem sich verjüngenden Rechteckabschnitt endet. Zur Befestigung des bekannten Steckverbinders weist die Leiterplatte eine entsprechend geformte Öffnung auf, in der der einen Rechteckquerschnitt aufweisende Befestigungszapfen einpreßbar ist. Der bekannte Befestigungszapfen weist den Nachteil auf, daß aufgrund der rechteckigen Querschnittsform keine Flächenpressung und somit nur ein unzureichender Halt gegeben ist.

Aus der DE 87 02 025 U1 ist ein zwischen Leiterplatte und Steckverbinder anzubringendes Anschlußelement mit angeschweißtem Federkontaktelement bekannt, das über seine gesamte Länge hinweg einen gleichen Querschnitt von einer runden Grundform besitzt, die an mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten mit parallelen Abflachungen versehen ist. Dieses Anschlußelement ist in ein Loch einer Leiterplatte einsteckbar, wobei vorgesehen ist, daß der Grundformdurchmesser des Anschlußelements gleich dem Lochdurchmesser in der Leiterplatte bemessen wird, so daß es mit seinen rundbelassenen Sektorabschnitten eng an die Lochwandung anliegt und dabei einen Gesamtquerschnitt aufweist, der nur geringfügig kleiner ist als der Querschnitt der Leiterplattenlöcher. Als nachteilig daran wird empfunden, daß die parallelen Abflachungen in einer mechanischen Festigkeit resultieren, die nur annähernd gleich ist der Festigkeit eines runden Drahtes vom Durchmesser des Leiterplattenloches. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird daher vorgeschlagen, eine noch stärkere Ausfüllung des Querschnitts der Leiterplattenlöcher dadurch zu erreichen, daß die runde Grundform mit nur zwei sich diametral gegenüber liegenden Abflachungen oder mit drei Abflachungen versehen ist.

Aus der DE 88 08 153 U1 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem ein Steckverbinder Fixierzapfen aufweist, die sich am Ende verjüngen und außerdem drei gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Längsrippen aufweisen. Dieser Fixierzapfen des Steckverbinders wird in ein rundes Loch der Leiterplatte eingesetzt, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Fixierzapfens. Das bei der Pressung zu viel vorhandene Material des Fixierzapfens oder des Lochs kann hierbei ggf. in die Freiräume zwischen den Längsrippen ausweichen.

Aus der Druckschrift "Elektronik Produktion & Prüftechnik", 1982, S. 322 sind Buchsen für eine Leiterplattenmontage bekannt. Der obere Teil der Buchse wird zu einem Sechskant geformt, wodurch die Buchse fest arretiert und zentriert in einem Leiterplattenloch sitzt und durch die Hohlräume des Sechskants eine Kapillarität entsteht, die eine gleichmäßigere Verteilung des Lötzinns ermöglicht.

Aus der EP 0 017 358 ist ein Steckverbinder bekannt, der im Querschnitt eine halbzylindrische Form mit einem lateral Querschnitt eine halbzylindrische Form mit einem lateral verlaufenden Vorsprung aufweist. Nachteilig an dieser Querschnittsform ist, daß der lateral verlaufende Vorsprung keine Presswirkung, sondern nur eine Federwirkung hervorruft, so daß sich der Befestigungszapfen an die Korrektur des Lochs der Leiterplatte federnd anschmiegt.

Es ist ferner bekannt, den Befestigungszapfen mit zylindrischem Querschnitt zu versehen, an dessen Umfang in axiale Richtung weisende Federzungen angeformt sind, die in radiale Richtung weisende Kröpfungen aufweisen, wobei nach dem Einführen der Befestigungszapfen Rastschultern die Zungen hinter den Leiterplatten verrasten (DE 37 23 347 A1).

Eine weitere bekannte Art der Ausbildung der Zapfen zur Befestigung von Steckverbindern an Leiterplatten sieht vor, daß die Befestigungszapfen einstückig aus federelastischem Blechmaterial hergestellt sind und rohrförmig sind und einen axialen Schlitz aufweisen.

Sowohl bei dieser Anordnung (DE 37 15 893 A1) als auch bei der vorgenannten Anordnung (DE 37 23 347 A1) ist vorgesehen, daß die Zapfen anschließend mit einer das Loch, durch das sie hindurchgesteckt werden, umgebenden Metallisierung verlötet werden, so daß kein Zurückfedern des zylindrischen Blechröhrchens, was die Gefahr einer Lockerung des Befestigungszapfens bedeuten würde, mehr möglich ist.

Aus der EP 0 260 967 B1 ist eine Einrichtung der genannten Art bekannt geworden, bei der der Befestigungszapfen durch Rippen gebildet wird, die eine Sollbruchstelle aufweisen, so daß beim Einpressen der Rippen diese an der Sollbruchstelle, durch die sie miteinander verbunden sind, brechen und sich dadurch dem Querschnitt des Loches, in das sie eingepreßt werden, anpassen.

Aus der DE 36 34 795 ist es bekannt, eine Federleiste an einer Leiterplatte durch Einpressen der Befestigungszapfen in Bohrungen in der Leiterplatte zu befestigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte, wie sie eingangs genannt ist, derart weiterzubilden, daß eine zuverlässige und mechanisch belastbare Verbindung gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dieser Querschnitt von einer Folge von sich abwechselnden gebogenen und geraden Abschnitten gebildet wird, daß die gebogenen Abschnitte Teile eines Kreises bzw. einer Ellipse sind und die geraden Abschnitte innerhalb des Kreises bzw. der Ellipse verlaufen, wobei die geraden Abschnitte wenigstens teilweise innerhalb des freien Querschnitts des Loches und die gebogenen Abschnitte außerhalb liegen.

Durch einfaches Einpressen der Befestigungszapfen in die Löcher ist es möglich, eine absolut sichere, wenngleich wieder lösbare Verbindung zu schaffen, ohne daß dazu noch irgendwelche weitere Wärmpräg- oder Lötvorgänge erforderlich sind. Der genannte Querschnitt ist sehr einfach, die Verbindung durch einen einfachen Einpreßvorgang herstellbar. Die auf den erfindungsgemäßen Querschnitt des Befestigungszapfen abgestimmte Querschnitt der Löcher der Leiterplatten bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, daß sich beim Einpreßvorgang sowohl die Befestigungszapfen als auch die Löcher der Leiterplatte leicht verformen, so daß in vorteilhafter Art und Weise ein absolut sicherer und fester Preßsitz ausgebildet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch zwei Steckverbinder; dabei ist der Steckverbinder mit einer Leiterplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verbunden.

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile II-II, jedoch bei weggenommener Leiterplatte;

Fig. 3 eine Ansicht des Befestigungszapfens;

Fig. 4, 5, 6 weitere Ausführungsbeispiele des Befestigungszapfens.

Fig. 1 zeigt einen ersten Steckverbinder 1 und einen zweiten Steckverbinder 2. Der erste Steckverbinder 1 wird durch eine Kunststoffleiste 3 gebildet, in der eine Vielzahl von Kontaktbuchsen 4 angeordnet ist. An die Kontaktbuchsen 4 sind Drähte 5 angeformt oder angelötet. Der zweite Steckverbinder 2 wird ebenfalls durch eine Kunststoffleiste 6 mit im Prinzip U-förmigem Querschnitt gebildet, in der eine Vielzahl von Kontaktstiften 7 angeordnet sind. Sie sind ebenfalls jeweils mit kurzen Drähten 8 verbunden. Der erste Steckverbinder 1 ist nun seinerseits an einer Leiterplatte 10 befestigt, der zweite Steckverbinder 2 an einer Leiterplatte 11. Die Drähte 5 bzw. 8 stecken in Löchern 12 bzw. 13 der Leiterplatten 10, 11. Die Löcher sind durchkontaktiert, d. h. innen mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material überzogen, die mit entsprechenden Leiterbahnen auf der Leiterplatte 10, 11 in Verbindung stehen. Der Steckverbinder 1 kann also (in Fig. 1 von links nach rechts) mit dem Steckverbinder 2 so zusammengesteckt werden, daß die Kontaktelemente (Kontaktbuchsen 4) des ersten Steckverbinders 1 mit den Kontaktelementen (Kontaktstifte 7) des zweiten Steckverbinders 2 eine feste Verbindung bilden und somit die auf der Leiterplatte 10 verwirklichte Schalteinheit mit der auf der Leiterplatte 11 verwirklichten Schalteinheit in Verbindung kommt.

Die vorliegende Erfindung hat die Verbindung des Steckverbinders 1 mit der Leiterplatte 10 zum Gegenstand. Zu diesem Zweck ist die Unterseite der Kunststoffleiste 3 mit einer Reihe von Befestigungszapfen 15 versehen, die in zugeordneten Löchern 16 der Leiterplatte 10 stecken. Ein solcher Befestigungszapfen 15 ist im Querschnitt in Fig. 2, in Seitenansicht in Fig. 3, vergrößert dargestellt. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Querschnitt eine Folge von sich abwechselnden gebogenen und geraden Abschnitten 17 bis 20 und 21 bis 24 auf. Die gebogenen Abschnitte 17 bis 20 sind Teile eines Kreises oder einer Ellipse. Diese gebogenen Abschnitte 17 bis 20 sind über die dazwischen liegenden geraden Abschnitte 21 bis 24 miteinander verbunden.

Die Lage des Loches 16 im Verhältnis zum Befestigungszapfen 15 und seinem Querschnitt ergibt sich aus Fig. 2. Daraus ist ersichtlich, daß die geraden Abschnitte 21 bis 24 wenigstens teilweise innerhalb des freien Querschnitts des Loches 16 liegen, wobei die gebogenen Abschnitte 17 bis 20 sich außerhalb befinden. Der Durchmesser des Loches 16 ist also kleiner als der Kreis bzw. die Ellipse auf dem bzw. auf der die gebogenen Abschnitte 17 bis 20 liegen. Ein Zahlenbeispiel ist folgendes:
Durchmesser des Loches 16: 2,05 mm; Durchmesser des Kreises, auf dem die gebogenen Abschnitte 17, 18, 19, 20 liegen: 2,18 mm; Abstand der zueinander parallelen, geraden Abschnitte 21, 23 bzw. 22, 24; 1,9 mm.

Bei diesen Abmessungen ist es möglich, die Befestigungszapfen 15 an der Kunststoffleiste 3 in die Löcher 16 der Leiterplatte 10 einzupressen, und zwar derart, daß beide sich leicht verformen und so einen absolut sicheren und festen Preßsitz bilden.

Fig. 4 zeigt als vorteilhafte Weiterbildung ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem an das freie Ende des Befestigungszapfens 15 im Anschluß an den polygonalen Querschnitt eine zylindrische Führung 30 vorgesehen ist, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie genau in das Loch 16 paßt. Den Endabschluß der Führung 30 bildet die konische Verjüngung 31. Die Führung 30 erleichtert das Einsetzen und verhindert ein Kippen bei Beginn des Einpreßvorganges an dem polygonalen mehrflächigen Teil des Befestigungszapfens.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele mit Befestigungszapfen 40, 41 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 (Ansicht der Kunststoffleiste 3 von unten), deren Querschnitt drei (Fig. 5) bzw. sechs (Fig. 6) gerade Abschnitte zwischen den gebogenen Abschnitten aufweist.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Verbindung eines Steckverbinders (1) mit einer Leiterplatte (10), bei der der Steckverbinder (1) von einer Kunststoffleiste (3) gebildet wird, in der eine erste Gruppe von Kontaktelementen (4) angeordnet ist, die in Kontaktelemente (7) einer zweiten Gruppe einschiebbar sind, die in eine, ebenfalls von einer Kunststoffleiste (6) gebildeten zweiten Steckverbinder (2) angeordnet sind, und bei der der erstgenannte Steckverbinder (1) zur Befestigung an der Leiterplatte (10) Befestigungszapfen (15) aufweist, die in Löcher (16) in der Leiterplatte (11) eingreifen, und der Befestigungszapfen (15) einen polygonalen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Querschnitt von einer Folge von sich abwechselnden gebogenen und geraden Abschnitten (17-20 und 21-24) gebildet wird, daß die gebogenen Abschnitte (21-24) Teile eines Kreises oder einer Ellipse sind und die geraden Abschnitte (17-20) innerhalb des Kreises bzw. der Ellipse verlaufen, wobei die geraden Abschnitte (21-24) wenigstens teilweise innerhalb des freien Querschnitts des Loches (16) und die gebogenen Abschnitte (17-20) außerhalb liegen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei, vier, fünf oder sechs gerade Abschnitte und dazwischen eine jeweils gleiche Anzahl gebogener Abschnitte vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Befestigungszapfens (15) im Anschluß an den polygonalen Querschnitt eine zylindrische Führung zum Einsetzen in das Loch (16) der Leiterplatte (11) aufweist.