DE2739645A1 - Elektrischer verbinder - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. I DIPL.-INC. 27396A5

AMP Incorporated I. September 1977

dr

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Elektrischer Verbinder

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Elektrische Verbinder dieser Art werden dazu benutzt, Bausteine aus integrierten Schaltkreisen auf gedruckten Schaltungskarten zu befestigen. Die Anschlußstifte, die von solchen elektronischen Einrichtungen abstehen, sind oft klein und zerbrechlich und deshalb leicht zu beschädigen. Ferner kann die Kraft, die erforderlich ist, um eine elektronische Einrichtung mit einer großen Anzahl von Anschlußstiften zu befestigen, übermäßig Hoch sein und deshalb Schwierigkeiten besonders dann verursachen, wenn, wie es während des Erprobens elektronischer Einrichtungen vorkommt, ein BePutzer mehrmals die elektronische Schaltung befestigen und abnehmen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und einen elektrischen Verbinder zu schaffen, der eine leichte und beschädigungsfreie, selbst mehrmalige Befestigung eines elektronischen Bauteils gestattet.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Verbinders hat den Vorteil, daß die Federarme Jedes Kontakts vor der Befestigung einer elektronischen Einrichtung am Verbinder geöffnet werden können, wodurch die Einrichtung mit einem Minimum an Widerstand und mit einem Minimum an Beschädigungsmöglichkeit für die Anschluß-

D-707 SCHWABISCH CMOND CtMeWnISAME ΚΟΝΤΈΝ: D-8 MÜNCHEN 7O Telefon: (07171) 5690 Deuisdie Itink Mündwn 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 »9) 77 S9 5« I. SCHROETER Telegramme: SJiroepat SchwaMjdi Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 70016) K.LEHMANN Telegrair.mr: Sdutxpat

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stifte der Einrichtung befestigt werden kann, wonach die Federarme der Kontakte geschlossen werden können um sich gegen die Anschlußstifte der elektronischen Einrichtung zu legen und dadurch den notwendigen LeitungsUbergang zu schaffen und gleichzeitig die elektronische Einrichtung mechanisch am Verbinder zu sichern. Die Federarme der Kontakte können nachher wiederum geöffnet werden, damit die elektronische Einrichtung vom Verbinder leicht entfernt werden kann.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert, es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Verbinders, Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Verbinders ohne seine Kontakte,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines im Verbinder benutzten Kontakts, Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch den Verbinder, in dem

eine elektronische Einrichtung befestigt ist, Pig· 5 einen Teil-Vertikalschnitt durch den Verbinder in einem ersten Zustand,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Figur 5, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Figur 8, Fig. 8 eine der Figur 5 ähnliche Ansicht, wobei sich der Verbinder jedoch in einem anderen Arbeitszustand befindet.

Der nachfolgend beschriebene Verbinder ist dazu bestimmt, eine elektronische Einrichtung loo mit mehreren Anschlußstiften auf einer (nicht gezeigten) Unterlage, z.B. einer gedruckten Schaltun: skarte, zu befestigen (Fig. 4).

Gemäß den Figuren 1 bis 4 besteht der Verbinder aus einem Körper 1, der aus elektrisch isolierendem Kunststoff gegossen ist und eine Mehrzahl von Hohlräumen 2 enthält, die durch Begrenzungswände 3 voneinander getrennt sind. Der Körper 1 ist Im wesentlichen rechtwinklig in einem Horizontalschnitt

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und die Hohlräume 2 sind in zwei parallelen Reihen angeordnet« die durch eine Begrenzungswand 4 voneinander getrennt sind.

Jeder Hohlraum 2 enthält einen elektrischen Kontakt 5, der in Figur 3 dargestellt ist. Der Kontakt 5 kann aus Metallblech gestanzt und geformt sein, z.B. aus mit Gold oder Zinnlot plattiertem Berylliumkupfer. Der Kontakt 5 hat einen Abschnitt 6, der vom Körper 1 zur Aufnahme in einer öffnung der Unterlage vorsteht. Der Kontakt 5 weist ferner zwei Federarme 7 und 3 auf, die im Hohlraum 2 aufgenommen sind und aufgrund ihrer eigenen Federspannung gegeneinander gedrückt werden, so dafl ein Anschlußstift einer elektronischen Einrichtung zwischen ihnen gemäß Figur 4 aufgenommen werden kann. Der Federarm 7 hat im wesentlichen S-form, wobei Jedoch der untere Abschnitt etwas länger ausgebildet ist, um dem Arm 7 gute Federeigenschaften zu verleihen. Der Stiftabschnitt 6 des Kontakts ist aus dem Federarm 7 herausgestanzt, wie ebenfalls aus Figur J5 ersichtlich ist. Das freie Ende 9 des Arms 7 dient als Haken zum Erfassen eines Betätigungsmechanismus für den Verbinder, wie noch später beschrieben wird. Das freie Ende des Arms 8 ist in drei Finger aufgeteilt, wovon ein Finger 10 als Kontaktpunkt für einen (nicht dargestellten) Prüfkontakt dient und die anderen beiden Finger 11 den Arm 8 gegen eine Relativbewegung zum Körper 1 sichern, wie ebenfalls noch später beschrieben wird.

Zum Verbinder gehört auch ein Deckel 12, der ebenfalls aus isolierendem Kunststoff gegossen ist. Der Deckel 12 hat Hakenbeine 13, die mit Schultern 14 am Körper 1 in Eingriff gebracht werden können, wodurch der Deckel 12 am Körper 1 gesichert wird, um die Höhlräume 2 zu schließen und die darin befindlichen Kontakte 5 zu halten. Der Deckel 12 weist eine Mehrzahl von durchgehenden öffnungen 15 auf, damit die Anschlußstifte einer elektronischen Einrichtung 100 (Fig. 4) Zugang zur Aufnahmen zwischen den Federarmen 7 und 8 eines zugehörigen Kontakts 5 haben. An die öffnungen 15 schließen sich aufrechte Wände 16 mit Schrägflächen 17 an, die dazu dienen, die Anschlußstifte der elektronischen Einrichtung

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in die Öffnungen 15 zu führen. Die Wände 16 sind mit nach unten gerichteten Portsätzen 18 ausgebildet, die in Ausnehmungen 19 des Körpers 1 eingreifen können, um den Deckel 12 und den Körper 1 genau zueinander auszurichten. Ferner sind in den Wänden 16 Rillen 20 vorhanden, die es gestatten, einen Prüfkontakt 5 in Berührung mit einem Pinger Io zu bringen. Der Deckel 12 erfaßt auch die Pinger 11 am freien Ende der Arme 8 Jete Kontakts 5 und verhindert so die Bewegung des Federarms 8 in Richtung auf den Federarm 7 des Kontakts 5.

Zwischen dem Deckel 12 und dem Körpfer 1 befindet sich ein längliches Betätigungselement 21 mit einer ausgenommenen unteren Oberfläche von (wie aus den Zeichnungen ersichtlich) die die Begrenzungswand 4 des Körpers 1 an ihrer Oberseite berührt ( s.Pig. 4). Das Betätigungselement 21 ist länger als die Wand 4, sodaß das Betätigungselement 21 sich relativ zum Körper 1 und zum Deckel 12 bewegen kann, wobei ein Endabschnitt des Betätigungselements 21 von irgendeiner der beiden Seiten des Körpers 1 vorsteht, wenn sich das Betätigungselement 21 in einer seiner beiden Extremlagen zum Körper 1 befindet. Der Körper 1 hat an Jedem Ende einen ausgenommenen Ansatz 22 an der Stelle, an der das Betätigungselement 21 vorsteht. Der Ansatz 22 dient als Hebelansätzpunkt für ein Werkzeug 200, z.B. einen in Fig. 1 dargestellten Schraubendreher, der an dem Jeweils vorstehenden Abschnitt des Betätigungselements 21 angesetzt werden kann, um die Bewegung des Betätigungselement 21 relativ zum Körper 1 zu veranlassen.

Der Verbinder enthält auch zwei längliche Kupplungselemente 23, die ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material gegossen sind. Jedes der Kupplungselemente 23 ist einer der Reihen

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von Kontakten 5 zugeordnet und dient dazu, den Federarm 7 jedes Kontaktes 5 der betreffenden Reihe mit dem Betätigungselement 21 zu kuppeln. Jedes Kupplungselement 23 ist rinnenförmig in einem Vertikalschnitt ausgebildet, wie in Pig. 4 zu sehen ist, und ist so eingesetzt, daß der Grund des rinnenförmigen Querschnitts auf der Oberseite der Wände 3 des Körpers 1 ruht. Die hakenförmigen freien Endabschnitte 9 der Federarme 7 der zugeordneten Kontakte 5 sind über die äußeren Seitenwände jedes Kupplungselements gehakt, während die innere Seitenwand jedes Kupplungselements 23 in die Ausnehmung des Betätigungselements 21 eingreift, was alles in Fig. 4 dargestellt ist.

Die innere Oberfläche der inneren Seitenwand jedes Kupplungselements 23 und die innere Oberfläche der zugeordneten Seite des Betätigungselements 21 bilden zusammenarbeitende Oberflächen, wovon jede die Form einer Reihe von Zähnen 24 bzw. 25 hat. Jeder Zahn 24 oder 25 hat einen flachen Kopf 26 oder 27 und eine Schrägfläche 28 oder 29, auf der ein Zahn 25 oder 24 des anderen Elements hochgleiten kann, wenn das Betätigungselement 21 sich relativ zu den Kupplungselementen 23 längs bewegt.

Die Kupplungselemente 23 sind von einer solchen Größe, daß sie gegen eine Längsbewegung relativ zum Körper 1 durch Berührung mit dessen Endwänden gesichert sind. Dagegen können sie sich seitlich zum Körper 1 bewegen, was dadurch veranlaßt wird, daß das Betätigungselement 21 relativ zum Körper 1 in Längsrichtung bewegt wird, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 8 beschrieben wird.

Die Fig. 5 zeigt den Verbinder in einem Zustand, in dem die Federarme 7 und 8 jedes Kontakts 5 eng aneinander geschlossen sind wobei dies der normale Ruhezustand des Verbinders ist. Dies ist zugleich der Zustand, in dem eine elektronische Einrichtung loo am Verbinder gemäß Fig. 4 befestigt ist.

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Wenn sich der Verbinder in diesem Zustand befindet, liegen die Zähne 2k und 25 der Kupplungselemente 23 und des Betätigungselements 21 ineinander, wie Fig. 6 zeigt, wobei außerdem die Kupplungselemente 23 von der Wand 4 des Körpers 1 einen Abstand haben, wie die Fig. 5 und 6 zeigen.

Wenn es erwünscht ist, eine elektronische Einrichtung loo am Verbinder zu befestigen, wird ein Werkzeug 2oo (Fig. 1) an das vorstehende Ende des Betätigungselements 21 angesetzt und letzteres längs zum Körper 1 bewegt (aufwärts gemäß der Ansicht der Fig. 6 und 7, in Fig. 7 durch einen Pfeil angedeutet). Aufgrund dieser vom Werkzeug 2oo eingeleiteten Bewegung des Betätlgungselements 21 gleiten die Schrägflächen und 29 der Zähne 24 und 25 aufeinander, bis die flachen Köpfe 26 und 27 der Zähne sich gegenseitig berühren, was in Fig. 8 dargestellt ist. Eine solche Bewegung des Betätigungselements 21 veranlaßt die Kupplungselemente 23» sich relativ zum Körper 1 quer über die Oberseiten der Wände 3 in Richtung auf die Wand t» zu bewegen, wie ebenfalls, durch einen anderen Pfeil in Fig. 7, dargestellt ist. Da, wie beschrieben, das hakenförmige freie Ende 9 der Federarme 7 der Kontakte 5 in das Kuppluntselement 23 eingreift, verursacht eine derartige Bewegung der Kupplungselemente 23, daß der Federarm 7 jedes Kontakts vom zugeordneten Arm 8 weggedrückt wird, wobei letzter gegen eine Folgebewegung durch Eingriff der Finger 11 des Ares 8 mit dem Deckel 12 festgehalten ist.

Der Verbinder befindet sich dann in einem Zustand, wie er in Fig. 8 dargestellt ist, injdem eine elektronische Einrichtung loo am Verbinder befestigt werden kannj indem die Anschlußstifte der elektronischen Einrichtung frei zwischen den Federarmen 7 und 8 der jeweils zugeordneten Kontakte 5 aufgenommen werden können und nur eine geringe Kraft erforderlich ist, die elektronische Einrichtung anzusetzen. Infolgedessen

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besteht auch nur eine geringe Gefahr für die Beschädigung von Anschlußstiften der elektronischen Einrichtung während des Ansetzens.

Das Betätigungselement 21 wird dann in der entgegengesetzten Längsrichtung bewegt, indem das Werkzeug 2oo an dem nun vorstehenden Ende angesetzt wird. Dadurch werden die Elemente 21 und 23 in die Lage der Fig. 5 und 6 zurückgeführt, in der der Federarm 7 jedes Kontakts sich gegen den zugeordneten Arm 8 schließt, um den Anschlußstift der elektronischen Einrichtung loo zu erfassen, der sich zwischen ihnen befindet. Die federnde Eigenschaft des Federarm 7 stellt die notwendige Kraft bereit, um die Kupplungselemente 23 von der Wand 4 des Körpers 1 zurückzuholen. Im praktischen Einsatz sind die Stiftabschnitbe 6 der Kontakte 5 elektrisch mit Leitern auf einer Unterlage, zum Beispiel einer gedruckten Schaltungskarte, verbunden. Auf dieae Weise dient der Verbinder zur Verbindung der elektronischen Einrichtung mit den Leitern auf der Unterlage, wie dies erforderlich ist.

Wie aus den Fig. 6 und 7 klar hervorgeht, sind die Schrägflächen 28 der Zähne 21 der Kupplungselemente 23 kcnvex gekrümmt, haben also keine gerade Form. Eine solche Gestaltung dieser Oberflächen stellt sicher, daß die zur Bewegung des Betätigungselements 21 gegen die Kraft der Federarme 7 notwendige Verschiebekraft während des öffnens der Federarme 7 und 8 jedes Kontakts 5 im wesentlichen während der gesamten Bewegung.des Betätigungselements 21 konstant bleibt, obwohl

von den Federarmen 7 bei ihrer von den Federarmen 8 weggerichteten Bewegung eine zunemende Kraft ausgeübt wird. Die genannte Formgebung der Oberflächen 28 der Zähne 24 sichert auch, daß die notwendige Bewegung des Betätigungselements 21 erwünschtermaßen ein Minimum bleibt, was in Übereinstimmung mit wohlbekannten Prinzipien der Nockenabtasttechnik steht.

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Obwohl in dem beschrieoenen Verbinder die Kontakte 5 in zwei parallelen Reihen angeordnet sind und deshalb zwei Kupplungselemente 23 und ein einziges Betätigungselement 21 erforderlich sind, ist ersichtlich, daß andere Kontaktanordnungen möglich sind, von denen einige nicht einmal ein Kupplungselement erforderlich machen. Dabei wUrden die Kontakte 5 direkt das Betätigungselement 21 berühren, was eine Oberfläche hätte, die direkt mit einer Oberfläche des Körpers 1 zusammenarbeiten würde, um die notwendige Federarmspreizbewegung des Betätigungselements 21 zu veranlassen.

Außerdem kann der Verbinder, obwohl er oben so beschrieben ist, daß das Betätigungselement 21 nach außen vom Körper 1 vorsteht, um von einem besonderen Werkzeug. 2 erfaßt zu werden, * anders gestaltet sein, z.B. mit einem eingebauten Betätigungsmechanismus aus z.B. einem Hebel zur Handbetätigung, um die notwendige Bewegung des Betätigungselements zu veranlassen. Der Mechanismus kann auch Mittel enthalten, die eine elektronische Einrichtung aus dem Verbinder auswerfen, wenn das Betätigungselement seine Federarmspreizbewegung ausführt.

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Claims (1)

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   HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

   I)IPL.-PHYS. DIPL.-INC. JH OQC AR

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   Ansprüche

   (Iy Elektrischer Verbinder, zum Befestigen einer mehrere Anschlußstifte aufweisenden elektronischen Einrichtung auf einer Unterlage, aus einem Körper elektrisch isolierenden Materials, der eine Mehrzahl von Hohlräumen mit jeweils einem darin aufgenommenen elektrischen Kontakt mit einem Stiftabschnitt hat, der vom Körper zur Aufnahme in einer Öffnung der Unterlage absteht und mit dem einstückig zwei im Hohlraum aufgenommene Federarme ausgebildet sind, die auf Grund ihrer Eigenfederung gegeneinander zur Aufnahme eines dazwischen liegenden Anschlußstifts einer elektronischen Einrichtung gespannt sind, und aus einem Deckel aus elektrisch isolierendem Material, der am Körper befestigt ist, die in diesem befindlichen Hohlräume zum Halten der Kontakte in den Hohlräumen verschließt und eine Mehrzahl von durchgehenden öffnungen zur Einführung der AnschluQstifte der elektronischen Einrichtung zwecks Aufnahme der Anschlußstifte zwischen den Pederarmen zugeordneter Kontakte hat, dadurch gekennzeichnet, dafl ein zwischen Deckel (12) und Körper (1) gesichertes und dazu relativ bewegliches Betätigungselement (21) an einen (7) der Federarme (7und 8) jedes Kontakts (5) so gekuppelt ist, daß eine Bewegung des Betätigungselements (21) relativ zum Körper (1) in einer Richtung die Spreizung der Federarme (7und8) jedes Kontakts (5) zwecks leichten Zutritts eines Anschlußstifts einer elektronischen Einrichtung (100) verursacht, dagegen eine Bewegung des Betätigungselements (21) in zur erst genannten entgegengesetzten Richtung den Federarmen (7und8) jedes Kontakts(5) das Schließen zwecks Erfassen eines zwischen ihnen aufgenommenen Anschlußstifte 809810/0933

   D-7O7 SCHWABISCH GMÜND GEMEINSAME KONTEN: D-β MÖNCHEN 7O

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   H SCHROETER TclrtMmmc: Sthrocpat SAwübisdi Cmünd 02/00 535 (BLZ «13 703 ti) K.LEHMANN Tdegnmme: SJwoepK

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   einer elektronischen Einrichtung (100) gestattet. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (21) mit einem (7) der Federarme (7und8) Jedes Kontakts (5) mittels eines Kupplungselements (23) gekuppelt ist, das zwischen Deckel (12) und Körper (1) gesichert und dazu relativ beweglich ist und außerdem einen der Federarme (7) des Kontakts (5) direkt erfaßt, wobei das Kupplungselement (23) und das Betätigungselement (21) mit zusammenarbeitenden Flächen ausgebildet sind, die dazu dienen, die Bewegung des Kupplungselements (23) auf Grund der Bewegung des Betätigungselements (21) zu veranlassen. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Oberflächen am Kupplungselement (23) und Betätigungselement (21) Jeweils die Form einer Reihe von Zähnen (24und25) haben, deren jeder einen flachen Kopf (26bzw.27) und eine Schrägfläche (28bsw29) hat, auf der ein Zahn (25bzw.24) des anderen Elements gleiten kann, wenn das Betätigungselement (21) sich relativ zum Kupplungselement (23) in einer Richtung parallel zur Reihe der Zähne (24und25) bewegt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei einer ersten Relativlage des Betätigungselements (21) zum Kupplungselement (23) (gemäß Figur 6) die Zähne (24und 25) an den beiden Elementen (21ünd23) ineinandergreifen und das Kupplungselement (23) sich in einer ersten Lage befindet, in der die Federarme (7und8) Jedes Kontakts (5) gegeneinander geschlossen sind (rigur 5), und bei einer zweiten Relativlage des Betätigungselements (21) zum Kupplungselement (23) (gemäß Figur 7) die flachen Köpfe (26und27) der Zähne (24und25) an beiden Elementen (21und23) sich gegenseitig berühren und das Kupplungselement (23) sich in einer zweiten Lage befindet, in der die Federarme (7und8) Jedes Kontakts (5) auf Grund des gegenseitigen Eingriffs zwischen dem Kupplungselement (23) und einem der Federarme (7) Jedes Kontakts (5) gespreizt sind (Figur 8).

   Verbinder nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5) in zwei parallelen Reihen angeordnet sind und daß zwei Kupplungselemente (23) vorgesehen sind,

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   von denen jeweils eines mit einer der Reihen der Kontakte (5) in Beziehung steht und dazu dient, den einen der Federarme (7) der Kontakte dieser Reihe mit dem einzigen, beiden Reihen zugeordneten Betätigungselement (21) zu kuppeln.

   5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Federarm (8) jedes Kontakte t5) einen freien Endabschnitt (11) aufweist, der mit dem Deckel (12) in Eingriff steht, um eine Bewegung des anderen Federarms (8) in Richtung auf den genannten einen Federarm (7) des Kontakts (5) zu verhindern.

   6. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federarm (7) jedes Kontakts (5) im wesentlichen S-förmig ausgebildet ist und der andere Federarm (8) des Kontakts (5) vom einen Ende des einen Federarms (7) ausgeht, wobei das andere Ende des einen Federarms als Haken (9) dient, der mit dem zugeordneten Kupplungs- oder Betätigungselement (23oder21) in Eingriff steht, und der Stiftabschnitt (6) des Kontakts (5) aus dem einen Federarm (7) des Kontakts (5) gestanzt ist.

   7. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (21) nach außen am Körper (1) zur Betätigungsmöglichkeit durch ein Werkzeug (200) vorsteht, welches die Bewegung des Betätigungselement8 (21) relativ zum Körper (1) veranlassen kann, der mit einem ausgenommenen Ansatz (22) an der Stelle versehen ist, an der das Betätigungselement (21) vorsteht, wobei der Ansatz (22) als Hebelansatzpunkt für das Werkzeug (200) dient.

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