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Elektrischer Verbinder
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder, der besonders
gut geeignet ist zum Herstellen von Schaltungen im Zusammenhang mit gedruckten Schaltungsplatten.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen elektrischen Verbinder, bei dem
die zum Einsetzen von Leitungsstiften einer gedruckten Schaltungsplatte oder eines
Gehäuses einer integrierten Schaltung in den Verbinder benötigte Kraft im wesentlichen
Null ist. Es ist allgemein bekannt, elektrische Verbinder mit einer Einsetzkraft
von Null zum Anschluß von stiftförmigen Leitern der Gehäuse integrierter Schaltungen
an Kontaktanschlüssen eines Verbinders oder einer Fassung zu benutzen.
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Bei einem bekannten Verbinder mit einer Einsetzkraft von Null wird
der Leitungsstift in ein Loch im Leiter eingesetzt, ohne daß irgendeine Kraft aufgebracht
wird, und die Verbindung zwischen dem Leitungsstift und dem Kontaktanschluß erfolgt
dadurch, daß der Kontaktanschluß mittels einer Betätigungs- bzw. Treibeinrichtung
so gedrängt wird, daß er mit dem eingesetzten Leitungsstift in Berührung gelangt.
Wenn eine große Anzahl von Kontaktanschlüssen im Verbinder vorhanden ist, ist eine
große Kraft nötig, um die Kontaktanschlüsse in die Kontaktstellung zu drängen.
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In diesem Fall erfordert die Stärke des Verbinders und seiner Teile
sorgfältige Beachtung, und der Verbinder erhält einen ziemlich komplizierten Aufbau.
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Ferner besteht der Nachteil, daß, wenn die Treibeinrichtung bzw.
der Treibmechanismus im Verbinder enthalten sind, dessen Abmessungen vergrößert
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Verbinder zu schaffen,
bei dem die Einsetzkraft Null ist, und der eine Vielzahl von Kontaktanschlüssen
hat,
die beim Aufbringen einer nur minimalen Kraft gegen die stiftförmigen
Leiter vorgespannt werden können.
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Lösungen dieser Aufgabe und vorteilhafte Weiterbildungen solcher
Lösungen sind in den Patentansprüchen angegeben.
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Vorteilhafterweise sind mit der vorliegenden Erfindung die Ziele
erreicht worden, einen Verbinder mit einfachem Aufbau verfügbar zu machen, der im
Betriebzuverlässig ist und kleine Abmessungen aufweist, ferner, einen Verbinder
mit Einsetzkraft Null zu schaffen, dessen Kontaktanschlüsse mit einer getrennten
Vorrichtung eingebracht werden. Erfindungsgemäß weist ein Verbinder mit einer Einsetzkraft
Null zum Verbinden beispielsweise von Stiften des Gehäuses einer integrierten Schaltung
ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Aussparungen auf, die voneinander durch Trennwände
getrennt sind, wobei elektrische Anschlußklemmen im Gehäuse durch eine Öffnung in
einem in der Aussparung vorgesehenen Schieber angebracht sind. Der Kontaktanschluß
weist dabei einen Steg, ein Blatt und einen Anschlußbereich auf. Der Steg ist so
geformt, daß er einen federnd nachgiebigen Körper bildet, und das Blatt ist mit
einer Öffnung versehen, die einen erweiterten Bereich und einen schmalen Schlitz
hat. Der Steg wird vom Schieber so bewegt, daß der erweiterte Bereich der Öffnung
im Blatt mit dem zu verbindenden Stift ausgerichtet wird. Wenn der Steg in seine
ursprüngliche Lage zurückkehrt, wird der Stift im Schlitz erfaßt und mit dem Kontaktanschluß
in Berührung gebracht.
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Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten
anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen
zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Verbinders gemäß der Erfindung, in welchem stiftförmige Leiter eines Gehäuses
einer integrierten Schaltung in den Verbinder eingesetzt sind; Fig. 2 eine vergrößerte
perspektivische Teilansicht des Gehäuses des Verbinders;
Fig. 3
eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Kontaktanschlusses, der vom erfindungsgemäßen
Verbinder gehalten werden soll; Fig. 4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Verbinders gemäß der Erfindung mit teilweisen Weglassungen; Fig. 5 eine schematische
Seitenansicht des Verbinders gemäß Xig. 4; Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische
Teilansicht des zweiten Ausführungsbeispiels eines Verbinders gemäß Fig. 4; Fig.
7 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Gehäuses gemäß Figo 4; Fig. 8 und
9 Seitenansichten eines Schiebers zum Einsatz in den Verbinder des zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung gemäß Fig. 4; Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
eines Verbinders gemäß der Erfindung; Fig. 11 einen Schnitt durch den Verbinder
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 12 eine Draufsicht auf
den Verbinder gemäß Fig.
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11 unter teilweiser Weglassung; Fig. 13 einen Teilschnitt durch die
in einen Verbinder gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eingesetzten Schieber;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zum Anbringen einer Abdeckplatte
am Verbinder gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbinders 10 gemäß der Erfindung
wird anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert.
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Der Verbinder 10 ist aus: Kunststoff oder einem anderen dielektrischen
Werkstoff hergestellt und hat eine langgestreckte integrierte Fassung bzw. ein Gehäuse
11. Das Gehäuse 11 hat zwei parallele Öffnungen oder Aussparungen 13, die durch
eine sich in Längsrichtung erstreckende Trennwand 12 voneinander getrennt sind.
Die Aussparungen 13 sind an der Oberseite 14 des Gehäuses 11 offen und haben in
einem Boden 15 der Aussparung
eine Serie von Öffnungen 16 in regelmäßigen
Abständen.
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Für jede Aussparung 13 im Gehäuse 11 ist ein Schieber 21 aus elektrisch
nicht leitfähigem Werkstoff so angebracht, daß er in Längsrichtung längs der Aussparung
13 geringfügig verschiebbar ist. Der Schieber 21 hat eine Reihe von Öffnungen 26
und jeweils zwei Schultern 23, die über die Seitenwände der Öffnungen 26 hinausragen.
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An einem Ende der Fassung bzw. des Gehäuses 11 ist eine Welle 31
gelagert, die einen länglichen Nocken 32 trägt.
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Der Schieber 21 wird von einer zwischen einem Ende des Schiebers und
dem anderen Ende des Gehäuses abgestützten Blattfeder 33 federnd nachgiebig gegen
den Nocken 32 gedrängt. Wenn der Nocken 32 mittels der Welle 31 gedreht wird, wird
der Schieber 21 entgegen der Kraft der Blattfeder 33 bewegt.
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In den Öffnungen 26 im Schieber 21 ist eine Reihe elektrischer Anschlüsse
bzw. Kontakte 40 aufgenommen, die jeweils durch die Öffnung 16 im Boden 15 des Gehäuses
aus dem Gehäuse 11 nach außen vorstehen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
Kontaktes 40 ist im einzelnen in Fig. 3 dargestellt, aus der zu entnehmen ist, daß
jeder einzelne Kontakt 40 aus einem einzelnen, einstückigen, aus verhältnismäßig
dünnem Metallblech ausgestanzten Teil besteht. Der Kontakt 40 ist vorzugsweise so
geformt, daß er einen Befestigungsschaft 41 in vierseitiger Gestalt hat und einen
langgestreckten Steg 42 sowie ein Blatt 43 und einen Anschlußbereich 44 aufweist.
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Der Befestigungsschaft 41 des Kontaktes 40 ist in der Öffnung 16
im Boden 15 des Gehäuses 11 fest aufgenommen. Der Steg 42 des Kontaktes 40 ist federhart
gemacht, um einen federnd nachgiebigen Körper zu schaffen, und ist unter einem geringen
Winkel gegenüber der längsachse des Befestigungsschaftes 41 geneigt.
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Das Blatt 43 des Kontaktes 40 hat die in Fig. 3 gezeigte
Gestalt
und ist rechtwinklig zur Längsachse des Steges 42 angeordnet. Der geneigte Steg
42 hat in seinem Übergangsbereich Schultern 45. Die Schultern 45 des Steges können
mit den Schultern 23 des Schiebers 21 in Berührung treten. Wie aus der Zeichnung
hervorgeht, ist in dem geneigten Blatt 43 des Kontaktes 40 eine schlüsselloch- oder
keilförmige Öffnung 46 ausgebildet, die einen erweiterten Bereich 47 und einen sich
in Längsrichtung erstreckenden,schmalen1 schlitzförmigen Bereich 48 hat. Der erweiterte
Bereich 47 der schlüssellochförmigen Öffnung 46 ist etwas größer bemessen als der
Durchmesser eines'in die Öffnung einzusetzenden Stiftes P.
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An der Oberseite 14 des Gehäuses 11 des Verbinders ist eine Abdeckplatte
50 so angebracht, daß sie die Aussparungen 13 überdeckt. In der Abdeckplatte 50
ist eine Vielzahl von Führungsöffnungen 51 vorgesehen, durch die beispielsweise
Stifte P eines Gehäuses S einer integrierten Schaltung eingesetzt werden.
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Bei einer Umdrehung der Welle 31 um 900 aus der in Fig. 1 gezeigten
Stellung wird der Schieber 21 entgegen der Kraft der Blattfeder 33 bewegt und bewegt
die Schulter 23 des Schiebers 21 die Schulter 45 des Kontaktes 40 so, daß der Steg
42 des Kontaktes 40 federnd nachgiebig in eine Stellung gezwungen wird, in welcher
der erweiterte Bereich 47 der Öffnung 46 mit der Öffnung 51 in der Abdeckplatte
50 ausgerichtet ist. Dann kann der Stift P durch die Führungsöffnung 51 in den erweiterten
Bereich 47 der schlüssellochförmigen Öffnung 46 im Blatt 43 eingesetzt werden.
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Danach wird der Nocken 32 in die in Fig. 1 gezeigte ursprüngliche
Stellung zurückgedreht, der Schieber 21 wird mittels der Blattfeder 33 bewegt, der
Steg des Kontaktes 40 nimmt aufgrund der ihm innewohnenden Federkraft seinen ursprünglichen
Zustand wieder ein, und der Stift P wird im schmalen schlitzförmigen Bereich 48
der Öffnung 46 im Blatt 43 aufgenommen und fest erfaßt, so daß eine gute Verbindung
zwischen
dem Kontakt 40 und dem Stift P hergestellt ist.
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In Fig. 4-9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verbinders 110 dargestellt. Dieser Verbinder 110 dient zum Anbringen eines Gehäuses
einer integrierten Schaltung, das von quadratischer oder rechteckiger Gestalt ist
und eine Vielzahl von Stiften P in einer Oberfläche eines ebenen Substrats S aufweist.
Wie aus Fig. 6 und 7 hervorgeht, hat ein Gehäuse 111 des Verbinders 110 eine Vielzahl
von Nuten oder Aussparungen 13a bzw. 13b, die jeweils durch eine Trennwand 12 voneinander
getrennt sind.
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Für jede Aussparung 13a bzw. 13b im Gehäuse 111 ist ein Schieber
21a bzw. 21b aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff so angebracht, daß
er in Längsrichtung der Aussparung 13a bzw. 13b geringfügig verschiebbar ist. Die
Schieber 21a und 21b haben ähnliche Gestalt; aber die Front jeder Schulter 23a des
Schiebers 21a ist entgegengesetzt zur Front der Schulter 23b des Schiebers 21b.
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Gemäß Fig. 4 ist eine Welle 31 an einem Ende des Gehäuses 111 drehbar
gelagert und trägt eine Vielzahl elliptischer Nocken 32, von denen jeder in einer
Position entsprechend der Ausrichtung der Aussparung 13a bzw. 13b angeordnet ist.
Der Schieber 21a bzw. 21b hat eine Öffnung 25 zur Aufnahme des Nockens 32. In der
Aussparung 13a zwischen dem Ende des Schiebers 21a in der Nähe der Öffnung 25 und
der Stirnwand des Gehäuses 111 ist eine Blattfeder 33a angeordnet, und eine weitere
Blattfeder 33b ist in der Aussparung 13b zwischen dem von der Öffnung 25 entfernten
Ende des Schiebers und der Stirnwand des Gehäuses angeordnet, so daß die Schieber
21a und 21b mit dem entsprechenden Nocken 32 zusammenwirken können. Wenn die Nocken
32 mittels der Welle 31 gedreht werden, werden die Schieber 21a und 21b entgegen
der Kraft der Blattfedern 33a und 33b in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
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In der Öffnung im Schieber 21a bzw. 21b ist jeweils
eine
Reihe elektrischer Anschlüsse oder Kontakte aufgenommen, die durch die Öffnungen
16 im Boden 15 des Gehäuses aus dem Gehäuse 111 nach außen ragen. Die Front der
Schulter 45 des Kontaktes 40 ist in den beiden Schiebern 21a und 21b entgegengesetzt
angeordnet, und die Schulter 45 des Blatts 43 kann mit den Schultern 23a bzw. 23b
jedes der Schieber 21a und 21b in Berührung treten.
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An der Oberseite des Gehäuses 111 ist eine Abdeckplatte 150 angebracht,
die die Aussparungen im Gehäuse überdeckt.
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Die Abdeckplatte 150 ist mit einer Vielzahl von Führungsöffnungen
51 versehen, durch die beispielsweise Stifte P eines Gehäuses einer integrierten
Schaltung einsetzbar sind.
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Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei einem Drehen des
Nockens 32 um 900 aus der Position gemäß Fig. 8 und 9 die Schieber 21a und 21b durch
die Kraft der Blattfedern 33a bzw. 33b bewegt werden, wobei die Schultern 23a und
23b des Schiebers 21a bzw. 21b die Schultern 45 der einzelnen Kontakte 40 bewegen,so
daß der Steg 42 des Kontaktes 40 federnd nachgiebig zur Fluchtung mit dem erweiterten
Bereich 47 der Öffnung 46 im Blatt 43 gebracht wird. Wenn also das Substrat S der
integrierten Schaltungsbaugruppe am Gehäuse 111 des Verbinders angebracht wird,
kann jeder der Stifte P des Substrats S im entsprechenden erweiterten Bereich 47
der Öffnung im Blatt 43 des Kontaktes 40 unter einer Einsetzkraft von Null aufgenommen
werden.
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Danach wird der Nocken 32 in die in Fig. 8 und 9 gezeigte ursprüngliche
Stellung zurückbewegt, die Schieber 21a und 21b werden jeweils von den Blattfedern
33 zurückbewegt, und jeder der in den erweiterten Bereich 47 der Öffnung 46 im Blatt
43 eines Kontaktes 40 eingesetzten Stifte P kann im schmalen schlitzförmigen Bereich
48 der Öffnung 46 aufgenommen und fest erfaßt werden.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind
die
auf die Welle 31 der Nocken in gleichen Abständen aufgebrachten Krafte gleich stark
und einander in der Richtung entgegengesetzt, so daß die auf die Welle 31 aufgebrachten
Kräfte ausgeglichen sind.
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In den Fig. 10-13 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verbinders gezeigt. Dieser Verbinder 210 eignet sich zum Anbringen eines Gehäuses
einer integrierten Schaltung bzw. einer integrierten Schaltungsbaugruppe mit einer
Vielzahl von Stiften P, die über ein quadratisches oder rechteckiges Substrat S
in horizontalen Reihen und vertikalen Spalten verteilt sind.
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Im Rahmen bzw. Gehäuse 211 des Verbinders 210 sind mehrere Nuten
oder Aussparungen 13 ausgebildet, die parallel zueinander verlaufen und durch eine
Trennwand voneinander getrennt sind, wie schon erwähnt.
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Für jede Aussparung 13 im Gehäuse 211 ist ein Paar Schieber 121a
und 121b aus elektrisch nicht leitfähigem Werkstoff so angebracht, daß sie in Längsrichtung
der Aussparung 13 geringfügig verschiebbar sind. Die Schieber 121a und 121b ähneln
in ihrer Form dem Schieber 21 des ersten Ausführungsbeispiels; die Front jeder Schulter
123a, die von beiden Seiten des Schiebers 121a vorstehen, ist der Front jeder Schulter
123b des Schiebers 121b entgegengesetzt.
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Zwischen den Schiebern 121a und 121b ist in der Mitte der Aussparung
13 eine Blattfeder 33 angeordnet, die die beiden Schieber 121a und 121b auseinanderdrängt.
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An einem Ende jedes der Schieber 121a und 121b ist ein Vorsprung
27a bzw. 27b ausgebildet. Das Gehäuse 211 hat an beiden Seiten eine längliche Öffnung
212, durch die die Vorsprünge 27a bzw. 27b des Schiebers 121a bzw. 121b aus dem
Gehäuse 211 herausragen.
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An der Oberseite des Gehäuses 211 ist eine Abdeckplatte
250
angebracht, die die Aussparungen im Gehäuse überdeckt. Die Abdeckplatte 250 hat
eine Vielzahl von Bührungsöffnungen 51 zum Einsetzen von Stiften P eines Substrats
S einer integrierten Schaltungsbaugruppe. Die Abdeckplatte 250 ist am Gehäuse 211
mit einer entsprechenden Einrichtung befestigt.
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Hierzu ist beispielsweise, wie in Fig. 14 gezeigt, an der Unterseite
der Abdeckplatte 250 eine Vielzahl von Nuten 251 ausgebildet, die jeweils die Oberseite
der Trennwände 12 aufnehmen.
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Um die Abdeckplatte 250 am Gehäuse 211 anzubringen, hat die Trennwand
12 Vorsprünge 252 von U-förmiger Gestalt an der Oberkante. Andererseits sind in
der Abdeckplatte 250 Öffnungen 253 ausgebildet, die jeweils ein Paar Vorsprünge
252 aufnehmen. Wenn die Abdeckplatte 250 am Gehäuse 211 angebracht ist und ein Paar
Vorsprünge 252 in die entsprechende Öffnung 253 eingesetzt worden ist, kann ein
Keilstück 254, welches etwas größer ist als der Abstand zwischen den Vorsprüngen,
zwischen die Vorsprünge 252 gedrückt werden, um die Abdeckplatte 250 in ihrer Lage
zu fixieren.
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Zum Einsetzen jedes der Stifte P des Substrats S der integrierten
Schaltungsbaugruppe in den erweiterten Bereich 47 der Öffnung 46 im Blatt 43 jedes
Kontaktes und zum Festhalten der Stifte P im schmalen schlitzförmigen Bereich 48
der Öffnung 46 wird beim dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine eigene Treib--bzw.Anbringvorrichtung
benutzt.
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Diese Anbringvorrichtung ist so aufgebaut, daß sie am Gehäuse 211
angebracht wird und dabei entgegen der Kraft der Blattfeder 33 zwischen den Schiebern
121a und 121b auf die Vorsprünge 27a und 27b drückt, die aus den Seitenwänden des
Gehäuses 211 durch die entsprechende längliche Öffnung 212 herausragen, so daß der
erweiterte Bereich 47 der Öffnung 46 im Blatt 43 jedes Kontaktes 40 mit der Führungsöffnung
51 in der Abdeckplatte 250 ausgerichtet wird.
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In den Fig. 10, 11 und 12 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer zur Verwendung mit dem Verbinder 210 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung geeigneten Anbringvorrichtung 260 gezeigt. Die Anbringvorrichtung
260 besteht aus einem Rahmen 261, der zum Anbringen am Gehäuse 211 des Verbinders
geeignet ist. In der Mitte des RKNens 261 ist eine quadratische oder rechteckige
Öffnung 262 vorgesehen, durch die das Substrat S einer integrierten. 5chaltungsbaucrup.pe
beim Anbringen.. zum Gehäuse 211 des.Verbinders gelangt.
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Der Rahmen 261 hat Arme 263, die auf die Vorsprünge 27a und 27b der
Schieber 121a bzw. 121b drücken. Jeder der Arme 263 besteht aus einem Paar Hebel
264 in L-förmiger Gestalt und aus einem Druckglied 265, welches sich zwischen den
Enden der Hebel 264 erstreckt. Jeder Hebel ist an einer Seitenwand 266 des Rahmens
mittels eines Stiftes 267 schwenkbar angebracht. Das freie Ende 268 des Hehels 264
wird mittels einer Schraubenfeder 274 mit der Oberfläche eines ovalen Nockens 270
in Berührung gehalten. Der Nocken 270 sitzt auf einer quadratischen Welle 271, die
vom Rahmen 261 im oberen mittleren Bereich abgestützt ist. Im Rahmen der Anbringvorrichtung
260 sind Öffnungen 269 vorgesehen, die Zugang zu jeder der Wellen 271 bieten. Die
Welle 271 kann mittels eines Handhebels 280 gedreht werden, der aus zwei Hebelarmen
281 und einer diese verbindenden Stange 282 besteht.
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Das freie Ende 283 des Handhebels 280 ist zum Einsatz in die Öffnung
296 des Rahmens 261 entsprechend gestaltet und mit einer Kerbe 284 versehen, die
die quadratische Welle 271 aufnimmt.
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Wenn die freien Enden 283 des Handhebels 280 in die Öffnungen 269
im Rahmen 261 eingesetzt sind und der Handhebel 280 um ca. 90° gedreht wird, um
die in der Kerbe 284 im freien Ende 283 des Handhebels 280 aufgenommene Welle 271
zu bewegen, wird das freie Ende 268 des Hebels 264, der auf einer Hauptbogenfläche
des elliptischen Nockens 270 angebracht ist, um den Stift 267 gedreht, und die Schieber
121a bzw. 121b werden entgegen der Blattfeder 33 bewegt, so daß das Blatt 43 jedes
der Kontakte 40 im Verbinder von der Schulter des Schiebers
bewegt
wird.
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Folglich wird der erweiterte Bereich 47 der Öffnung im Blatt des
Kontaktes 40 mit der Führungsöffnung 51 in der Abdeckplatte 250 ausgerichtet, so
daß jeder der Stifte P des Substrats S der integrierten Schaltungsbaugruppe in den
erweiterten Bereich 47 der Öffnung im Blatt des Kontaktes 40 eingesetzt wird, ohne
daß zum Einsetzen irgendeine Kraft nötig ist. Wenn hier der Handhebel 280 gedreht
wird, um den ovalen Nocken 270 in seine ursprüngliche Stellung zurückzubringen,
werden die auf die Schieber 121a und 121b ausgeübten Kräfte aufgehoben und die Schieber
jeweils mittels der Blattfeder 33 in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt. Der in
den erweiterten Bereich 47 der Öffnung im Blatt des Kontaktes 40 eingesetzte Stift
P wird also im schmalen schlitzförmigen Bereich 48 der Öffnung im Blatt des Kontaktes
erfaßt.
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L e e r s e i t e