DE69212269T2

DE69212269T2 - Aufbau eines Verbinders mit Vorrichtung zum Abführen von elektrostatischen Ladungen

Info

Publication number: DE69212269T2
Application number: DE69212269T
Authority: DE
Inventors: Asakawa Kazushige
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2012-10-23
Also published as: EP0539863A2; HK57897A; KR970009421B1; KR930009164A; EP0539863B1; TW207036B; DE69212269D1; JPH0619283U; SG43045A1; JPH074780Y2; EP0539863A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Abführung statischer Ladungen, mit dem sich eine elektrische Verbindung zwischen zwei Leiterpiatten oder zwischen anderen elektrischen Bauteilen herstellen läßt.
Elektrische Steckverbinder zur Verbindung von Leiterplatten sind weit verbreitet, wobei einige elektrische Steckverbinder mit einer Einrichtung zur Abführung statischer Ladungen versehen sind, um zu verhindern, daß statische Elektrizität von einer den Steckverbinder handhabenden Person zu den Klemmen des Steckverbinders abfließt. Ein Beispiel für einen solchen Steckverbinder zur Abführung statischer Ladungen zeigt die US-A-5,002,495 (=DE- A-40 15 061). Der in diesem Patent gezeigte Steckverbinder umfaßt eine Steckbuchse, die mit einem Stecker zusammenfügbar ist. Der Stecker umfaßt mehrere flach ausgebildete Steckerklemmen, die an seinem Gehäuse angebracht sind. Die Steckbuchse umfaßt mehrere den Steckerklemmen entsprechende Klemmen sowie Federn an den Enden der Klemmen, wobei ein Ende der Federn jeweils an einer Leiterplatte angebracht ist, und das andere in Kontakt mit einem schwenkbaren Metalldeckel steht. Die Federn sind so gestaltet, daß sie mit der Innenfläche des Metalldeckels federnd in Kontakt stehen und den Metalldeckel in seiner geöffneten Stellung vorspannen. Der Metalldeckel weist auf seinen gegenüberliegenden Seiten Scharniere auf, während seine Hauptoberfläche mit Schlitzen versehen ist, so daß die Gegenklemmen oder Buchsenklemmen lediglich dann über den Metalldeckel vorstehen, wenn sich der Metalldeckel in seiner geschlossenen Stellung befindet. Vor dem Einführen des Steckers in die Steckbuchse befindet sich der Metalldeckel in seiner oberen offenen Stellung, so daß alle Buchsenklemmen zwischen dem sich in siner oberen Stellung befindenden Metalldeckel und der Oberfläche des Steckbuchsengehäuses geschützt sind.
Bei Verwendung eines solche Steckverbinders kann man die Steckbuchse nicht berühren, ohne hierbei nicht auch gleichzeitig den Metalldeckel zu berühren, so daß die statische Elektrizität vom Körper abgeleitet wird. Dieser Steckverbinder zum Abführen statischer Elektrizität weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Erstens erfordert das Anbringen eines Scharniers an dem auf dem Steckbuchsengehäuse angebrachten Metalldeckels Herstellungsverfahren, die zu kompliziert sind, als daß sie von Maschinen durchgeführt werden könnten, so daß arbeitsintensive Herstellungsverfahren erforderlich sind. Zweitens können die beweglichen Teile des elektrischen Steckverbinders durch Reibungskräfte abgenutzt werden, so daß sich die Lebensdauer des Steckverbinders verkürzt. Drittens kann es in der geöffneten Stellung des elektrischen Steckverbinders zu einer unabsichtlichen Berührung der Seiten der Buchsenklemmen mit harten Gegenständen kommen, oder es kann sich Staub unter dem Deckel ansammeln, was zu einer Deformation oder einer Verunreinigung der Kontaktflächen und somit zu schlechteren elektrischen Verbindungen führt. Viertens kann der elektrische Steckverbinder bei veränderten Abmessungen der Leiterplatte und/oder des Gehäuses nicht so montiert werden, daß ein elektrischer Kontakt entsteht.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Steckverbinders zur Abführung statischer Ladungen, für dessen Herstellung bei der Anbringung eines Metalldeckels an einem Steckbuchsengehäuse lediglich einfache Herstellungsverfahren benötigt werden. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Steckverbinders zur Abführung statischer Ladungen, der mit einem geerdeten Metalldeckei versehen ist, der einfach aufgebaut, stabil und dauerhaft ist. Der Deckel soll zudem garantiert frei sein von Verunreinigungen, er soll Deformationen der Buchsenklemmen verhindern und zudem kleine Veränderungen der Abmessungen, die zu einer fehlerhaften Paarung des Steckverbinders führen könnten, zulassen.
Zur Lösung dieser Aufgaben wird ein erfindungsgemäßer Steckverbinder zur Abführung statischer Elektrizität geschaffen, der einen Stecker mit einem Steckergehäuse umfaßt, das eine Basiswand, einen Klemmenhalter und mindestens eine am Klemmenhalter befestigte Steckerklemme aufweist. Der erfindungsgemäße Steckverbinder umfaßt zudem eine Steckbuchse mit einem Buchsengehäuse, das zumindest einen Hohlraum zum Anbringen der Klemmen und eine biegsame Buchsenklemme in dem Hohlraum umfaßt. Das Buchsengehäuse ist mit einem Metalldeckel versehen, der einstückig mit Erdungsschienen verbunden ist und an einer Oberseitenfläche des Gehäuses anliegt. Der Deckel weist ferner Öffnungen auf, durch die der Klemmenhalter mit der Steckerklemme eingeführt werden kann. Der Klemmenhalter steht vom Boden oder von einer Basiswand des Steckergehäuses vor und ist so bemessen, daß er durch die Öffnung in dem Deckel und in einen Schlitz in dem Buchsengehäuse einführbar ist. Die Steckerklemme ist an dem Klemmenhalter so befestigt, daß der Kontaktabschnitt der Steckerklemme auf der Oberseite des Klemmenhalters zu liegen kommt, so daß der Kontaktabschnitt der Steckerklemme an dem Kontaktabschnitt der biegsamen Buchsenklemme anliegen kann, wenn der Stecker in die Steckbuchse eingeführt ist. Die Buchsenklemme, die nachgiebig verformbar ist, verbleibt innerhalb des Schlitzes des Buchsengehäuses, bevor sie mit der Gegen-Steckerklemme in Kontakt tritt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Buchsenklemme einen Basisabschnitt, der zwei innerhalb des Buchsengehäuses montierte Enden besitzt, wobei ein Ende integral mit einem Lötfahnenabschnitt verbunden ist, der mit einer Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte verbindbar ist, und wobei das andere Ende einstückig mit einem biegsamen oder flexiblen abgebogenen Abschnitt verbunden ist. Von dem anderen Ende des ebenen Kontaktabschnittes erstreckt sich ein biegsamer Arm, der das andere Ende des ebenen Kontaktabschnittes abstützt Aufgrund der Abstützung des ebenen Kontaktabschnittes durch den biegsamen gebogenen Abschnitt und den biegsamen Arm kann der ebene Kontaktabschnitt über die gesamte Länge des ebenen Kontaktabschnittes eine im großen und ganzen gleichmäßige Kraft auf eine eingeführte Steckerklemme ausüben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Metalldeckel eine Vorderseite, eine Rückseite und sich gegenüberstehende Seitenabschnitte, um die entsprechenden Seiten bzw. Seitenabschnitte eines Buchsengehäuses abzudecken. Die gegenüberliegenden Seitenabschnitt umfassen Erdungsteile, die integral mit ihnen verbunden sind.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind in den Schlitzen mehrere Buchsenklemmen enthalten, die in regelmäßigen Abständen gegeneinander versetzt in dem Buchsengehäuse angeordnet sind. In dem Steckergehäuse sind mehrere Steckerklemmen in den gleichen regelmäßigen Abständen wie die Buchsenklemmen sowie entsprechend zueinander versetzt angeordnet.
Beim Zusammenfügen des Steckers mit der Steckbuchse werden die Klemmenhalter des Steckers in die Öffnungen des Buchsengehäuses eingeführt, bis die Steckerklemmen die Buchsenklemmen in dem Buchsengehäuse berühren. Die Halter der Steckerklemmen sind etwas kleiner als die Öffnungen, so daß sie auch eine leichte Fehlausrichtung der Klemmen infolge geringfügiger Veränderungen der Abmessungen zulassen. Die statische Elektrizität wird von dem Körper der den Steckverbinder handhabenden Person zu dem Metalldeckel der Steckbuchse abgeleitet. Der Metalldeckel ist an dem Buchsengehäuse so befestigt, daß seine Vorderseite, seine Rückseite und seine gegenüberliegenden Seitenwände und seine Oberseite mit Ausnahme der in der Oberseite angebrachten Öffnungen abgedeckt sind, die ein Einführen der Steckerklemmenhalter und der Klemmen ermöglichen. Der Metalldeckel ist leicht an dem Buchsengehäuse anbringbar, so daß die Metalldeckel maschinell an dem Buchsengehäuse angebracht werden können. Der Metalldeckel ist stabil und haltbar, da er an dem Buchsengehäuse so angebracht ist, daß er über keine beweglichen Teile verfügt. Da sich die Buchsenklemmen innerhalb des im wesentlichen geschlossenen Gehäuses befinden und teilweise durch dieses geschützt sind, sind sie frei von Verunreinigungen und können nicht deformiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckverbinders zur Abführung elektrischer Ladungen, das in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steckers und einer Steckbuchse eines erfindungsgemäßen Steckverbinders zur Abführung statischer Ladungen, wobei die beiden Teile noch nicht zusammengefügt sind;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steckers und der Steckbuchse gemäß Fig. 1 nach dem Zusammenfügen der beiden Teile;
Fig 3 eine Draufsicht auf die Steckbuchse;
Fig. 4 eine Vorderansicht der Steckbuchse;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Steckbuchse von rechts;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 4;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 4;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Stecker;
Fig. 9 eine Vorderansicht des Steckers;
Fig. 10 eine Seitenansicht des Steckers von rechts;
Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 9;
Fig. 12 eine Vorderansicht einer Steckerklemme;
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Steckerklemme;
Fig. 14 eine Seitenansicht einer Steckerklemme von links; und
Fig. 15 eine Seitenansicht einer Steckerklemme von rechts.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Steckers 21 und einer Steckbuchse 1 eines erfindungsgemäßen Steckverbinders zur Abführung statischer Ladungen, wobei die beiden Teile noch nicht zusammengefügt sind. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Steckers 21 und der Steckbuchse 1 nach dem Zusammenfügen der beiden Teile. Der Stecker 21 ist an einer Leiterplatte 50 angebracht, während die Steckbuchse 1 an einer anderen Leiterplatte 40 angebracht ist. Die Fig. 3 bis 7 zeigen die Steckbuchse 1, während die Fig. 8 bis 15 den Stecker 21 und eine zugehörige Steckerklemme 24 zeigen.
Die Steckbuchse 1 umfaßt ein hohl ausgebildetes Gehäuse 2, das durch einen Metalldeckel 11 abgedeckt ist. Das Gehäuse 2 umfaßt einen Buchsenklemmenhalter 3, der mehrere Schlitze L2 aufweist, die zu Öffnungen 41 in dem Metalldeckel 11 ausgerichtet sind. In den Schlitzen 12 des Buchsenklemmenhalters 3 sind Buchsenklemmen 4 eingepaßt Die Buchsenklemmen umfassen jeweils einen Lötfahnenabschnitt 9, einen Basisabschnitt 7, einen gebogenen Abschnitt 5, einen horizontal verlaufenden Abschnitt 17, einen steil ansteigenden Abschnitt 18, einen schwach ansteigenden Kontaktabschnitt 6 und einen zurückgebogenen Abschnitt 8, die in der genannten Reihenfolge einstückig miteinander ausgebildet sind. Wenn der Kontaktabschnitt 26 eines Steckers 21 in Kontakt mit einer Gegen-Buchsenklemme 4 gebracht wird, wird der Buchsenkontakt 4 innerhalb des Schlitzes 12 des Buchsenklemmenhalters nachgiebig verformt.
Die Buchsenklemme 4 befindet sich vollständig innerhalb des Schlitzes 12 der Buchsenklemmenhalterung 3, so daß keine Teile freiliegen. Die Oberfläche 10 des Gehäuses 2 ist mit Ausnahme der Öffnungen 41, die zu den Schlitzen 12 ausgerichtet sind, durch den Metalldeckel 11 abgedeckt, so daß die Klemmenhalter 23 mit den Steckerklemmen 24 einführbar sind. Der Deckel 11 ist so bemessen, daß er nicht nur die Oberfläche 10 des Gehäuses 2, sondern gleichzeitig auch die Vorderseite, die Rückseite und die gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuses 2 abdeckt. Die gegenüberliegenden Seitenwände 14 des Metalldeckels 11 umfassen horizontal verlaufende Erdungsteile 15, die einstückig mit dem Metalldeckel 11 ausgebildet sind.
Wie in Fig. 8 und in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt ist, umfaßt der Stecker 21 ein Gehäuse 22 mit einem flachen Basisteil 29 und Klemmenhaltern 23, die von dem Basisteil 29 nach oben vorstehen. Die Klemmenhalter 23 sind jeweils so bemessen, daß sie in einen Schlitz 12 in der Steckbuchse 1 passen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Klemmenhalter kürzer ausgebildet als die Öffnungen 41 und die Schlitze 12. Hierdurch kann sich der gekrümmte Kontaktabschnitt 26 der Steckerklemme 24 entlang des Kontaktabschnittes 6 der Buchsenklemme bewegen und überall einen elektrischen Kontakt herstellen. Die Steckerklemmen 24 sind an einem Klemmenhalter 23 jeweils dadurch befestigt, daß sie mit ihren Schmalseiten in Nuten in dem Klemmenhalter 23 eingepaßt sind, wobei ihr gekrümmter Kontaktabschnitt 26 auf der Oberseite des Klemmenhalters 23 aufliegt.
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, umfaßt eine Steckerklemme 24 einen nach unten weisenden vorderen Verlängerungsabschnitt 30, einen gekrümmten Kontaktabschnitt 26, einen nach unten weisenden rückwärtigen Abschnitt 31 und einen horizontal verlaufenden rückwärtigen Verlängerungsabschnitt oder eine Lötfahne 27, die in der genannten Reihenfolge einstückig miteinander ausgebildet sind. Der nach unten verlaufende vordere Verlängerungsabschnitt 30 der Steckerklemme 24 wird in ein Längsloch 32 in dem Klemmenhalter 23 eingeführt, während der nach unten verlaufende rückwärtige Verlängerungsabschnitt 31 in die Nut 33 in dem Klemmenhalter 23 eingepaßt wird. Wie in Fig. 11 zu erkennen ist, ist das Befestigungsteil 28 einstückig mit der rückwärtigen Oberfläche des Basisteils 29 verbunden.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, sind alle Buchsenklemmen 4 in dem Buchsengehäuse 2 und insbesondere in den Schlitzen 12 des Buchsengehäuses 2 angebracht. Die Kontaktabschnitte 6 der Buchsenklemmen 4 stehen in der entkoppelten Stellung des Steckverbinders zur Abführung statischer Ladungen nicht über die Oberfläche des Metalldeckels 11 vor. Die Kontaktabschnitte 6 der Buchsenklemmen 4 können daher nicht verunreinigt oder durch eine unabsichtliche Einwirkung unerwünschter Kräfte verbogen werden.
Beim Übergang von der Entkopplungsstellung gemäß Fig. 1 in die Kopplungsstellung gemäß Fig. 2 wird eine eventuell vorhandene statische Elektrizität von dem Körper einer den Steckverbinder zur Abführung statischer Ladungen handhabenden Person über den Deckel 11 abgeführt, so daß gewährleistet ist, daß diese statische Elektrizität nicht zu den Steckerklemmen oder den Buchsenklemmen fließt. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, wird der Stecker 21 mit der Steckbuchse 1 dadurch gekoppelt, daß die Klemmenhalter 23 des Steckers 21 durch die Öffnungen 41 des Deckels 11 in die Schlitze 12 des Steckbuchsengehäuses 2 eingeführt werden. Die Steckerklemmen 24 berühren mit ihren Kontaktabschnitten 26 jeweils den Kontaktabschnitt 6 einer Gegen-Buchsenklemme 4, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Leiterplatten 40 und 50 hergestellt wird. Die gebogenen Abschnitte der Buchsenklemmen 4 werden so stark gebogen, daß die Spitzen 42 der zurückgebogenen Abschnitte 8 die Basisabschnitte 7 berühren, die auf der Oberfläche des Basisteils 16 angeordnet sind. Durch die Kraft des das eine Ende des Kontaktabschnittes 6 abstützenden zurückgebogenen Abschnittes 8 und die Kraft des das andere Ende des Kontaktabschnittes 6 abstützenden steil ansteigenden Abschnittes 18 ist gewährleistet, daß der Kontaktabschnitt 6 auf seiner ganzen Länge eine nach oben gerichtete gleichmäßige Kraft auf den gegenüberliegenden Kontaktabschnitt 26 der Steckerklemme ausübt, so daß auf die Steckerklemmen jeweils ein guter Kontaktdruck wirkt. Die Kontaktabschnitte 6 der Buchsenklemmen 4 werden jeweils in einer horizontalen Stellung gehalten, so daß jeweils auf einer größeren Fläche ein gleichmäßiger Kontakt mit den Gegen-Kontaktabschnitten 26 der Steckerklemmen 24 entsteht.
In der obigen Beschreibung wurde zur Vereinfachung nur ein zusammengehöriges Paar von Steckerklemmen und Buchsenklemmen erwähnt. Es sei bemerkt, daß mehrere Schlitze 12 zueinander versetzt in regelmäßigen Abständen in dem Gehäuse 2 der Steckbuchse 1 angeordnet sind, in denen sich jeweils eine Buchsenklemme 4 befindet. Die Kontaktabschnitte 6 der Buchsenklemmen 4 sind demgemäß ebenfalls zueinander versetzt angeordnet, wie am besten anhand der Fig. 6 und 7 zu erkennen ist, in denen Querschnitte entlang der Linie 6-6 bzw. der Linie 7-7 in Fig. 4 dargestellt sind. Entsprechend sind auch mehrere Klemmenhalter 23 auf dem Basisteil 29 des Steckers 21 zueinander versetzt angeordnet. Zudem sind auch die Steckerklemmen 24 zueinander versetzt angeordnet.

Claims

1. Steckverbinder mit Abfuhr statischer Ladung, mit folgenden Merkmalen:

ein Stecker (21) umfaßt ein Steckergehäuse (22) mit einer Basiswand, einem Klemmenhalter (23) und mindestens einer am Klemmenhalter (23) befestigten Steckerklemme (24);

eine Steckdose (1) weist ein Steckdosengehäuse (2) mit mindestens einem Klemmenhohlraum (3) und einer biegsamen Dosenklemme (4) in dem Hohlraum auf, das Dosengehäuse (2) besitzt einen Metaildeckel (11), der mit Erdungsschienen (15) integral verbunden ist und an einer Oberseitenfläche (10) des Gehäuses (2) anliegt, der Deckel (11) weist ferner Öffnungen (41) auf, durch welche der Klemmenhalter (23) mit der Steckerklemme (24) eingefügt werden kann;

der Klemmenhalter (23) steht von der Basiswand (29) des Gehäuses (22) des Steckers (21) vor und ist körperlich so dimensioniert, daß er durch die öffnung (41) in dem Deckel (11) und in einen Schlitz (12) in dem Dosengehäuse (2) eingefügt werden kann;

die Steckerklemme (24) ist an dem Klemmenhalter (23) so befestigt, daß der Kontaktabschnitt (26) der Steckerklemme (24) auf der Oberseite des Klemmenhalters (23) zu liegen kommt, so daß der Kontaktabschnitt (26) der Steckerklemme (24) an dem Kontaktabschnitt (6) der flexiblen Dosenklemme (4) anliegen kann, wenn der Stecker (21) mit der Steckerdose (1) gepaart wird;

die Dosenklemme (4) ist nachgiebig verf ormbar und verbleibt innerhalb des Schlitzes (12) des Dosengehäuses (2), bevor sie mit der Gegen-Steckerklemme (24) Kontakt macht.

2. Steckverbinder mit Abfuhr statischer Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckdosenklemme (4) einen Basisabschnitt (7) umfaßt, der zwei innerhalb des Gehäuses (2) montierte Enden besitzt, wobei ein Ende integral mit einem Lötfahnenabschnitt (9) verbunden ist, der mit einer Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltungsplatte verbunden werden kann, und das andere Ende mit einem flexiblen abgebogenen Abschnitt (5) integral verbunden (17, 18) ist, der ein Ende eines ebenen Kontaktabschnittes (6) stützt, dessen anderes Ende durch einen flexiblen Arm (8) gestützt wird, und daß die Aufwärtskraft, die durch den ebenen Kontaktabschnitt (6) gegen die eingeführte Steckerklemme (24) aufgebracht wird, infolge der Abstützung beider Enden des ebenen Kontaktabschnittes über den flexiblen gebogenen Abschnitt (5) und dem flexiblen Arm (8) über die gesamte Länge des Kontaktabschnittes (6) im wesentlichen gleich ist.

3. Steckverbinder mit Abfuhr statischer Ladung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldeckel (11) eine vorderseitige, eine rückseitige und sich gegenüberstehende Seitenabschnitte (13, 14) aufweist, um entsprechende Vorderseiten, Rückseiten und sich gegenüberstehende Seitenoberflächen des Gehäuses (2) abzudecken, und daß die sich gegenüberstehenden Seitenabschnitte (14) Erdungsteile (15) aufweisen, die integral mit ersteren verbunden sind.

4. Steckverbinder mit Abfuhr statischer Ladung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Steckdosenklemmen (4) innerhalb der Schlitze (12) enthalten und in regelmäßigen Abständen sowie gegeneinander versetzt in dem Dosengehäuse (2) angeordnet sind und daß eine Mehrzahl von Steckerklemmen (24) in dem Steckergehäuse (22) in den gleichen regelmäßigen Abständen sowie zueinander versetzt wie die Abstände der Steckdosenklemmen angeordnet sind.