DE3715893A1 - Einrichtung zur befestigung von steckverbindern an leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung von Steck­ verbindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steck­ verbinders mit Lötstiften versehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte mittels Lötung verbindbar sind, wobei die Steckver­ binder-Isolierkörper mit angeformten Auflage- und Befestigungsflan­ schen versehen sind und wobei im Bereich der Flansche in Bohrungen der Leiterplatte einfügbare Zapfen aus lötfähigem Material vorge­ sehen sind.

Beim Erstellen von Leiterplatten mit Steckverbindern werden in separaten Arbeitsgängen die Leiterplatten mit den Steckverbindern versehen und in einem Lötbad mit ggfls. anderweitigen auf der Leiter­ platte vorgesehenen Bauelementen eingelötet. Dabei ist es erforder­ lich, daß die Steckverbinder bereits beim Einsetzvorgang (erster Arbeitsgang) 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 Steckverbin­ dern 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 Steckver­ binder/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 Abstand der Leiterplatten-Bohrungen zueinander und auch der Abstand der Befestigungs-Zapfen genau einzuhalten um ein paßgenaues Fügen der beiden Teile zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Befestigung von Steckverbindern an Leiterplatten zu schaffen, die die gleiche Befestigungssicherheit des Steckverbinders an der Leiterplatte wie bei einer Schraub- oder Nietbefestigung aufweist und in automatischen Fertigungsanlagen problemlos/ohne großen Auf­ wand Anwendung finden kann, bei der eine rüttel- und transportsichere Vormontage des Steckverbinders an der Leiterplatte erzielt wird, wo­ bei ein großer Toleranzbereich hinsichtlich der Durchmesser der Lei­ terplattenbohrungen sowie der Bohrungs-Abstände ausgenutzt werden kann ohne daß die Befestigungssicherheit beeinträchtigt wird und wobei die im Flanschbereich erforderlichen Befestigungsmittel/Löt­ zapfen ohne aufwendige Arbeitsgänge in automatischen Fertigungsan­ lagen in die Steckverbinder-Flansche eingefügt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Flansche des Isolier­ körpers mit je einer Ausnehmung zur Aufnahme eines separaten Be­ festigungsteiles 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, rechtwinklig zum Zapfen verlaufenden, in die Führungen einschiebbaren Halterungsabschnitt versehen sind, und daß die Befestigungsteile (Halterungsabschnitt/ Zapfen) einstückig aus federelastischem Blechmaterial hergestellt sind, wobei die Zapfen rohrförmig ausgebildet und mit einem axialen Schlitz versehen sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 9 angegeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, bei einem Steckver­ binder, der mit einem metallischen Gehäuse- bzw. Abschirmteil ver­ sehen ist, neben der Befestigung des Steckverbinders an der Leiter­ platte auch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem me­ tallischen Gehäuse und der Leiterplatte bzw. den Leiterbahnen auf der Leiterplatte vorzusehen, ohne daß hierzu einer der vorhandenen Kontaktstifte des Steckverbinders (Kontaktverlust) Verwendung fin­ det.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Befestigungsteile mit einer an den Halterungsbereich an­ schließenden Kontaktlasche versehen sind, und daß die Befestigungs­ teile mittels dieser Kontaktlasche mit einem metallischen Gehäuse­ teil des Steckverbinders verbunden sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im An­ spruch 11 näher erläutert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den rohrförmigen, federnden Zapfen des Befestigungs­ teiles ein sehr großer Toleranzbereich der Bohrungsdurchmesser der Leiterplattenbohrungen ausgenutzt werden kann, ohne daß die Be­ festigungssicherheit des vormontierten Steckverbinders beeinträch­ tigt wird bzw. daß übermäßig hohe Einpreßkräfte für das Einfügen der Befestigungszapfen in die Bohrungen erforderlich sind. Darüber hinaus werden auch große Toleranzen in Bezug auf die Bohrungsab­ stände problemlos ausgeglichen, so daß insgesamt keine hohen An­ forderungen an die Fertigungsgenauigkeit dieser Teile gestellt wer­ den müssen.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind darin zu sehen, daß eine Positionierung und Befestigung des Steckverbinders an der Leiterplatte in automatischen Fertigungsanlagen problemlos möglich ist, wobei alle Operationen von der Oberseite (Bauteilseite) der Leiterplatte her erfolgen, keine Verformungs-/Schraubarbeit durch unterseitige Werkzeuge o.ä. nötig ist sowie geringe Montage­ kräfte erforderlich sind.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Ein­ richtung sowohl bei Steckverbindern, die in herkömmlicher Art mit Einlötstiften bzw. Einpreßstiften versehen sind als auch bei Steck­ verbindern, die für die Oberflächenmontage (SMD) ausgebildet sind, Anwendung finden kann.

Bei Steckverbindern, die mit einem metallischen Gehäuseteil versehen sind und wobei dann das Befestigungsteil mit dem Gehäuse über eine Lasche verbunden ist, liegt der Vorteil darin, daß eine elektrische Verbindung (Masse-Verbindung) von der Leiterplatte zum Gegenstecker bzw. dessen Leiterplatte erzielt wird, ohne daß ein Kontakt des Steckverbinders benutzt werden muß. Darüber hinaus ist es auf diese Art und Weise problemlos möglich, das Steckverbinder-Gehäuse an Mas­ se anzuschließen und eine Abschirmung der gesamten-Steckverbinder- Anordnung zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

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,

Fig. 5 die verschiedenen Ansichten eines Halterungsteiles, und

Fig. 6-7 die Ansichten von Halterungsteilen mit modifizierten Befestigungs-Zapfen im Schnitt.

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 gehalten sind. Die Kontaktelemente sind mit Lötstiften 5 versehen, die in Bohrungen der Leiterplatte eingesetzt und hier mit den weiterführenden Leiter­ bahnen 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 Leiter­ plattenrückseite mit einer Metallisierung 14 umgeben, mit der der Zapfen verlötet ist. Selbstverständlich kann hier auch vorgesehen sein, daß Leiterplatten mit beidseitiger Metallisierung zur Anwen­ dung gelangen, wobei dann die inneren Bohrungswandungen ebenfalls mit einer Metallisierung versehen sein können.

In der Fig. 2 ist der Flanschbereich des auf eine Leiterplatte 2 aufgesetzten Steckverbinders 1 im Schnitt dargestellt, während Fig. 3 und 4 die Ausbildung der Ausnehmung 10 im Flansch 8 des Steckverbinders 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 Aus­ nehmung seitlich offen ausgebildet, während der Endbereich 16 ge­ schlossen und entsprechend der Geometrie des herausragenden Zapfens 12 gerundet ist. Hierdurch wird die Endlage des Befestigungsteiles/ Zapfens eindeutig 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 ggfls. hier nicht näher dargestellte, an sich bekannte Rasteinrichtungen vorgesehen sein, die eine in Einschiebe- bzw. Gegen-Richtung wirkende Halterung des Befestigungsteiles bewirken. In der Ausnehmung 10 ist ein mittlerer Bereich erhöht und als Auflagefläche 19 bzw. Abstütz­ fläche für den hinteren Bereich 20 des Zapfens 12 des Befestigungs­ teiles ausgebildet.

Weiterhin ist im Endbereich der Ausnehmung 10 eine Öffnung 21 ein­ geformt, in die am Befestigungsteil/Zapfen angeordnete Fixierzungen 22 eintauchen. Hierdurch wird eine einwandfreie Halterung des Be­ festigungsteiles sowie Halterung des Zapfens 12 in Bezug auf in axialer Richtung des Zapfens wirkende Kräfte erzielt. Weiterhin ist an den Halterungsabschnitt 17 anschließend eine Kon­ taktlasche 23 ausgebildet, die in einer Öse 24 endet. Diese Kontakt­ lasche/Öse ist hier rechtwinklig zum Halterungsabschnitt angeordnet und führt in den Bereich des metallischen Gehäuses 7 des Steckver­ binders. Hier ist das Halterungsteil mit dem Gehäuse durch eine Niet­ verbindung 25 elektrisch leitend verbunden. Der besseren Erkenn­ barkeit der Ausgestaltung des Befestigungsteiles halber ist dieses in der Fig. 5 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Befe­ stigungsteil ist aus einem flachen, federelastischen Blechmaterial vorzugweise einstückig hergestellt. Hierbei ist der Zapfen 12 ko­ nisch und rohrförmig ausgebildet. Dabei dient die Konizität der Er­ leichterung des Einführens des Zapfens in die entsprechend bemes­ sene Leiterplattenbohrung 13. Um eine optimale Klemmwirkung auch in Bohrungen mit weit unterschiedlichen Durchmessern zu erzielen, ist der Zapfen mit einem axialen Schlitz 26 versehen. Um eine Ver­ steifung des Halterungsabschnittes 17 des Befestigungsteiles zu be­ wirken, ist hier eine axiale Sicke 27 ausgeprägt.

Schließlich zeigen die Fig. 6 bis 8 noch modifizierte Ausgestaltungen des Befestigungsteiles, wobei diese Modifizierungen sich auf den Zapfen 12 beziehen.

In der Fig. 6 ist der Zapfen mit einem zylindrischen Bereich 28 und einem vorderen konischen Bereich 29 versehen. Hierbei ist vor­ gesehen, daß der konische Bereich zur Einführ-Erleichterung und der zylindrische Bereich zur Halterung in der Leiterplatten-Bohrung dient.

Der Zapfen 12 des in der Fig. 7 dargestellten Befestigungsteiles ist mit einem Rastvorsprung 30 versehen, der nach dem Eindrücken des Zapfens in die Leiterplattenbohrung die Leiterplatte hintergreift und eine optimale Befestigung des Zapfens in der Bohrung bewirkt.

Der in der Fig. 8 dargestellte Zapfen 12 des Befestigungsteiles ist mit einem hinteren, leicht konischen Bereich 31 mit einem geringen Konuswinkel a und einem vorderen Bereich 32 mit größerem Konuswinkel β versehen. Dabei dient der vordere Bereich der Ein­ führerleichterung und der hintere Bereich der Klemmung in die Lei­ terplatten-Bohrung.

Claims (11)

1. Einrichtung zur Befestigung von Steckverbindern an Leiterplatten, wobei die Kontaktelemente des Steckverbinders mit Lötstiften versehen sind, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (8) des Isolierkörpers (3) mit je einer Aus­ nehmung (10) zur Aufnahme eines separaten Befestigungsteiles (11) versehen sind, in der das mit dem Zapfen (12) versehene Befe­ stigungsteil formschlüssig einfügbar ist, wobei die Ausnehmungen (10) mit schlitzförmigen Führungen (15) versehen sind, die sich parallel zur Auflagefläche (9) der Flansche (8), von dieser beabstandet, erstrecken, und die Befestigungsteile (11) mit einem flachen, rechtwinklig zum Zapfen verlaufenden, in die Führungen (15) einschiebbaren Halterungsabschnitt (17) versehen sind, und daß die Befestigungsteile (11) (Halterungsabschnitt/Zapfen) ein­ stückig aus federelastischem Blechmaterial hergestellt sind, wo­ bei die Zapfen (12) rohrförmig ausgebildet und mit einem axialen Schlitz (26) versehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsabschnitte (17) der Befestigungsteile (11) und die schlitzförmigen Führungen (15) mit miteinander in Eingriff gelangenden Rasteinrichtungen versehen sind, wobei die Befestigungsteile (11) nach dem Einfügen in die Ausnehmungen (10) rastend gehalten sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) der Befestigungsteile (11) konisch ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) der Befestigungsteile (11) im Halterungs­ bereich (28) der Leiterplattenbohrung (13) zylindrisch und im vorderen Einführbereich (29) konisch ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen der Befestigungsteile im Halterungsbereich (31) der Leiterplattenbohrung (13) konisch mit geringem Konuswinkel (α) und im vorderen Einführbereich (32) ebenfalls konisch, jedoch mit größerem Konuswinkel (b) ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsteile (11) auf der dem Halterungsabschnitt (17) gegenüberliegenden Seite mit Fixier-Zungen (22) versehen sind, die in entsprechende Öffnungen (21) im Flansch (8) ein­ tauchen.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) der Befestigungsteile (11) mit einem Rast­ vorsprung (30) versehen sind, der nach dem Einfügen des Zapfens (12) in die jeweilige Leiterplatten-Bohrung (13) hinter der Leiterplatte (2) verrastet.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Ausnehmung (10) im Flansch (8) eine Auflage­ fläche (19) vorgesehen ist, auf der der Zapfen (12) des einge­ fügten Befestigungsteiles (11) abgestützt ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsabschnitt (17) des Befestigungsteiles (11) mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Versteifungs- Sicke (27) versehen ist.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsteile (11) mit einer an den Halterungsbe­ reich (17) anschließenden Kontaktlasche (23) versehen sind, und daß die Befestigungsteile mittels dieser Kontaktlasche mit einem metallischen Gehäuseteil (7) des Steckverbinders (1) ver­ bunden sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an den Halterungsbereich (17) anschließende Kon­ taktlasche (23) rechtwinklig zu diesem ausgebildet und mit einer Kontaktierungs-Öse (24) versehen ist, wobei die Befestigungs­ teile (11) im Bereich dieser Öse mit dem metallischen Gehäuse­ teil (7) verbunden (z.B. vernietet) sind.