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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Verbinder, insbesondere
einen Verbinder, der in Verbindung mit einem Substrat, wie beispielsweise
einer Leiterplatte, verwendet wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Substratverbinder gemäß dem Stand
der Technik ist in der japanischen OPI 3-11566 offenbart. Wie in
der 20 gezeigt, besteht der Verbinder 1 aus
einem Gehäuse 2,
das einen Hohlraum 3 enthält. Der Anschluss 4 ist
in dem Hohlraum 3 angeordnet und hat einen Passungsabschnitt 4A,
der einen Federkontakt 7 enthält, der so ausgebildet ist,
dass er mit einem anderen Verbinder (nicht dargestellt) zusammenpasst
und ein Befestigungsende 8, das am Gehäuse 2 und durch ein
Loch in einer Leiterplatte P ragt. Zwischen dem Federkontakt 7 und
dem Befestigungsende 8 ist ein Streifen 5. Der
Verbinder 1 ist an der Leiterplatte P an einem Lötabschnitt 6 des
Befestigungsendes 8 befestigt. Der Streifen 5 hat
eine verformbare Biegung 9, die beim Biegen Belastung absorbiert,
mit welcher der Lötabschnitt 6 beaufschlagt
wird, wenn ein anderer Verbinder eingesetzt oder herausgezogen wird.
Dies verhindert das Trennen des Lots von der Leiterplatte P und/oder
dem Befestigungsende 8.
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Diese
Vorrichtung leidet an gewissen wesentlichen Nachteilen. Das Ende
des Anschlusses 4, welches den Federkontakt 7 trägt, ist
kastenförmig, während der
Streifen 5 ein dünnes
Band ist. Wenn somit der Anschluss 4 im Inneren des Hohlraums 3 ist,
ist dort ein wesentlicher freier Raum zwischen dem Streifen 5 und
den Innenwänden
des Hohl raums 3. Diese Konstruktion ermöglicht eine unerwünschte Bewegung
des Befestigungsendes 8, das leicht verformt werden kann,
wenn eine äußere Kraft
entweder während
des Transports des Verbinders oder dessen Montage beaufschlagt wird.
Diese Instabilität
erzeugt auch ein Problem beim Ausrichten des Befestigungsendes 8 zu
dem entsprechenden Durchgangsloch in der Leiterplatte P. Darüber hinaus
stehen die Stabilisatoren, die zuvor verwendet worden sind, nur
mit der Innenwand des Hohlraums 3 im Eingriff. Dies beschränkt die
Bewegung in Richtung der Innenwände, sichert
jedoch nicht den Anschluss in der Richtung rechtwinklig hierzu.
Somit wird, selbst wenn solche Stabilisatoren vorgesehen sind, keine
zufriedenstellende Stabilität
des Befestigungsendes 8 erzielt.
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Ein
weiterer für
den Stand der Technik typischer Verbinder ist in der 21 gezeigt.
Der Verbinder 1 hat ein Gehäuse 2, das den Hohlraum 3 aufweist.
Der Anschluss 4 ist darin angeordnet und besteht aus einem
Passungsabschnitt 4A, einem Befestigungsabschnitt 4C und
einem flexiblen Abschnitt 4B. Der Passungsabschnitt 4A nimmt
einen anderen Anschluss (nicht dargestellt) auf, und der Befestigungsabschnitt 4C erstreckt
sich aus dem Gehäuse 2 durch
ein Loch H in der Leiterplatte P.
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Wenn
der Verbinder 1 an der Leiterplatte P befestigt ist, ist
das Gehäuse 2 an
der Leiterplatte durch den Lötbefestigungsabschnitt 4C fixiert.
Wenn ein komplementärer
Anschluss (nicht dargestellt) in den Passungsabschnitt 4A eingesetzt
wird, kann dies bewirken, dass der passende Abschnitt sich etwas
auf den Befestigungsabschnitt 4C zu bewegt. Der flexible
Abschnitt 4B dient dazu, solche Kräfte zu absorbieren und verhindert
die Erzeugung von übermäßiger Belastung
am Befestigungsabschnitt 4C und dem Lötabschnitt.
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Bei
Verbindern dieser Art gibt es jedoch ein ernsthaftes praktisches
Problem. Im Einzelnen steht bei Zusammenbau des Verbinders und vor
der Befestigung an der Leiterplatte P der Befestigungsabschnitt 4C am
Gehäuse 2 nach
außen
vor. Somit können,
wenn Verbinder 1 gehandhabt werden, andere Elemente mit
dem vorstehenden Befestigungsabschnitt 4C in Berührung gelangen,
wodurch dieser gebogen oder sonst wie ver zogen wird. Solche verzogenen
Befestigungsabschnitte würden
die Verbinder für
die kommerzielle Verwendung unakzeptable machen.
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Die
Schrift
JP 311566 offenbart
eine Verbinderbaugruppe zur Befestigung an einem Substrat gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Probleme,
die den herkömmlichen
Konstruktionen eigen sind, zu überwinden.
Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei elektrischen Verbindern,
die an gedruckten Leiterplatten zu befestigen sind; ihre Verwendung
ist jedoch nicht darauf begrenzt.
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Die
erfindungsgemäßen Verbinder
haben ein Gehäuse
mit wenigstens einem Hohlraum darin und einem ersten Steck- oder
Aufnahmeanschluss in dem Hohlraum. Der Anschluss hat einen Passungsabschnitt,
der für
die Verbindung mit einem zweiten Anschluss gedacht ist, und ein
Befestigungsende, das von dem Passungsabschnitt in Längsrichtung beabstandet
ist. Das Befestigungsende kann an der Rückseite des Gehäuses durch
eine Montageöffnung nach
außen
vorstehen und dient dazu, mit dem Substrat beispielsweise durch
Löten verbunden
zu werden. Zwischen dem Passungsabschnitt und dem Befestigungsende
erstreckt sich ein Streifen, der an diesem befestigt oder einstückig mit
diesem ausgebildet sein kann. Der Streifen ist relativ zum Hohlraum
in Längsrichtung
bewegbar.
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An
dem Gehäuse
oder dem Streifen befindet sich ein Eingriffselement und an dem
jeweils anderen Teil ein Stabilisator. Das Eingriffselement steht
mit dem Stabilisator im Eingriff, und wenn dieser erst einmal verwirklicht
ist, ist die Bewegung des Streifens (und insbesondere des Befestigungsendes)
im Wesentlichen verhindert.
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Bei
einer Modifikation der Vorrichtung kann das Eingriffselement ein
Schlitz sein, der im Gehäuse angeordnet
ist. Der Stabilisator ist zweckmäßigerweise
so angeordnet, dass, wenn der Anschluss in die Rückseite des Hohlraums eingesetzt
wird, der Stabilisator in den Schlitz eintritt und der Anschluss
dadurch gesichert ist.
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Bei
einer weiteren Modifikation der vorliegenden Erfindung ist das Eingriffselement
eine Führung,
die an einer Innenwand des Hohlraums befestigt und nach innen zu
dieser beabstandet ist. Dies lässt
zwischen der Innenwand und der Führung
eine Lücke.
Der Streifen wird in die Lücke
eingesetzt und dadurch befestigt. Er ist auch mit einem federnden Abschnitt
versehen, der in Längsrichtung
federn kann, wodurch das Befestigungsende aus dem Gehäuse durch
die Montageöffnung
gezwängt
wird.
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Wenn
der Anschluss in den Hohlraum eingesetzt ist, wird der federnde
Abschnitt zusammengedrückt,
wodurch seine Länge
verkürzt
ist. Dies ermöglicht
eine Bewegung des Stabilisators auf einem Punkt zwischen dem Passungsabschnitt
und dem Befestigungsende und ermöglicht,
dass der federnde Abschnitt den Stabilisator in die Lücke zwängt. Um den
Zusammenbau zu erleichtern, kann der Hohlraum gegenüber der
Führung
mit einer schrägen
Fläche
versehen sein. Diese schräge
Fläche
ist in der Einsetzrichtung des Anschlusses radial nach innen geneigt
und erlaubt einen Durchgang des Passungsabschnitts in den Hohlraum
entlang eines Raums, der von der Führung beabstandet ist.
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Was
den Stabilisator betrifft, ist dessen Form nicht besonders kritisch.
Es können
eine Anzahl von Variationen verwendet werden, solange wie das Eingriffselement
komplementär
hierzu ist und den Anschluss sichert, wodurch die Bewegung in jeglicher Richtung
quer zur Einsetzrichtung verhindert wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Streifen mit einem federnden Abschnitt versehen
und das Eingriffselement ist ein Sperrstück, das auf dem Gehäuse befestigt
ist und zwischen einer aktiven Position und einer gelösten Position
bewegbar ist. In seiner aktiven Position steht das Sperrstück mit dem
Streifen in Eingriff und verhindert, dass der federnde Abschnitt
das Befestigungsende durch die Montageöffnung aus dem Gehäuse bewegt.
In der gelösten
Position steht das Sperrstück
mit dem Streifen nicht in Eingriff und ist frei, sich aus dem Gehäuse zu bewegen,
wodurch das Befestigungsende an diesem vorsteht.
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In
einer bevorzugten Form der Erfindung besteht das Sperrstück aus einem
Vorsprung, der mit dem Streifen in Eingriff steht, wenn das Sperrstück in der
aktiven Position ist. Es ist auch ein Löseabschnitt vorgesehen, der,
wenn auf diesen Druck ausgeübt wird,
bewirkt, dass das Sperrstück
sich aus der aktiven Position in die gelöste Position bewegt. Es hat sich
als insbesondere vorteilhaft erwiesen, den Löseabschnitt so vorzusehen,
dass, wenn der Verbinder gegen das Substrat zur Befestigung an denselben gepresst
wird, das Substrat gegen den Lösabschnitt presst,
wodurch das Sperrstück
in seine gelöste
Position bewegt wird. Das Befestigungsende des Anschlusses steht
dann sowohl durch das Montageloch des Hohlraums als auch durch das
Loch im Substrat vor. Es kann leicht an Ort und Stelle gelötet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden und
in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des ersten Schritts beim Einsetzen
des Anschlusses in den Hohlraum;
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3 eine
Ansicht ähnlich
wie in 2, wobei der Anschluss die Führung freigegeben hat;
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4 eine
Ansicht ähnlich
wie 3, wobei der Anschluss vollständig in das Gehäuse eingesetzt ist;
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5 eine
Ansicht im Schnitt der 4 quer zur Einsetzrichtung;
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6 eine
perspektivische Ansicht ähnlich wie
die von 1, einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Ansicht ähnlich
wie die der 5 der Ausführungsform gemäß 6;
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8 eine
perspektivische Ansicht ähnlich wie
die von 1, einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
Ansicht ähnlich
wie die von 5 der Ausführungsform gemäß 8;
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10 eine
Ansicht ähnlich
wie die der 4 einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
Ansicht ähnlich
wie die der 10, wobei der Verbinder an dem
Schaltungssubstrat positioniert ist;
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12 eine
Ansicht ähnlich
wie in 2, der vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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13 eine
Ansicht ähnlich
wie die von 11, in der das Einsetzen des
Anschlusses in den Hohlraum gezeigt ist;
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14 eine
Ansicht ähnlich
wie 13, wobei der Anschluss vollständig komprimiert ist;
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15 eine
Draufsicht, teilweise im Schnitt, der Ausführungsform gemäß 11;
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16 eine
Ansicht ähnlich
wie 14, einer fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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17 eine
Ansicht ähnlich
wie die der 15 der Ausführungsform gemäß 16;
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18 eine
vergrößerte Teilansicht
einer Modifikation des Sperrstücks;
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19 eine
vergrößerte Teilansicht,
teilweise im Schnitt, des Substrats, welches das Sperrstück löst;
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20 eine
Vorrichtung gemäß dem Stand der
Technik; und
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21 eine
weitere Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der
Verbinder 10 hat einen Hohlraum 12, der einen
Anschluss 20 enthält.
Der Anschluss hat einen Passungsabschnitt 21, einen Streifen 22 und
einen Befestigungsabschnitt 21b. Der Passungsabschnitt 21 ist
mit einer Eingriffsöffnung 21a versehen,
die so ausgebildet ist, dass sie bei vollständigem Einsetzen des Anschlusses 20 in
den Hohlraum 12 eine Spitze 13 aufnimmt.
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Ein
Streifen 22 ist mit einem federnden Abschnitt 22a versehen,
der zwischen Stabilisatoren 23 und dem Passungsabschnitt 21 liegt.
Ein Befestigungsabschnitt 22b ist kastenförmig mit
zusammenhängenden
Kanten 22c. Der Hohlraum 12 ist mit einer Einsetzöffnung 11a und
der Montageöffnung 11b versehen.
Unter Bezugnahme im Einzelnen auf die 2 bis 4 wird
der Anschluss 20 durch die Montageöffnung 11b eingesetzt.
Eine geneigte Fläche 12C bildet
einen ausreichenden Spalt, so dass der Passungsabschnitt 21 zwischen
eine Führung 14 und
die Innenwand des Hohlraums passen kann. Wenn der Passungsabschnitt 21 erst
einmal die Führung 14 passiert
hat, ist er vollständig
in den Hohlraum 12 eingesetzt, wie dies in den 4 und 5 gezeigt
ist. Die Stabilisatoren 23 sind in eine Eingriffsnut 16 eingesetzt,
wodurch der Anschluss im Hohlraum gesichert ist.
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In
den 6 und 7 ist eine Modifikation der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Stabilisator 23 besteht
aus einer Basis 28, einem hochstehenden Teil 27 und
einem Rückführteil 26.
Eine weitere Modifikation ist in den 8 und 9 zu
finden. Der Streifen 22 und der federnde Abschnitt 22a sind
so dimensioniert, dass der Stabilisator 23 in einer Ebene oberhalb
(wie in den 8 und 9 gesehen)
des Passungsabschnitts 21 liegt. Die Eingriffsnut 16 (siehe 9)
ist ähnlich
angeordnet. In dieser Form der Erfindung kann der Anschluss 20 in
den Hohlraum 12 eingesetzt werden, ohne dass die Notwendigkeit
irgendeiner Federung, Biegung oder schräger Flächen besteht.
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Eine
weitere Modifikation der vorliegenden Erfindung ist in den 10 bis 19 gezeigt.
Da die meisten Elemente die gleichen wie in den vorstehend beschriebenen
Formen der Erfindung sind, muss deren Erläuterung nicht verdoppelt werden. Der
Hohlraum 12 ist mit einer Decke 12A und einem Boden 12B versehen.
Die schräge
Fläche
erleichtert das Eintreten des Passungsabschnitts 21 in
den Hohlraum 12 (siehe 12) und
nimmt die in der 10 gezeigte Position ein. Der
federnde Abschnitt 22a zwängt den Streifen 22 in
den Figuren gesehen nach rechts. Ein Sperrstück 15 ist am Gehäuse 11 befestigt – oder mit
diesem einstückig – und hat
einen Vorsprung 15A und einen Sperrabschnitt 15B.
Der Befestigungsabschnitt 22b wird durch den federnden Abschnitt 22a gegen
den Vorsprung 15a gepresst. Die Führung 14 hält den Stabilisator 23 wie
in den anderen Modifikationen zurück. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung presst das Substrat P, wenn es gegen das Ende des
Gehäuses 11 platziert
ist, gegen einen Sperrabschnitt 15b des Sperrstücks 15.
Dies bewirkt, dass dieser nach unten gebogen wird, wie dies (beispielsweise)
in der 11 gezeigt ist. In dieser Position
steht es mit dem Befestigungsabschnitt 22b des Streifens 22 nicht
in Berührung.
Daher presst der federnde Abschnitt 22a den Befestigungsabschnitt 22b durch
die Montageöffnung
und das Durchgangsloch H im Substrat P. Vorteilhafterweise wird
der Befestigungsabschnitt 22b über die Rückseite des Substrats P hinausragen,
wodurch das Löten
erleichtert wird.
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Wie
in den 13–15 gezeigt,
wird, nachdem der Passungsabschnitt 21 vollständig in den
Hohlraum 12 eingesetzt worden ist, das Werkzeug J gegen
den federnden Abschnitt 22a gepresst. Auf diese Weise wird
der Streifen 22 nach links (wie in der 14 gezeigt)
bewegt, so dass das Befestigungsende 22b die Führung 14 freigibt.
Wenn das Werkzeug J gelöst
wird, presst der federnde Abschnitt 22a das Befestigungsende 22b zwischen
die Führung 14 und
die benachbarte Innenwand des Hohlraums 12. Diese Bewegung
wird so lange fortgesetzt, bis die Vorderkante des Befestigungsendes 22b den
Vorsprung 15A berührt.
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Der
Hohlraum 12 ist, wie in den 16 und 17 gezeigt,
mit einem vorderen Boden 31 und einem hinteren Boden 32 versehen.
Da der Abstand zwischen der Decke 12A und dem vorderen
Boden 31 kleiner als der Abstand zwischen dem hinteren Boden 32 und
der Decke 12A ist, ist an dem Übergang zwischen beiden eine
Schulter 30 ausgebildet. Diese wirkt als ein Anschlag,
um zu verhindern, dass das Werkzeug (in diesen Figuren nicht gezeigt)
den federnden Abschnitt 22a zu weit presst. Wäre dies nicht
der Fall, könnte
der federnde Abschnitt permanent zerstört werden. Es hat sich als
vorteilhaft herausgestellt, eine Nut 37, wie in der 18 gezeigt, an
dem Vorsprung 15A des Sperrstücks 15 vorzusehen.
Der Stabilisator 23 wird durch den federnden Abschnitt
in die Nut 37 gezwängt.
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Es
hat sich auch als nützlich
herausgestellt, auf dem Substrat P ein Sperrbetätigungselement 36 (wie
in der 19 gezeigt) vorzusehen. Wenn
somit das Substrat P am Verbinder mit exakt fluchtendem Durchgangsloch
H platziert wird, bewirkt der Druck auf das Substrat, dass das Sperrstück 15 in
die entsperrte Position bewegt wird, wie dies durch die gestrichelten
Linien gezeigt ist. Somit wird das Befestigungsende des Streifens
freigegeben und durch den federnden Abschnitt durch das Loch H gezwängt. Da das
Befestigungsende innerhalb des Gehäuses zurückgehalten wird, bis es tatsächlich durch
das Loch H eingesetzt wird, besteht keine Möglichkeit der Zerstörung oder
Verbiegung während
der Handhabung. Darüber
hinaus erfolgt das Freigeben des Befestigungsendes automatisch,
wenn das Substrat gegen den Verbinder gepresst wird.
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Obwohl
nur eine begrenzte Anzahl von spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ausdrücklich
offenbart worden sind, ist sie nichtsdestotrotz breit konstruiert
und nur durch den Wortlaut der anhängenden Patentansprüche begrenzt.