Соединитель для печатных плат Советский патент 1985 года по МПК H01R12/16 

со ел

ел

о Изобретение относится к конструи рованию радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для бл ков с печатными платами. Известны соединители для печатных плат, содержащие пружинящие кон такты и механизм перемещения контак тов С 3. Недостатком данного соединителя является то,что в нем отсутствует автоматическое подключение пружинных контактов при вдвиженни и выдвижении устанавливаемой платы, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является конструкция соединителя для печатных плат, содержащая корпус с пазом для печатной платы, пружинные контакты и подвижную рейку, установлен ную в пазу корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль него и взаимодействующую с пружинными контактам- 2 . Известный соединитель для печатных плат имеет ряд недостатков. Трудность обеспечения заданной величины силы прижима пружинного контакта на контактную площадку пла ты объясняется тем, что сила прижима в известном соединителе зависит не только от сложной формы пр5 жинного контакта и его расположения от носительно платы, но и от взаимного расположения всех контактов и прижи мающей их поверхности, точности изготовления пазов для рейки и платы рабочей поверхности и наклонных пазов рейки и др. В виду того, что рейка осуществляет сложное движение, состоящее из движения вместе с платой и относительного движения в направлении, перпендикулярном направлению движения платы, выступ рейки трется о н жимающую на нее кромку платы, что приводит к ее перекосу и опять же к неравномерному прижиму контактов к плате. Этот перекос рейки может привести к ее заклиниванию, в резул тате чего контакты не будут прижаты к плате.

Сложная двойная форма пружинящих контактов с компенсатором в виде упругой петли является обязательной, так как контакты обычной формы в виде55 одинарной плоской пружины просто невозможно прижать к плате. Однако такая сложная форма пружинного конр.е

(1)

f

эез

де Р - сила прижима контакта к плате, задаваемая из условия обеспечения переходного сопротивления (создания необходимого И)итакт1юго давления ), тахта нежелательна, так как, во-первых, не допускает простой и ясный расчет, а, во-вторых, изготовление таких пружин, особенно Всмысле обеспечения идентичности их жесткости весьма затруднительно. Таким образом, в известном соединителе практически невозможно обеспечить расчетную величину контактного давления, а это в случае, когда величина давления меньше заданной, может привести к обгоранню контактов. Большинство недостатков известного соединителя является следствием того, что в нем пружинные контакты прижимаются к плате под действием внутренних упругих сил, а под действием внешней силы-усилия оператора, вдвигающего плату перпендикулярно к направлению нужного перемещения контактов к плате. Целью изобретения является повышение надежности в работе. Поставленная цель достигается тем, что в соединителе для печатных плат, содержащем корпус с пазом для печатной платы, пружинные KOHIакты и подвижную рейку, установленную в пазу корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль него и взаимодействующую с пружинными контактами, в подвижной рейке выполнены фигурные отверстия, внутренняя поверхность которых выполнена с параллельными и наклонными относительно продольной оси корпуса участками, а пружинные контакты расположены в фигурных отверстиях подвилсной рейки с возможностью взаимодействия с наклонными участками фигурных отверстий и одними из их параллельных участков. Для обеспечения именно заданной величины силы Р прижима пружинящего контакта к плате расстояние между контактирующими поверхностями платы |и пружинящими контактами в свободном состоянии последних .заложено равным величине f , которая определяется по формуле активная длина ламели пружи нящего контакта, т.е. расстояние от места закрепления контакта до линии его касания к платеJ модуль упругости материала ламели пружинящего контакта момент инерции сечения ламе ли пружинящего контакта. Величина f, определяемая по формуле (l) это, другими словами, стрела упругого прогиба контакта в месте его касания к плате, достаточная для создания необходимой величины давления в контактирую1цих поверхностях. Обеспечение прижима контактов к плате под действием их внутренних упругих сил позволяет обеспечить заданное давление в контактирующих поверхностях и упростить форму контакта. На фиг.1 изображен соединитель, общий вид в аланеi на фиг.2 - разре А-А на фиг,; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2 в исходном положении, т.е когда рейка под действием возвращаю щей пружины смещена в крайнее левое положение; на фиг.А - то же, что и на фиг.2, но рейка смещена в край:нее правое положение (без платы); на фиг..5 - разрезВ-В на фиг.4; на фиг.6 - конец рейки с выступом, вид в аксонометрииJ на фиг.7 - отно сительное расположение контакта и платы в соединителе (штрихпунктйрными линиями показан контакт в свободном состоянии); на фиг.8 - вари исполнения рейки. Соединитель для печатных плат содержит корпус I с торцовым штепсельным разъемом 2 и боковыми соед нителями 3, в которых имеются внутренний паз 4 для размещения пружинн контактов 5 и прорези 6 для крепления этих контактов, а также паз 7 дл вдвижения платы 8 и паз 9, в котором размещена рейка 0 с возвращающей пружиной П. Рейка 10 имеет вырезы 12 по числу пружинных контактон 5 и расположенный на ее конце выступ 13 (фиг.6). Рабочая поверхность каждого выреза 12 состоит из двух участков 14 и 15. Участок 14 расположен параллельно направлению движения рейки и платы, а участок 15 - наклонно к нему. Каждый вырез 12 имеет открытую часть 16, где пружинный контакт 5 не соприкасается с его поверхностями. В боковом соединителе 3 установлен ограничитель 17 хода рейки 10, в которой выполнен ответный паз 18. В исходном положении (фиг.2 и 3) рейка 10 под воздействием пружины 11 смещена в крайнее левое положение и упирается правой стенкой паза 1 8 в ограничитель хода 17. При этом пружинные контакты 5 отведены в крайнее нижнее положение с гарантированным зазором величиной 0,1-0,3 мм .между ними и ответными контактнш-м площадками платы и оперты на участки 14 рабочих поверхностей вырезов 12 (т.е. в исходном положении пружинящие контакты как бы взведены и поставлены на предохранители ). Таким образом, пазы 7 боковых соединителей открыты для вдвижения платы 8. Каждый пружинный контакт 5 в этом положении обладает потенциальной энергией, накопленной i при его упругой деформации на величину -«-(0,1. . .0,3) мм от свободного состояния (фиг.4 и штрихпунктиром на фиг.7) в крайнее нижнее положение (.фиг.2) . Если рейку 10 сдвинуть в крайнее правое положение (фиг.5), не вдвигая в соединитель плату 8, то контакты 5, попав в зону открытых участков I6 вырезов 12 пришли бы в свое свободное состояние (фиг.4/. Здесь (в сравнении с фиг.2) наглядно виден пругий прогиб контактов 5, совершаемый для накопления потенциальной энергии, обеспечивающей их прижим к плате. Электрическое соединение контактов 5 с контактными площадками платы 8 осуществляется следующим образом. При вдвижении платы 8 в пазы 7 она вначале свободно входит в соединитель, а в конце хода, нажимая своей передней кромкой на выступ 13, увлекает рейку 10, которая движется вместе с ней в направлении стрелки Г, растягивая пружину II. При перемещении рейки 10 в направлении стрелки Г, пружинные контакты 5, которые в исходном положении (фиг.З) опирались на участки 14 рабочих поверхностей вырезов 12 (т.е. ламели контактов были как бы в-недены ) теперь попадают на нак.тюиные. участки 15, а затем пружинный контакт, оказавшись в открытой части своего выреза 12,свободно прижимает ся к соответствующей контактной пло щадке платы 8 под воздействием внут ранней упругой силы, которая обеспе чивается геометрией ламели контакта, свойствами материала ламели и взаимным расположением платы и контакта. После электрического сочл нения платы 8 она фиксируется относительно корпуса 1. , Когда плату 8 выдвигают из соеди нителя, рейка 10 под воздействием возвращающей пружины 1 1, перемещаетс в направлении против стрелки Г и jaKnoHHHe участки 15 ее вырезов 12 отжимают контакты 5 от платы 8 на величину зазора {о, 1-0,3)мм , доста точную для свободного прохода платы 8 в пазы 7 над контактами 5, Таким образом, соединитель возвращается в исходное положение (фиг.2 и 3), когда каждый контакт отогнут в пределах его упругости от своего свободного состояния ( показанного на фиг.4 и штрихпунктиром на фиг.7) в свое крайнее нижнее положение, т.е. на величину +(0,1.. 0,3)мм.. Поскольку ход контактов при вдви жеНИИ-выдвижении платы составляет всего 0,1...0,3 мм, угол подъема наклонных участков 14 назначают не большой величины, чтобы составляющая силы, действующая в направлении перемещения пружинного контакта 5 (т.е. вертикальная составляющая по г.2, 3 и 4, 5 ) была значительно больше горизонтальной составляющей Усилие Q, на которое рассчитывается пружина 11, должно обеспечи уверенное возвращение рейки 10 в исходное положение при выдвижении ппаты из соединителя. Рекомендуется это усилие опреде лять по формуле a«K p7rt5(), (2) где .,.3 - коэффициент запаса) ц - количество контактов 5 в соединителе 3-, в - расстояние от места закрепления ламели контакта 5 до рейки d - угол подъема наклонного участка 15 рабо- чей поверхности выреза 12i JJ - угол трения между материалами ламели контакта 5 и рейки 10, Р - сила прижима контакта к плате, задаваемая из условия создания необходимого контактного, давления; - длина ламели контакта, т.е. расстояние от места закрепления ламели контакта до ли- НИИ ее касания к плате. Рейка 10 может быть выполнена более простой формы, чем в рассмотренном примере исполнения. Например, вырезы 12 могут быть сделаны в виде открытых пазов, расположенных по нижней кромке рейки 10 (фиг.8). Прямые участки 14 могут быть нерабочими, а отжим и удержание в отжатом положении конактов 5 осуществляются наклонными участками 15. Преимущество предлагаемого соединения, по сравнению с известным, состоящее В повышении надежности элек-. трического соединения, достигается тем, что в нем, благодаря новым конструктивным признакам пружинные контакты 5, будучи освобожденными от удерживающей их во взведенном состоянии рейки 10, сами под воздействием внутренних упругих сил, прижимаются к плате с заданным усилием (у базового образца контакты прижимаются к плате рейкой и поэтому усилие их прижима зависит от многих факторов}; выполнение пружинящего контакта в виде обычной плоской пружины обеспечивает возможность ее точного расчета на заданное усилие прижима и не вызывает никаких затруднений в массовом их изготовлении в производстве, например, на вырубном штампе (в базовомобразце контакт имеет сложную форму с компенсатором в виде упругой петли; эта сложная форма пружинящего контакта базового образца-вынужденная необходимость, вызванная тем, что в противном случае часть его контактов вообще не будет прижата к плате, так как неизбежные отклонения в толщине пластины контакта, плоскостности рабочей поверхности рейки, параллельности пазов для рейки и платы и многие другие факторы,влияющие на прижим контактов к-ппате рейкой,имеющей сложное движение, не будучи ничем даже частично компенсироваться; расчет и Изготовление5 пружинящих контактов такой формы весьма-затруднительны/. Поскольку рейка в предложенном ,.I137 50 тканым признакам движется только вместе с нажимающей на нее платой и не имеет относительного движения, ее перемещение происходит плавно, без перекосов и- заеданий, в противоположность базовому образцу, где наличие движения рейки относительно нажимающей на нее платы снижает общую (а не только электрическую нае жиость зтого устройства

СОЕдаНйТЕЛЬ ДЛЯ ПЕЧАТШЛХ ПЛАТ, содержащий корпус с пазом для печатной платы, пружинные коитакты и подвижную рейку, установленную в пазу корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещени,я вдоль него и взсшмодействующую с пружинными контактами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе ,в подвижной рейке выполнены фигурные отверстия, внутренняя поверхность которых выполнена с параллельньйш и наклонными относительно продольной оси корпуса участками, а пружинные контакты расположены в фигур-. ных отверстиях подвижной рейки с возможностью взаимодействия с наклонными участками фигурных отверстий и одними из их параллельных V участков.

ФиЗ,/

А-А floBejOffl/arO

.Г-/

Фиг. 2.