DE102004031949A1 - Electric pin-and-socket connector for mounting on a printed circuit board has a casing, contact elements formed by contact springs and a counter-contact element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Montage auf einer Leiterplatte, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem Kontaktelement, wobei das Kontaktelement durch zwei im wesentlichen einander gegenüberliegend angeordnete Kontaktfedern gebildet ist, und die Kontaktfedern jeweils einen Kontaktbereich zur Kontaktierung mit einem zwischen die Kontaktfedern eingeschobenen Gegenkontaktelement und einen Anschlußbereich zur elektrischen Kontaktierung mit der Leiterplatte aufweisen. Daneben betrifft die Erfindung noch ein elektrisches Steckverbindersystem mit einem elektrischen Steckverbinder und mit einem korrespondierenden Anschlußstekker oder einem elektrischen Bauteil, mit einem Gehäuse und mindestens einem zwischen die Kontaktfedern des elektrischen Steckverbinders einschiebbaren Gegenkontaktelement.The The invention relates to an electrical connector for mounting on a printed circuit board, with a housing and at least one Contact element, wherein the contact element through two substantially opposite each other arranged contact springs is formed, and the contact springs respectively a contact area for contacting with one between the contact springs inserted counter contact element and a connection area have for electrical contact with the circuit board. Besides the invention also relates to an electrical connector system with an electrical connector and with a corresponding one Anschlußstekker or an electrical component, with a housing and at least one between the contact springs of the electrical connector can be inserted Contact element.
Elektrische Steckverbinder dienen zum Anschließen elektrischer Bauteile bzw. Komponenten oder zusammen mit korrespondierenden Anschlußstekkern zum Anschließen elektrischer Leiter an eine Leiterplatte. Soll an den elektrischen Steckverbinder ein elektrisches Bauteil angeschlossen werden, so ist der Anschlußstecker Teil des Bauteils. Entscheidend ist dann lediglich, daß an dem elektrischen Bauteil mindestens ein korrespondierendes Gegenkontaktelement vorhanden ist, das zwischen die Kontaktfedern des elektrischen Steckverbinders eingeschoben bzw. eingesteckt werden kann.electrical Connectors are used to connect electrical components or Components or together with corresponding Anschlußstekkern to connect electrical conductor to a circuit board. Should be connected to the electric Connectors are connected to an electrical component, so is the connector Part of the component. Decisive is then only that on the electrical component at least one corresponding counter contact element is present, that between the contact springs of the electrical connector can be inserted or inserted.
Da der elektrische Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte verbunden ist, wird der – aufgrund seiner Befestigung an der Leiterplatte – ortsfeste elektrische Steckverbinder häufig auch als Grundkörper bezeichnet. Verschiedene Ausführungsformen elektrischer Steckverbinder bzw. korrespondierender Anschlußstecker, d. h. verschiedener Grundkörper und verschiedener Steckerteile, sind beispielsweise aus dem Phoenix Contact Katalog "COMBICON 2002", Seiten 86 bis 195 bekannt. Insbesondere kann der elektrische Steckverbinder auch als Leiterplattenverbinder ausgebildet sind, so daß mit Hilfe des elektrischen Steckverbinders zwei Leiterplatten miteinander verbunden werden können.There the electrical connector electrically and mechanically with the PCB is connected, the - due to its attachment on the PCB - stationary electrical connectors often too as a basic body designated. Various embodiments electrical connector or corresponding connector, d. H. different basic body and various connector parts, for example, from the Phoenix Contact Catalog "COMBICON 2002 ", p. 86 known until 195. In particular, the electrical connector can also are designed as PCB connectors, so that with the help of the electrical connector two boards together can be connected.
Zur elektrischen Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit mindestens einer Leiterbahn einer Leiterplatte weisen die bekannten Kontaktelemente mindestens einen Löt- oder Einpreßstift auf, der in eine in der Leiterplatte vorgesehene Bohrung eingesteckt und dann darin verlötet oder eingepreßt wird. In der Regel erfolgt die Lötung in einem Schwall- oder Schleppbad. Daneben kann auch das sogenannte Through Hole Reflow-Löten angewendet werden, bei dem die Bohrung mit einer Lotpaste gefüllt und anschließend der Lötstift eingesteckt und durch Reflow-Löten elektrisch mit der entsprechenden Leiterbahn verbunden wird.to electrical connection of the electrical connector with at least a conductor track of a printed circuit board, the known contact elements at least one solder or push-in pin, which is inserted into a hole provided in the printed circuit board and then soldered in it or pressed in becomes. As a rule, the soldering takes place in a surge or tow bath. In addition, the so-called Through hole reflow soldering be applied, in which the hole filled with a solder paste and subsequently the solder pin plugged in and by reflow soldering electrically connected to the corresponding trace.
Zur
Vereinfachung der automatischen Bestückung von Leiterplatten mit
elektronischen Bauteilen ist in den vergangenen Jahren als Ersatz
für die
herkömmliche
Einlöttechnik
die sogenannte Oberflächen-Löttechnik
(Surface Mount Technology SMT) entwickelt worden. Bei dieser Technik
werden die elektronischen Bauteile mit ihren Anschlußpins auf einen
mit einer Lötpaste
bedeckten Oberflächenbereich
der Leiterplatte aufgesetzt. Anschließend wird die Lötpaste zur
Herstellung der gewünschten
elektrischen Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil und
der Leiterplatte mittels Infrarotstrahlung aufgeschmolzen (vgl.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es egal, wie der elektrische Steckverbinder bzw. der Anschlußbereich des Steckverbinders mit der Leiterplatte elektrisch verbunden wird. Es kann somit die bekannte Einpreßtechnik, die herkömmliche Einlöttechnik oder auch die sogenannte Oberflächen-Löttechnik verwendet werden.in the Under the present invention, it does not matter how the electrical Connector or the connection area the connector is electrically connected to the circuit board. It can thus the known Einpreßtechnik, the conventional soldering technology or the so-called surface soldering be used.
Den bekannten elektrischen Steckverbindern ist gemeinsam, daß eine elektrische Kontaktierung stets durch vertikales Stecken des Gegenkontaktelements zwischen die Kontaktfedern erfolgt. Je nach Ausgestaltung und Anordnung des elektrischen Steckverbinders auf der Leiterplatte ist dann eine Steckrichtung parallel oder vertikal zur Leiterplattenachse möglich, wobei hierfür jedoch zwei unterschiedliche Typen von Grundgehäusen zur Verfügung gestellt werden müssen. In der Praxis kann es nun jedoch vorkommen, daß aufgrund beengter Einbauverhältnisse ein vertikales Stecken des Gegenkontaktelements zwischen die Kontaktfedern des elektrischen Steckverbinders nicht oder nur erschwert möglich ist. Ist der elektrische Steckverbinder bereits fest auf der Leiterplatte montiert, oder ist ein anderer Steckverbindertyp nicht vorhanden, so ist ein Ändern der Steckrichtung nicht möglich.The known electrical connectors is common that an electrical Contact always by vertical insertion of the mating contact element between the contact springs. Depending on the design and arrangement the electrical connector on the circuit board is then a plug-in direction parallel or vertical to the PCB axis possible, but this two different types of basic housings provided Need to become. In practice, however, it may happen that due to cramped installation conditions a vertical insertion of the mating contact element between the contact springs the electrical connector is difficult or impossible possible. Is the electrical connector already firmly on the circuit board mounted, or is another connector type not available, such is a change the plug-in direction not possible.
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen elektrischen Steckverbinder liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, der möglichst universell einsetzbar und außerdem möglichst einfach herstellbar istoutgoing of the electrical connector described above is the Invention the task is based, an electrical connector to disposal to ask, if possible universally applicable and besides preferably is easy to produce
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Steckverbinder dadurch gelöst, daß die Kontaktbereiche jeweils nach außen, d. h. zueinander hin gewölbt sind, wobei die Kontaktbereiche die Form einer vierseitigen Pyramide mit abgeflachter Spitze, die Form eines Obelisk oder die Form eines Löffels aufweisen. Die Seitenflächen der die Form einer Pyramide bzw. eines Obelisk oder eines Löffels aufweisenden Kontaktbereiche dienen dabei als Einführschrägen für die Spitze des Gegenkontaktelements. Durch diese Ausbildung der Kontaktbereiche ist sowohl ein vertikales Stecken als auch ein horizontales Einschieben eine Gegenkontaktelements zwischen die Kontaktfedern möglich, ohne das es zu Beschädigungen an den Kontaktfedern oder an dem Gegenkontaktelement kommt.This object is achieved in the electrical connector described above in that the contact areas each outwardly, ie towards each other are curved, wherein the contact areas have the shape of a four-sided pyramid with flattened tip, the shape of an obelisk or the shape of a spoon. The side surfaces of the shape of a pyramid or an obelisk or a spoon having contact areas are used as an insertion bevels for the tip of the mating contact element. As a result of this design of the contact regions, both vertical insertion and horizontal insertion of a mating contact element between the contact springs are possible without damaging the contact springs or the mating contact element.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder kann somit ein korrespondierender Anschlußstecker mit seinem Gegenkontaktelement oder ein elektrisches Bauteil, beispielsweise eine zweite Leiterplatte, auch horizontal in den elektrischen Steckverbinder eingeschoben werden. Diese horizontale Einschubmöglichkeit ist dann vorteilhaft, wenn aus Platzgründen ein vertikales Stecken nicht, oder nur mit Schwierigkeiten möglich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Ausgestaltung der Kontaktbereiche auch ein nachträgliches horizontales Verschieben des Gegenkontaktelements relativ zu den Kontaktfedern, nachdem das Gegenkontaktelement zunächst vertikal eingesteckt worden ist. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn elektrische Bauteile nur "teilmontiert" in den elektrischen Steckverbinder eingesteckt werden und es anschließend bei der Endmontage der elektrischen Bauteile zu einer horizontalen Verschiebung des Gegenkontaktelements relativ zu den Kontaktfedern kommt. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die vier Seitenflächen der Kontaktbereiche eine gleiche Neigung gegenüber der Grundfläche haben. Dadurch ist gewährleistet, daß sowohl für das vertikale Stecken als auch für das hori zontale Einschieben eines Gegenkontaktelements zwischen die Kontaktfedern die gleichen Steckkräfte erforderlich sind.at the electrical connector according to the invention Thus, a corresponding connector with its mating contact element or an electrical component, for example a second printed circuit board, also inserted horizontally in the electrical connector become. This horizontal insertion possibility is advantageous if for reasons of space a vertical plug not, or is possible only with difficulty. About that also allows the design of the contact areas also an afterthought horizontal displacement of the mating contact element relative to the Contact springs after the mating contact element initially vertical has been inserted. This is particularly advantageous when electrical components only "partially assembled" in the electrical Connectors are plugged in and then at the final assembly of electrical components to a horizontal displacement the mating contact element comes relative to the contact springs. there is advantageously provided that the four side surfaces of the contact areas a same inclination towards the Floor space to have. This ensures that both for the vertical sticks as well the hori zontal insertion of a mating contact element between the contact springs the same insertion forces are required.
Da es im allgemeinen gewünscht ist, einen elektrischen Steckverbinder mit möglichst geringen Abmessungen, insbesondere mit einer möglichst geringen Bauhöhe, zur Verfügung zu stellen, weisen auch die Kontaktfedern nur eine relativ geringe Länge auf. Damit dennoch eine ausreichend große Elastizität und federnde Eigenschaft der Kontaktfedern gegeben ist, ist in den Kontaktfedern zwischen dem Kontaktbereich und dem Anschlußbereich mindestens eine Aussparung ausgebildet. Diese Aussparung kann auf einfache Art und Weise durch Ausstanzen realisiert werden.There it generally desired is an electrical connector with the smallest possible dimensions, especially with one possible low height, to disposal to provide, also show the contact springs only a relatively small Length up. This nevertheless a sufficiently large elasticity and resilient Property of the contact springs is given in the contact springs between the contact area and the terminal area at least one recess educated. This recess can be done in a simple way Punching can be realized.
Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder so ausgebildet, daß in dem Gehäuse eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet ist, so daß der elektrische Steckverbinder auch als Steckerleiste bezeichnet werden kann. Die einzelnen Kontaktfedern können dabei entweder in durch Trennwände voneinander getrennten Aufnahmeräumen oder in einem gemeinsamen Aufnahmeraum beabstandet voneinander angeordnet sein. An eine derartige Steckerleiste können dann mit einem Steckvorgang mit einer entsprechenden Anschlußsteckerleiste eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen, eine entsprechende Anzahl an elektrischen Bauteilen oder eine zweite Leiterplatte an die Leiterplatte angeschlossen werden.Preferably the electrical connector is designed so that in the casing a plurality of contact elements is arranged so that the electrical Connector can also be referred to as a connector strip. The individual contact springs can either in partitions separate receiving spaces or spaced apart from each other in a common receiving space be. At such a connector strip can then with a plug-in operation with a corresponding connector strip a plurality of electrical wires, a corresponding number of electrical Components or a second circuit board connected to the circuit board become.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders weisen die Kontaktfedern seitlich an den Kontaktbereich angrenzende, entgegengesetzt zum Kontaktbereich abgewinkelte Stege auf. Diese Stege dienen insbesondere im Zusammenspiel mit einer entsprechenden Ausbildung des Gehäuses zur Halterung und Fixierung der Kontaktfedern, so daß beim Einschieben eines Gegenkontaktelements senkrecht zur Längserstreckung der Kontaktfedern wirkende Kräfte besser abgefangen werden können. Hierzu sind in dem Gehäuse mehrere, mit Abstand nebeneinander angeordnete und paarweise einander gegenüberliegende Trennwände ausgebildet, wobei zwei nebeneinander angeordnete Trennwände eine Kammer für eine Kontaktfeder bilden. Eine Auslenkung der Kontaktfedern senkrecht zu ihrer Längserstreckung wird dann dadurch begrenzt bzw. verhindert, daß sich die an den Kontaktbereich angrenzenden abgewinkelten Stege an den Trennwänden abstützen.According to one further advantageous embodiment of the invention electrical Connector, the contact springs have laterally to the contact area adjacent, opposite to the contact area angled webs on. These webs are used in particular in conjunction with a corresponding Training the housing for holding and fixing the contact springs, so that when inserting a mating contact element perpendicular to the longitudinal extent of the contact springs acting forces can be better intercepted. These are in the housing several, by far side by side and in pairs opposing partitions formed, wherein two juxtaposed partitions a Chamber for form a contact spring. A deflection of the contact springs vertically to their longitudinal extent is then limited or prevented by the fact that the contact area supporting adjacent angled webs on the partitions.
Bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Steckverbindersystem mit einem elektrischen Steckverbinder und einem korrespondierenden Anschlußstecker oder einem elektrischen Bauteil, mit einem Gehäuse und mindestens einem Gegenkontaktelement, ist vorteilhafterweise das Gegenkontaktelement als flaches Kontaktmesser ausgebildet, wobei an den drei Stirnseiten des Gegenkontaktelements jeweils ein Fasenwinkel ausgebildet ist, der der Neigung der vier Seitenflächen der Kontaktbereiche der Kontaktfedern entspricht.at the electrical connector system described above with an electrical connector and a corresponding connector or an electrical component, with a housing and at least one mating contact element, is advantageously the mating contact element as a flat contact blade formed, wherein at the three end sides of the mating contact element in each case a chamfer angle is formed, the inclination of the four faces corresponds to the contact areas of the contact springs.
Dadurch, daß an den Stirnseiten des Gegenkontaktelements jeweils ein Fasenwinkel ausgebildet ist, der der Neigung der vier Seitenflächen bzw. der Wölbung – bei einem Kontaktbereich in Form eines Löffels – der Kontaktbereiche entspricht, wird die erforderliche Kraft beim Einstecken des Kontaktelements zwischen die Kontaktbereiche der Kontaktfedern weiter verringert. Durch die Ausbildung eines Fasenwinkels nicht nur an der vorderen Stirnseite sondern auch an den beiden seitlichen Stirnseiten des Gegenkontaktelements ist sichergestellt, daß zum vertikalen Einstecken und zum horizontalen Einschieben des Kontaktelements in den elektrischen Steckverbinder eine im wesentliche gleich große bzw. kleine Steckkraft erforderlich ist.Thereby, that on the end faces of the mating contact element in each case a chamfer angle is formed, the inclination of the four side surfaces or the vault - at one Contact area in the form of a spoon - the contact areas corresponds to, the force required when inserting the contact element between the contact areas of the contact springs further reduced. By forming a chamfer angle not only at the front Front but also on the two lateral ends of the Counter contact element ensures that the vertical plugging and for horizontal insertion of the contact element in the electrical connector a substantially equal or small insertion force is required.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are a variety of ways to design and further develop the electrical connector according to the invention. Reference is made to the claims subordinate to claim 1 and to the Be Description of a preferred embodiment in conjunction with the drawing. In the drawing show
Die
Bei
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des elektrischen
Steckverbinders
Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, daß die
Kontaktbereiche
Wie
insbesondere aus der
Die
Kontaktfedern
Wie
darüber
hinaus insbesondere aus der
Insbesondere
aus den
Neben
dem – in
Schließlich ist
aus der
Aus
der
Die
Anzahl der Kontaktelemente innerhalb des Gehäuses
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