DE102006019203A1

DE102006019203A1 - Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente

Info

Publication number: DE102006019203A1
Application number: DE102006019203A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Lappöhn
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: ERNI PRODUCTION GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-10-25
Also published as: JP2007294426A; US20070249208A1; JP4951377B2

Abstract

Ein Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente, umfassend aneinander angepasste Steckverbindungselemente (100, 200; 300), insbesondere mehrpolige Messer- und/oder Federleisten, mit elektrischen Kontakten (140, 240; 340), die in einem im Wesentlichen quaderförmigen Korpus angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Seitenwand (101; 301) des Korpus wenigstens eine Schulter (110; 310) ausgebildet ist, in der an vorgebbaren, definierten Stellen in Steckrichtung verlaufende Nuten (120; 320) angeordnet sind, die bei richtiger Positionierung der Steckverbindungselemente an sie angepasste Rippen (220, 320) eines weiteren Steckverbindungselements (200; 300) aufnehmen und bei falscher Positionierung eine Auflagefläche der Rippen (220; 320) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Solche Steckverbinder werden eingesetzt zum Verbinden von beispielsweise übereinander angeordneten Leiterplatten, einer Leiterplatte mit einem elektronischen Bauelement oder dergleichen. Derartige Steckverbinder sind sehr oft vielpolige Stecker, umfassend zwei Steckverbindungselemente, die aneinander angepasst sind, insbesondere aufeinander abgestimmte Messer- und Federleisten. Die Steckverbinder verfügen über einen Korpus, der im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist. Im Inneren des Korpus sind elektrische Kontakte angeordnet, die zur Übermittlung elektrischer Signale und Impulse dienen. Um sicherzustellen, dass derartige Steckverbinder nur in einer einzigen, gewünschten Position miteinander verbindbar sind, müssen die beiden Steckverbindungselemente eine Kodierung bzw. Gegenkodierung aufweisen.
Eine solche Kodierung und Gegenkodierung kann beispielsweise durch besonders ausgebildete Öffnungen des Steckergehäuses selbst ausgebildet sein, wie es beispielsweise aus der DE 199 32 942 A1 hervorgeht. Eine derartige Ausbildung der Steckverbindungselemente selbst erfordert jedoch eine aufwendige Herstellung. Darüber hinaus kann bei einer solchen Kodierung nicht vermieden werden, dass bei großem Kraftaufwand der ineinander zu steckenden Teile, beispielsweise dünne Stege, welche Teil der Kodierung sind, wegbrechen und es so zu einem unerwünschten Steckkontakt kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Steckverbindern der eingangs beschriebenen Art eine Kodierung und Gegenkodierung zu schaffen, die bei einfachster Herstellung sicher eine fehlerhafte und unerwünschte Steckverbindung auch bei Ausübung großer Kräfte auf die Steckverbindungselemente verhindert.
Darstellung und Vorteile der Erfindung
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Durch die an einer Seitenwand des Korpus angeordnete Schulter, in der an vorgebbaren, definierten Stellen in Steckrichtung verlaufende Nuten angeordnet sind, welche bei richtiger Positionierung an sie angepasste Rippen eines weiteren Steckverbindungselements aufnehmen und bei falscher Positionierung eine Auflagefläche der Rippen bilden, wird eine unerwünschte Verbindung der beiden Steckerteile verhindert.
Dabei wird ein Ineinanderstecken der beiden Steckverbindungselemente verhindert, wenn die beiden Steckverbindungselemente zum einen nicht zu einem Steckverbindertyp, sondern zu unterschiedlichen Steckverbindertypen gehören und zum anderen, wenn die beiden Steckverbindungselemente zwar Teil eines einzigen Steckverbinders sind, aber falsch übereinander positioniert sind, beispielsweise verdreht angeordnet sind. Dabei ist es gleichgültig, wie die beiden Steckverbindungselemente übereinander positioniert sind. Durch die Codierung, d. h. die Anordnung der Rippen und Nuten wird ein Ineinanderstecken in diesem Falle verhindert.
Durch Ausbildung einer solchen Schulter wird insbesondere verhindert, dass auch bei größerem Kraftaufwand eine fehlerhafte Verbindung der beiden Steckverbindungselemente entstehen kann, denn die Schulter bildet eine massive Auflagefläche im Falle einer falschen Positionierung der Steckverbindungselemente.
Rein prinzipiell könnte die Schulter mit der Seitenwand einen beliebigen Winkel einschließen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Schulter mit der Seitenwand einen rechten Winkel einschließt. Durch diesen rechten Winkel wird ein fehlerhaftes Verbinden der Steckverbindungselemente besonders wirkungsvoll verhindert.
Die Rippen können ebenfalls auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein, so sind beispielsweise Rippen mit einer halbzylindrischen Kontur denkbar oder Rippen, deren Kontur ein Polygon bilden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht eine quaderförmige Gestalt der Rippen vor. Insbesondere durch Anordnung mehrerer Rippen und Nuten in den beiden Steckverbindungselementen wird so neben der Kodierung auch eine optimale Führung der beiden Steckverbindungselemente aneinander realisiert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Rippen auf ihrer der Schulter zugewandten Seite eine zur Schulterfläche des ersten Steckverbindungselements parallele ebene Fläche aufweisen. Bei einer falschen Positionierung der Steckverbindungselemente liegen diese ebenen Flächen auf den Schultern auf. Aufgrund der Auflageflächen wird so eine Verbindung der beiden Steckerteile verhindert, selbst wenn auf die Teile eine große Kraft ausgeübt wird.
Der Korpus besteht vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere ist er als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Diese Ausbildung ermöglicht nicht nur eine leichte Herstellung, sondern dient gleichzeitig auch der elektrischen Isolierung.
Rein prinzipiell können die Rippen an dem zweiten Steckverbindungselement als separates Bauteil befestigt sein, beispielsweise durch Kleben, durch Schweißen oder dergleichen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Rippen einstückig mit dem zweiten Steckverbindungselement verbunden sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung, insbesondere für den Fall, dass das zweite Steckverbindungselement als Spritzgussteil hergestellt wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Zeichnung
In der Zeichnung zeigen:
1a, 1b schematisch zwei Steckverbindungselemente unterschiedlicher Steckverbindertypen, die in jeweils zwei Positionierungen übereinander angeordnet sind;
2a, 2b einen Steckverbinder, bei dem ein zweites Steckverbindungselement jeweils in unterschiedlichen Positionen über einem ersten Steckverbindungselement der Steckverbindung angeordnet ist;
3 ein Steckverbindungselement einer weiteren Ausführungsform eines von der Erfindung Gebrauch machenden Steckverbinders;
4 die Anordnung eines zweiten, baulich gleichen Steckverbindungselements über dem in 3 dargestellten ersten Steckverbindungselement bei richtiger Positionierung des zweiten Steckverbindungselements gegenüber dem ersten Steckverbindungselement;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines von der Erfindung Gebrauch machenden Steckverbinders, bei dem ein zweites Steckverbindungselement in falscher Positionierung über einem ersten, gleich ausgebildeten Steckverbindungselement angeordnet ist und
6 der in 5 dargestellte Steckverbinder in teilweise geschnittener Darstellung des zweiten Steckverbindungselements.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Steckverbinder, dargestellt in 1 und 2, weist ein als Ganzes mit 100 bezeichnetes erstes Steckverbindungselement und ein als Ganzes mit 200 bezeichnetes zweites Steckverbindungselement auf. Das erste Steckverbindungselement 100 kann beispielsweise als Messerleiste ausgebildet sein, das zweite Steckverbindungselement 200 als Federleiste, welche hinsichtlich ihrer Form an die Messerleiste zur Herstellung einer Steckverbindung angepasst ist.
Das erste Steckverbindungselement 100 weist einen im Wesentlichen quaderförmigen Korpus mit Seitenwänden 101, 102, 103, 104 auf, das zweite Steckverbindungselement 200 weist ebenfalls einen im Wesentlichen quaderförmigen Korpus mit Seitenwänden 201, 202, 203, 204 auf. An zwei vorzugsweise sich gegenüberliegenden Seitenwänden 101 und 103 sind an dem Korpus Schultern 110 ausgebildet, in welchen im Wesentlichen in Steckrichtung verlaufende Nuten 120 angeordnet sind.
An der Seitenwand 201 des zweiten Steckverbindungselements sind an die Nuten 120 angepasste ebenfalls in Steckrichtung verlaufende Rippen 220 angeordnet. Sowohl die Nuten 120 als auch die Rippen 220 weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen quaderförmigen Querschnitt auf.
1 verdeutlicht den Fall, dass Steckverbindungselemente 100, 200 gesteckt werden sollen, die zu unterschiedlichen Steckverbindern gehören, also in keinem Falle ineinander gesteckt werden dürfen. 1a zeigt den Fall, bei dem das zweite Steckverbindungselement 200, die Federleiste, über dem ersten Steckverbindungselement 100, der Messerleiste, angeordnet ist. Da die beiden Steckverbindungselemente nicht zu einem einzigen Steckverbinder gehören, liegen in diesem Falle die Rippen 220, welche an ihrer unteren, der Schulter 110 zugewandten Seite im Wesentlichen zur Schulterfläche parallele Stirnflächen 221 aufweisen, mit diesen Stirnflächen 221 auf der Schulter 110 auf. Die Schulter 110 selbst ist im Wesentlichen senkrecht zur Seitenwand 101 des ersten Steckverbindungselements 100 vorspringend angeordnet. Aufgrund der zur Schulter 110 parallelen Stirnflächen 221 wird verhindert, dass die beiden Steckverbindungselemente 100, 200 auch mit großem Kraftaufwand in falscher Positionierung ineinander steckbar sind.
Auch nach einer Drehung der Messerleiste, dargestellt in 1b, ist es nicht möglich, das zweite Steckverbindungselement 200, die Federleiste, in das erste Steckverbindungselement 100 zu stecken und einen elektrischen Kontakt herzustellen. Auch in diesem Falle liegen die Rippen 220 auf der Schulter 110 auf und passen nicht in Nuten 120, da die beiden Steckverbindungselemente 100 zu unterschiedlichen Steckverbindertypen gehören. Ein versehentliches Ineinanderstecken wird so verhindert.
In 2a, 2b sind Steckverbindungselemente 100, 200 dargestellt, die zu einem einzigen Steckverbinder gehören und insoweit bei richtiger Positionierung des zweiten Steckverbindungselements 200 über dem ersten Steckverbindungselement 100, dargestellt in 2a, ineinander steckbar sind. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleiche Merkmale der beiden Steckverbindungselemente 100, 200 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie bei den in 1 dargestellten Steckverbindungselementen. Bei richtiger Positionierung des Steckverbindungselements 200 über dem ersten Steckverbindungselement 100 greifen die Rippen 220 in die Nuten 120 ein und werden in diesen geführt. Die beiden Steckverbindungselemente 100, 200 sind in diesem Falle zur Ausbildung elektrischer Kontakte ineinander steckbar, wobei die Rippen 220 und die Nuten 120 aufgrund ihrer aneinander angepassten jeweils rechteckförmigen Ausbildung eine präzise Führung der Steckverbindungselemente 100, 200 ineinander ermöglichen und hierdurch eine sehr sichere und präzise elektrische Verbindung sicherstellen.
Bei einer Drehung des ersten Steckverbindungselements 100, also der Messerleiste, um 180°, dargestellt in 2b, ist dagegen ein Ineinanderstecken der beiden Steckverbindungselemente 100, 200 des Steckverbinders, nicht möglich, da in diesem Falle die insoweit unsymmetrisch angeordneten Rippen 220 nicht in die Nuten 120 passen, sondern mit ihren ebenen Stirnflächen 221 auf den Schultern 110 aufliegen.
Die elektrischen Kontakte des ersten Steckverbindungselements 100, in Form von Messern 140 greifen im gesteckten Zustand in (in der Darstellung nicht sichtbare) an die Messer 140 angepasste Federelemente des zweiten Steckverbindungselements 200 auf an sich bekannte Weise ein. Das zweite Steckverbindungselement 200 weist an seiner oberen Stirnfläche 205 Öffnungen auf, in denen Anschlusskontakte 240 angeordnet sind, an denen beispielsweise durch Crimpen Leitungen befestigbar sind.
Die beiden Steckverbindungselemente 100, 200 sind jeweils Kunststoffteile, vorzugsweise Spritzgusskunststoffteile, wobei die Rippen 220 an dem zweiten Steckverbindungselement 200 einstückig angeformt sind. Die Ausbildung der beiden Steckverbindungselemente 100, 200 als Spritzgusskunststoffteile ermöglicht eine einfache Variation der Kodierung und Gegenkodierung. In diesem Falle müssen lediglich an dem Werkzeug Änderungen der Anordnung der Nuten 120 und Rippen 220 vorgenommen werden.
Bei einem anderen, in 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Steckverbindungselemente nicht aus einer Messer- und Federleiste, sondern nur aus einem einzigen Bauteil, welches sowohl als Messer als auch als Federleiste wirkt. Ein solches Steckverbindungselement, auch [Namen] genannt, weist ebenfalls einen im Wesentlichen quadratischen Korpus 300 mit Seitenwänden 301, 302, 303, 304 auf. Das Steckverbindungselement 300 besteht in diesem Falle ebenfalls aus einem Kunststoff spritzgussteil, in dem die elektrischen Kontakte 340, auf an sich bekannte Weise beispielsweise durch Einrasten, Kleben und dergleichen befestigt sind. Die Kontakte 340 selbst sind bei diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Messer- und Federkontakte ausgebildet, wobei die Messerkontakte 341 jeweils in eine Öffnung 342 eingreifen können, wenn ein weiteres gleich ausgebildetes Steckverbindungselement 300 „kopfüber" über dem Steckverbindungselement 300 positioniert wird, wie dies schematisch in 4 dargestellt ist. In diesem Falle greifen die Messerkontakte 341 in die Öffnungen 342 ein, wobei ein zweiter, federnder Kontakt 343 vorgesehen ist, der an seinem oberen Ende eine im Wesentlichen halbkreisförmig vorstehende Wölbung 344 aufweist, die im gesteckten Zustand der Steckverbindungselemente an dem Messerkontakt 341 anliegt und so das Federelement bildet. Die Kontakte 340 weisen jeweils Lötflächen 345 auf, um sie beispielsweise auf einer Leiterplatte elektrisch leitend zu befestigen.
Das Steckverbindungselement 300 weist an einer Seitenwand 301 eine vorzugsweise rechtwinklig von der Seitenwand 301 vorspringende Schulter 310 auf. Die Schulter 310 wird durch Nuten 320 mit einer quaderförmigen Gestalt unterbrochen. An der dieser Seitenwand 301 gegenüberliegenden Seitenwand 303 sind Rippen 330 angeordnet, die ebenfalls eine quaderförmige Gestalt aufweisen und an die Nuten 320 derart angepasst sind, dass sie bei richtiger Positionierung eines Steckverbindungselements 300 kopfüber, also mit den Kontakten 341 nach unten über dem in 1 dargestellten Steckverbindungselements 300 liegend in die Nuten 320 eingreifen und in diesen geführt sind, wie dies schematisch in 4 dargestellt ist. Bei falscher Positionierung liegen dagegen die unteren Stirnflächen 331 der Rippen 330, die parallel zu der Schulter 310 verlaufen, auf der Schulter 310 auf und bilden so eine Auflagefläche, die auch einer großen, auf die beiden Steckverbindungselemente 300 ausgeübten Kraft standhält.
Der in 5 und 6 dargestellte Steckverbinder entspricht dem in 3 und 4 dargestellten Steckverbinder. Er weist lediglich eine größere Zahl von elektrischen Kontakten 341 auf. Gleiche Elemente sind bei dem in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen wie bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnet, sodass bezüglich deren Beschreibung auf die vorstehenden Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Im Unterschied zu dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, sind bei dem in 5 und 6 dargestellten Steckverbinder an den Seitenwänden jeweils zwei Nuten 320 bzw. Rippen 330 angeordnet.
In 5 und 6 sind dabei die beiden Steckverbindungselemente in falscher Positionierung angeordnet und wie insbesondere aus der teilweise geschnittenen Darstellung in 6 hervorgeht, liegen die Rippen 330 in diesem Falle auf den Schultern 310 auf, können also nicht in die Nuten 320 eingreifen, sodass eine Verbindung der beiden Steckverbindungselemente 300 miteinander nicht möglich ist. Auch in diesem Falle weisen die Rippen 330 an ihrer unteren, der Schulter 310 zugewandten Seite im Wesentlichen parallel zur Schulterfläche 310 verlaufende Stirnflächen auf, sodass eine großflächige Auflage der Stirnflächen der Rippen 330 auf der Schulter 310 erzielt wird, welche eine unerwünschte und fehlerhafte Steckverbindung – selbst dann, wenn eine große Kraft auf die beiden Steckverbindungselemente ausgeübt wird – verhindert wird.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Nuten und die Rippen jeweils so unsymmetrisch angeordnet, dass ein Ineinanderstecken von Steckverbindungselementen eines Steckertyps nur in einer einzigen Position möglich ist. Es wird also nicht nur ein Ineinanderstecken nicht zueinander gehöriger Steckverbindungselemente verhindert, sondern auch ein nicht erwünschtes Ineinanderstecken zueinander gehöriger Steckverbindungselemente bei falscher Positionierung dieser Steckverbindungselemente.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf Rippen und Nuten mit rechteckförmiger Gestalt beschränkt ist. Rein prinzipiell können beliebig ausgebildete Rippen und Nuten vorgesehen sein, beispielsweise mit zylindrischer Gestalt, polygonaler Gestalt und dergleichen. Auch ist die Anordnung der Schultern 110, 310 nicht darauf beschränkt, dass diese Schultern senkrecht zur Seitenwand angeordnet sind. Sie könnten rein prinzipiell auch schräg zur Seitenwand verlaufen, beispielsweise nach unten oder nach oben geneigt. In diesem Fall wären dann die unteren Stirnflächen 221, 321 vorteilhafterweise an diese schräg verlaufenden Schultern angepasst.

Claims

Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente umfassend aneinander angepasste Steckverbindungselemente (100, 200; 300), insbesondere mehrpolige Messer- und/oder Federleisten, mit elektrischen Kontakten (140, 240; 340), die in einem im Wesentlichen quaderförmigen Korpus angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Seitenwand (101; 301) des Korpus wenigstens eine Schulter (110; 310) ausgebildet ist, in der an vorgebbaren, definierten Stellen in Steckrichtung verlaufende Nuten (120; 320) angeordnet sind, die bei richtiger Positionierung der Steckverbindungselemente an sie angepasste Rippen (220, 320) eines weiteren Steckverbindungselements (200; 300) aufnehmen und bei falscher Positionierung eine Auflagefläche der Rippen (220; 320) bilden.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (120; 320) und die Rippen (200; 300) jeweils so unsymmetrisch angeordnet sind, dass ein Ineinanderstecken der Steckverbindungselemente (100, 200; 300) nur in einer einzigen Positionierung der Steckverbindungselemente (100, 200; 300) möglich ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schulter (120; 320) mit der Seitenwand (101; 301) einen rechten Winkel einschließt.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (220; 330) eine halbzylinderförmige oder polygonale, oder quaderförmige Gestalt aufweisen.
Steckverbindungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (220; 330) auf ihrer der wenigstens einen Schulter (110; 310) zugewandten Seite eine zur Schulter (110; 310) parallele ebene Stirnfläche (221; 331) aufweisen.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus aus Kunststoff besteht.
Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus ein Kunststoffspritzgussteil ist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schulter (110; 310) einstückig mit der Seitenwand (101; 301) als Teil dieser ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (220; 330) einstückig mit der Seitenwand (201; 303) als Teil dieser ausgebildet sind.