DE102022004450B4 - Steckverbinder - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Gegenverbinder und zu einer Leiterplatte (130) mit einer Steckverbindereinheit (20) und einem Lichtleiter (100), wobei die Steckverbindereinheit (20) einen Isolierkörper (60) aufweist, der von exakt zwei Kontaktelementen (50) durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse (30) zumindest teilweise umgeben wird, wobei jedes Kontaktelement (50) einen Kontaktbereich (53) zur Verbindung mit der Leiterplatte (130) und einen Kontaktbereich (51) zum Gegenverbinder aufweist, wobei das Steckverbindergehäuse (30) mit einer Aufnahmeöffnung (31) zur Aufnahme des Gegenverbinders versehen ist, und wobei am Lichtleiter (100) zwei Endbereiche als Lichteintrittsbereich (103) und Lichtaustrittsbereich (104) angeordnet sind, und wobei ein optisches Signal eines lichtemittierenden Bauelements (120) in den Lichteintrittsbereich (103) eingekoppelt und zu einem Lichtaustrittsbereich (104) geleitet wird. Für eine wirtschaftlich vorteilhafte Fertigung des Steckverbinders wird vorgeschlagen, dass der Lichtleiter (100) zur Visualisierung der Betriebszustände des Steckverbinders (10) einstückig mit dem Isolierkörper (60) verbunden ist. Auf diese Weise entfallen die Kosten für ein zusätzliches Bauteil in Form eines separaten Lichtleiters bezüglich Herstellung, Logistik und Montage.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit genau zwei Kontakten zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Gegenverbinder und zu einer Leiterplatte zur Übertragung elektrischer Signale und / oder elektrischer Energie mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.
  • Gattungsgemäße Steckverbinder finden insbesondere in Single-Pair-Ethernet-Steckverbindern (SPE) als zweipolige Hochfrequenz-Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Gegenverbinder mit einem daran angeschlossenen zweiadrigen Datenübertragungskabel und einer Leiterplatte eines Geräts Anwendung. Alternativ ermöglichen derartige Verbinder eine elektrische Verbindung zwischen zwei Datenübertragungskabeln mit daran konfektionierten Steckverbindern. Im Unterschied zu bekannten achtadrigen Ethernet-Verbindungen ermöglichen Single-Pair-Ethernet-Verbindungen (SPE) die Übertragung von Signalen über das Ethernet-Protokoll mittels nur einem verdrillten Aderpaar mit Übertragungsraten von 10 Mb/s bis 1 GBit/s. Dies führt zu Materialeinsparungen, die insbesondere den industriellen Einsatz begünstigen. Gleichzeitig ermöglicht SPE simultan zur Signal- und Datenübertragung eine Energieübertragung mit Leistungen bis zu 50 Watt bei einer temperaturabhängigen Strombelastbarkeit von 2 bis 3,5 A bzw. 4 bis 7 A.
  • Ein am vorgenannten Gegenverbinder angeschlossenes Datenübertragungskabel weist exakt zwei Adern auf. Jede Ader besteht aus einem elektrischen Leiter, der von einer Aderisolierung umhüllt wird, wobei die Adern miteinander verdrillt sind und ein Aderpaar ausbilden. Der elektrische Leiter kann dabei als Litzenleiter aus beispielsweise sieben oder neunzehn verseilten Einzeldrähten oder als Massivleiter ausgeführt sein. Für kurze Übertragungsstrecken bis etwa 20 m kommen häufig Datenübertragungskabel mit Litzenleitern zum Einsatz, die sich durch eine hohe Flexibilität auszeichnen. Bei längeren Übertragungstrecken werden bevorzugt Massivleiter eingesetzt, da diese durch ihren kompakten Querschnitt eine geringere Dämpfung aufweisen.
  • Zum Schutz des Aderpaares gegen ein Übersprechen der Signale von und zu Aderpaaren benachbarter Datenübertragungskabel kann das Aderpaar von einer Paarschirmung umgeben sein, wobei diese Paarschirmung beispielsweise als leitfähiger Folienstreifen ausgestaltet sein kann, der um das Aderpaar gewickelt wird.
  • Die Adern des Datenübertragungskabels werden von einem Kabelmantel aus einem Isoliermaterial umgeben. Zwischen dem Adermantel und dem optional von einem Paarschirm umgebenen Aderpaar wird häufig ein Kabelschirm in Form eines leitfähigen Schirmgeflechts angeordnet. Dieser Kabelschirm schützt den durch die Adern des Datenübertragungskabels fließenden Signalstrom vor störenden Strahlungen, die von außen auf das Datenübertragungskabel einwirken können. Als Quellen derartiger äußerer Störstrahlungen sind beispielsweise Abstrahlungen von Handys, Mobilfunkmasten oder benachbarte unvollständig abgeschirmte oder ungeschirmte Datenübertragungsanordnungen in Form von Steckverbindern zu nennen.
  • Zur Visualisierung der beschriebenen Übertragung elektrischer Signale und / oder elektrischer Energie ist aus dem Stand der Technik der Einsatz von Leuchtdioden oder von Lichtleitern an den Steckverbindern bekannt. Sie ermöglichen die Anzeige unterschiedlicher Betriebszustände der Übertragungselemente.
  • Die DE 698 04 050 T2 zeigt in 2 einen Steckverbinder 10 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Gegenverbinder und zu einer Leiterplatte 24 mit einer Steckverbindereinheit und mit einem Lichtleiter 40, wobei die Steckverbindereinheit einen Isolierkörper 12 aufweist, der von Kontaktelementen 30 durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse zumindest teilweise umgeben wird, wobei jedes Kontaktelement 30 einen Kontaktbereich 30a zur Verbindung mit der Leiterplatte 24 und einen Kontaktbereich zum Gegenverbinder aufweist, und wobei das Steckverbindergehäuse 20 mit einer Aufnahmeöffnung 18 zur Aufnahme des Gegenverbinders versehen ist. Am Lichtleiter 40 sind zwei Endbereiche als Lichteintrittsbereich 40d und als Lichtaustrittsbereich 40c angeordnet, wobei ein optisches Signal eines lichtemittierenden Bauelements 34 in den Lichteintrittsbereich 40d eingekoppelt und zu einem Lichtaustrittsbereich 40c geleitet wird. Die Verwendung eines passiven Lichtleiters 40 an Stelle einer aktiven Sichtanzeige, beispielsweise LEDs, ermöglicht in vorteilhafter Weise eine kostengünstige, im Steckverbinder integrierte Anzeige des Betriebszustands des Steckverbinders, ohne dass die Lichtquelle direkt am Steckverbinder montiert ist. Die Ausführung des passiven Lichtleiters 40 als separates und in der Steckverbindereinheit zu montierendes Bauteil führt allerdings zu nachteiligen Montage- und Logistikkosten.
  • Aus der DE 10 2020 108 285 A1 ist aus den 13, 14 eine Steckbuchse mit einer Steckverbindereinheit und einem Lichtleitelement bekannt. Die Steckverbindereinheit besteht aus 2 Kontakten, die einen Isolierkörper durchgreifen, der von einem Steckverbindergehäuse umgeben wird. Jeder Kontakt weist einen Kontaktbereich zum Gegenverbinder und zur Leiterplatte auf, wobei die Kontaktbereiche einen Winkel von 90° zueinander einnehmen. Das den Isolierkörper umgebende Steckverbindergehäuse ist mit einer Öffnung zur Aufnahme des Gegenverbinders ausgestattet. Zur Anzeige eines Funktionszustands der Steckbuchse ist ein optisches Leuchtelement in Form eines Lichtleitelements (210) vorgesehen, das entweder auf der Unterseite der Leiterplatte bei Montage der Steckbuchse auf der Oberseite positioniert ist (13) oder die Steckbuchse zumindest teilweise umgreifend auf der Oberseite der Steckbuchse (14) angeordnet ist. Nachteilig wirken in diesem Vorschlag die zu erwartenden Kosten des zusätzlichen Lichtleitelements bezüglich Herstellung, Logistik und Montage.
  • In der US 5 741 152 A wird eine RJ45-Steckbuchse vorgeschlagen, die eine Steckverbindereinheit mit einem Lichtleitelement beinhaltet. Die Steckverbindereinheit weist ein Steckverbindergehäuse auf, in dem insgesamt acht Kontakte angeordnet sind, wobei jeder Kontakt einen Kontaktbereich zum Gegenverbinder und zur Leiterplatte aufweist. Das Steckverbindergehäuse ist mit einem Öffnungsschacht zur formschlüssigen Aufnahme eines Gegenverbinders ausgestattet. Zur Visualisierung der Betriebszustände der Steckbuchse sind zwei Lichtleitelemente vorgesehen, die in dafür vorgesehene Freiräume des Steckverbindergehäuses eingeschoben werden. Der zweiteilige Aufbau des Lichtleitelements aus einer ersten Lichtleitkomponente, die horizontal im Steckverbindergehäuse angeordnet ist und einer zweiten Lichtleitkomponente, die zusätzlich Verbindungselemente zur Leiterplatte aufweist und vertikal im Steckverbindergehäuse angeordnet ist, erlaubt in vorteilhafter Weise die Weiterleitung der optischen Signale von der Leiterplatte über einen 90°-Winkel zur Stirnseite der Steckbuchse, ohne eine Biegung der Lichtleitelemente vorsehen zu müssen. Nachteilig wirken sich auch hier die zu erwartenden Kosten des zweiteiligen Lichtleitelements aus.
  • Die DE 10 2020 134 892 A1 offenbart eine Steckbuchse, insbesondere eine Single-Pair-Ethernet-Steckbuchse mit einer Steckbuchseneinheit, die an ihrer Vorderseite eine Steckeröffnung zur Aufnahme eines Gegenverbinders aufweist sowie eine Lichtwellenleitereinheit mit zumindest einem Lichtwellenleiter, der sich von einem der Leiterplatte zugewandten Endbereich der Steckbuchse bis zur Vorderseite mit der Steckeröffnung erstreckt. Es erweist sich dabei als vorteilhaft, dass der Lichtwellenleiter bedarfs- und anwendungsabhängig optional zur Steckbuchse ergänzt werden kann. Nachteilig wirken auch hier die zu erwartenden Kosten durch die zusätzliche Lichtwellenleitereinheit.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Steckverbinder derart weiterzubilden, dass dieser auf einfache Weise mit einer Visualisierung seiner Betriebszustände mit minimaler Bauhöhe und wirtschaftlich vorteilhaften Kosten gefertigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steckverbinder erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lichtleiter zur Visualisierung der Betriebszustände der Steckbuchse einstückig mit dem Isolierkörper verbunden ist. Auf diese Weise entfallen die Kosten für ein zusätzliches Bauteil in Form eines separaten Lichtleiters bezüglich Herstellung, Logistik und Montage.
  • Die Ausführung des einstückig mit dem Isolierkörper verbundenen Lichtleiters als Spritzgussteil aus einem Spritzgusswerkzeug unter Verwendung eines isolierenden Kunststoffs ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung insbesondere bei hohen Stückzahlen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters einen Winkel β zur Aufnahmeöffnung des Steckverbinders einnimmt. Der Winkel β ergibt sich zwischen Stirnfläche des Steckverbindergehäuses und der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters. Das daraus resultierende, schräg aus der Lichtleitereinheit austretende, optische Signal ermöglicht auf vorteilhafte Weise die Erkennbarkeit des Signals auch bei zumindest teilweiser Überdeckung der Lichtaustrittsfläche durch einen in den Steckverbinder eingeführten Gegenverbinder.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters einen Winkel β kleiner 90° zur Stirnseite der Aufnahmeöffnung des Steckverbinders, insbesondere einen Winkel von 45° einnimmt.
  • Alternativ kann die Herstellung des Isolierkörpers mit integriertem Lichtleiter im Mehrkomponenten-Spritzguss vorgesehen sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung ist auf der Leiterplatte ein lichtemittierendes Bauelement vorgesehen, das das optische Signal zur Visualisierung des Betriebszustands bezüglich der Signalübertragung bereitstellt und in die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters einkoppelt.
  • In einer alternativen Ausführung wird das lichtemittierende Bauelement mit einem Verbindungselement zur Leiterplatte im Steckverbinder angeordnet. Das Verbindungselement zur Leiterplatte kann beispielsweise als standardisierter Anschlussdraht zur stoffschlüssigen Verbindung mittels Löten zur Leiterplatte ausgeführt sein. In diesem Fall müssen vom Anwender keine zusätzlichen lichtemittierenden Bauelemente auf der Leiterplatte bereitgestellt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, den Isolierkörper mit einer Mehrzahl an Lichtleitern auszuführen.
  • Alternativ kann der Isolierkörper eines erfindungsgemäßen Steckverbinders einstückig mit einem ersten Lichtleiter verbunden und ein weiterer separater Lichtleiter im oder am Steckverbinder vorgesehen sein. Dies kann insbesondere bei der Visualisierung von Betriebszuständen aus unterschiedlichen Lichtquellen sinnvoll sein.
  • Für eine kostenoptimierte Fertigung erweist es sich als vorteilhaft, ein lichtemittierendes Bauelement für eine Mehrzahl miteinander verbundener Lichtleiter vorzusehen.
  • In einer alternativen Ausführung kann für jeden Lichtleiter ein separates lichtemittierendes Bauelement vorgesehen sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind der Kontaktbereich zum Gegenverbinder und der Kontaktbereich zur Leiterplatte jedes Kontakts fluchtend in einem Winkel von 180° angeordnet.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Kontaktbereich zum Gegenverbinder und der Kontaktbereich zur Leiterplatte jedes Kontakts zueinander einen Winkel von 90° oder 135° einnehmen.
    Es erweist sich als vorteilhaft, das Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, beispielsweise Neusilber, aus einem Stanz-Biege-Werkzeug zu fertigen. In diesem Fall schirmt das metallische Steckverbindergehäuse bei geeigneter Verbindung zum Schirm des Gegenverbinders und zum Schirm der Leiterplatte den Steckverbinder wirksam gegen unerwünschte äußere Strahlungen ab, die die Übertragungsqualität negativ beeinflussen.
  • Insbesondere bei ungeschirmten Anwendungen ist es sinnvoll, das Steckverbindergehäuse und den Isolierkörper einstückig aus einem isolierenden Kunststoff zu fertigen.
  • Die nachfolgende Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
  • Es zeigen:
    • 1: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in einer ersten vorteilhaften Ausführung;
    • 2: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders aus 1 nach der Art einer Explosionszeichnung;
    • 3: eine perspektivische Ansicht des Steckverbindergehäuses aus 1;
    • 4: eine weitere perspektivische Ansicht des Steckverbindergehäuses aus 1;
    • 5: eine perspektivische Ansicht eines Kontakts des Steckverbinders aus 1;
    • 6: eine perspektivische Ansicht des Isolierkörpers aus 1;
    • 7: eine weitere perspektivische Ansicht des Isolierkörpers aus 1;
    • 8: eine weitere, teilweise ausgebrochene, perspektivische Ansicht des Isolierkörpers aus 1;
    • 9: eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Isolierkörpers mit eingesetzten Kontakten aus 1;
    • 10 eine vergrößerte Ansicht von Detail W aus 9;
    • 11: eine perspektivische Ansicht des Lichtleiters aus 1;
    • 12: eine weitere perspektivische Ansicht des Lichtleiters aus 1;
    • 13: eine perspektivische Ansicht eines auf einer Leiterplatte montierten Steckverbinders aus 1 nach der Art einer Explosionszeichnung;
    • 14: eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines auf einer Leiterplatte montierten Steckverbinders aus 1;
    • 15: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in einer zweiten vorteilhaften Ausführung;
    • 16: eine Seitenansicht des Steckverbinders aus 15;
    • 17: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in einer dritten vorteilhaften Ausführung nach der Art einer Explosionszeichnung;
    • 18: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders aus 17;
    • 19: eine Seitenansicht des Steckverbinders aus 18;
  • In den 1 bis 14 ist eine erste vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Gemäß den 1 und 2 beinhaltet der Steckverbinder 10 eine Steckverbindereinheit 20 und einen Lichtleiter 100. Die 2 offenbart die Steckverbindereinheit 20, bestehend aus einem Isolierkörper 60, der von zwei Kontaktelementen 50 durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse 30 umgeben wird. Das Steckverbindergehäuse 30 weist eine Aufnahmeöffnung 31 zur formschlüssigen Aufnahme eines Gegenverbinders auf. Der Lichtleiter 100 ist einstückig mit dem Isolierkörper 60 verbunden.
  • Das Steckverbindergehäuse 30 ist als Schirmblech aus einem elektrisch leitendem Material konzipiert, das mittels Stanz-Biegetechnik hergestellt werden kann. Als Werkstoff kann beispielsweise Neusilber oder eine feuerverzinnte Federbronze zum Einsatz kommen.
  • Gemäß den 3 und 4 weist das Steckverbindergehäuse 30 auf seiner dem Gegenverbinder zugewandten Stirnseite 33 ein geschlossenes rechteckähnliches Hohlprofil 44 mit einer Aufnahmeöffnung 31 auf, das von den Außenflächen 38, 39 in seiner Breite begrenzt wird. Die Aufnahmeöffnung 31 mündet an ihrem dem Gegenverbinder zugewandten Endbereich in eine Einführfase 34 zur Einführung des Gegenverbinders. Im weiteren Verlauf in der dem Gegenverbinder abgewandten Richtung X geht das beschriebene Hohlprofil 44 mit der Aufnahmeöffnung 31 in ein in Richtung Y offenes und sich zwischen den Stirnflächen 36, 37 erstreckendes U-Profil 45 über, das ebenfalls von den Außenflächen 38, 39 begrenzt wird. Von den Stirnflächen 37 erstrecken sich insgesamt vier Anschlusselemente 40 in Richtung X der anzuschließenden Leiterplatte. Die Länge der Anschlusselemente 40 wird so gewählt, dass diese in komplementäre Öffnungen 134 der Leiterplatte 130 eintauchen und beispielsweise auf stoffschlüssige Weise mittels Löten mit der Leiterplatte 130 verbunden werden können. Dies wird besonders aus der 13 deutlich.
  • An der Oberseite 35 des rechteckähnlichen Hohlprofils 44 ist eine rechteckige Durchgangsöffnung 32 angeordnet, die der lösbaren Verbindung des Steckverbinders 10 zu einem Gegenverbinder in formschlüssiger Weise dient.
  • Gemäß der 4 sind an dem der anzuschließenden Leiterplatte 130 zugewandten Endbereich des Steckverbindergehäuses 30 zwei Verbindungslaschen 41 als Verlängerung der Seitenflächen 38, 39 vorgesehen. Die beiden Verbindungslaschen 41 dienen der form- und kraftschlüssigen Verbindung des Steckverbindergehäuses 30 zum Isolierkörper 60, indem die Verbindungslaschen 41 in die dafür vorgesehenen komplementären Öffnungen 85, 95 des Isolierkörpers 60 eintauchen. Dies wird besonders aus der 14 deutlich. An den Unterseiten des rechteckähnlichen Hohlprofils 44 und des U-Profils 45 sind dem Fachmann bekannte Verbindungselemente 42, 43 vorgesehen.
  • Das in 5 dargestellte Kontaktelement 50 mit einem rechteckigen Querschnitt weist einen Kontaktbereich 51 zum komplementären Kontakt eines Gegenverbinders und einen Kontaktbereich 53 zur Leiterplatte 130 auf, die durch den Zwischenbereich 52 miteinander verbunden sind. Beide Kontaktbereiche 51, 53 münden an ihren Stirnseiten in Einführfasen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktbereiche 51, 53 fluchtend zueinander angeordnet, nehmen also einen Winkel von 180° zueinander ein. Alternativ sind auch Winkel von beispielsweise 90° oder 135° zwischen den Kontaktbereichen 51 und 53 möglich.
  • In dem die beiden Kontaktbereiche 51, 53 verbindenden Zwischenbereich 52 sind jeweils zwei Vorsprünge 54, 55 und 56, 57 angeordnet, die aus dem Rechteckprofil herausragen. Die Vorsprünge 54, 55 dienen der form- und kraftschlüssigen Fixierung des Kontakts 50 in den dafür vorgesehenen komplementären Durchgangsöffnungen 71, 73 des Isolierkörpers 60. Die Anschlagsflächen 58, 59 der Vorsprünge 56, 57 begrenzen die Einführung der Kontakte in die genannten Durchgangsöffnungen 71, 73 in Richtung des Gegenverbinders durch Anlage der Anschlagsflächen 58, 59 an der komplementären Anlagefläche 87 des Isolierkörpers 60. Dies wird insbesondere aus den 9 und 10 deutlich.
  • Die Kontakte 50 eignen sich durch ihre Geometrie für eine wirtschaftlich vorteilhafte Fertigung aus einem Stanzwerkzeug. Als Material kommt beispielsweise Messing zum Einsatz, wobei der Kontaktbereich 51 beispielsweise mit einer Goldschicht versehen werden kann, um die Übergangswiderstände zum komplementären Kontakt eines Gegenverbinders zu minimieren. Der Kontaktbereich 53 zur Leiterplatte 130 wird beispielsweise mit einer Zinngalvanik versehen, um eine stoffschlüssige Verbindung des Kontakts 50 zur Leiterplatte 130 mittels Löten zu ermöglichen.
  • Die 6 bis 8 offenbaren den Isolierkörper 60 des ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiels. Der Isolierkörper 60 weist einen quaderähnlichen Grundkörper 61 auf, der in seiner Breite durch die Flächen 62, 63 und in seiner Höhe durch die Flächen 66, 67 begrenzt wird. Von der Vorderfläche 64 erstrecken sich in der dem Gegenverbinder zugewandten Richtung zwei hülsenförmige Vorsprünge 70, 72, die von zwei rechteckförmigen zur formschlüssigen Aufnahme der Kontakte 50 vorgesehenen Durchgangsöffnungen 71, 73 durchgriffen werden, die auf der Rückseite 65 in eine abgesetzte Öffnung 86 mit der Anlagefläche 87 münden. Dies wird aus der 8 besonders deutlich. Außerdem ist an der Vorderseite 64 eine Anlageblock 75 angeordnet, der als Anlage für die Stirnfläche 32 des Hohlprofils 44 des den Isolierkörper 60 umgebenden Steckverbindergehäuses 30 dient.
  • An den Seitenflächen 62, 63 des Grundkörpers 61 sind zwei spiegelsymmetrische Aufnahmeelemente 80, 90 angeordnet, die der formschlüssigen Aufnahme und Lagesicherung des den Isolierkörper 60 umgebenden Steckverbindergehäuses 30 dient. Die Aufnahmeelemente 80, 90 werden in ihrer Ausdehnung durch die Flächen 82, 83 und 84 begrenzt. Von der Vorderseite 85 erstreckt sich eine Öffnung 85 in das Aufnahmeelement 80 hinein, deren Größe so bemessen wird, dass die komplementäre Verbindungslasche 41 des Steckverbindergehäuses 30 form- und kraftschlüssig darin aufgenommen wird.
  • An der Oberseite 67 sind eine U-förmige Ausnehmung 68 sowie zwei Anbindungen 69 zur einstückigen Verbindung des Grundkörpers 61 mit dem Lichtleiter 100 vorgesehen.
  • Von der Rückseite 65 des Grundkörpers 61 erstrecken sich zwei Positionierungsstifte 76, 78 in Richtung der anzuschließenden Leiterplatte 130 und tauchen bei der Bestückung der Leiterplatte 130 mit dem Steckverbinder 10 in die dafür vorgesehenen Durchgangsöffnungen 132, 133 der Leiterplatte 130 ein. Die unterschiedliche Geometrie der Positionierungsstifte 76, 78, insbesondere ihr Durchmesser, ermöglicht dabei die Realisierung einer eindeutigen mechanischen Kodierung bzw. Ausrichtung des Steckverbinders 10 zur Leiterplatte 130. Die Positionierungsstifte 76, 78 weisen zur form- und kraftschlüssigen Verbindung zu den Durchgangsöffnungen 132, 133 der Leiterplatte 130 jeweils drei bzw. zwei Quetschrippen 77, 79 auf, die sich beim Einsetzen der Positionsstifte 76, 78 in die Durchgangsöffnungen 132, 133 verformen und einen Ausgleich vorhandener Toleranzen der Durchgangsöffnungen 132, 133 ermöglichen.
  • Die 11 und 12 offenbaren den mit dem Grundkörper 61 einstückig verbundenen Lichtleiter 100. Der Lichtleiter 100 weist einen rechteckförmigen Querschnitt 101 auf, der sich zwischen einer Lichteintrittsfläche 103 und einer Lichtaustrittsfläche 104 über einen konstruktiv bedingten Absatz 102 erstreckt und dessen Breite durch die Seitenflächen 105, 106 begrenzt wird. Die einstückige Verbindung des Lichtleiters 100 zum Grundkörper 61 des Isolierkörpers 60 erfolgt über die Anbindungsbereiche 107, 108, die sich von den Seitenflächen 105, 106 weg erstrecken.
  • Die Lichtaustrittsfläche 104 weist gemäß der 14 in diesem Ausführungsbeispiel einen Winkel von 15° zur Stirnfläche 33 des Steckverbindergehäuses 30 auf. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung der Erkennbarkeit des an der Lichtaustrittsfläche 104 austretenden optischen Signals auch im Fall einer zumindest teilweisen Verdeckung des Lichtleiters 100 durch einen in der Aufnahmeöffnung 31 des Steckverbindergehäuses 30 angeordneten Gegenverbinder.
  • Als Material des beschriebenen Isolierkörpers 60 kann ein, insbesondere im Hinblick auf den integrierten Lichtleiter, geeigneter isolierender Kunststoff, beispielsweise ein PC, zum Einsatz kommen.
  • Gemäß den 13 und 14 wird auf der Leiterplatte 130 ein lichtemittierendes Bauelement 120 angeordnet, wobei die vom Bauelement 120 austretenden optischen Signale über die Lichteintrittsfläche 103 in den Lichtleiter 100 eingekoppelt und durch den Lichtleiter 100 hindurch bis zur Lichtaustrittsfläche 104 geleitet werden. Beispielsweise kann als lichtemittierendes Bauelement 120 eine dem Fachmann bekannte SMD-LED eingesetzt werden.
  • Wie bereits erwähnt, greifen die Anschlusselemente 40 des Steckverbindergehäuses 30 bei der Montage des Steckverbinders auf die Leiterplatte 130 in die dafür vorgesehenen Durchgangsöffnungen 134 ein und werden beispielsweise stoffschlüssig mittels Löten mit der Leiterplatte 130 mechanisch und elektrisch verbunden. Die Kontaktbereiche 53 der Kontakte 50 durchgreifen die Durchgangsöffnungen 135 der Leiterplatte und können ebenfalls stoffschlüssig mit dieser verbunden werden. Der Eingriff der beiden Positionierungsstifte 76, 78 in die Durchgangsöffnungen 132, 133 bewirkt eine mechanische Kodierung des Steckverbinders 10 zur Leiterplatte 130.
  • In den 15 und 16 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 200 belegt. Der auf der Leiterplatte 230 montierte Steckverbinder 200 beinhaltet einen Isolierkörper 260, der von zwei Kontakten 50 durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse 30 umgeben wird. Mit dem Isolierkörper 260 ist der Lichtleiter 210 einstückig verbunden, wobei der Lichtleiter 210 eine Lichteintrittsfläche 213 und eine Lichtaustrittsfläche 214 aufweist. In diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das lichtemittierende Bauelement 220 im Steckverbinder 200 durch eine formschlüssige Aufnahme 265 des Isolierkörpers 260 integriert. Die elektrische Verbindung des lichtemittierenden Bauelements 220 zur Leiterplatte 230 erfolgt durch den Eingriff der Verbindungselemente 221, 222 in die dafür vorgesehenen Durchgangsöffnungen 231, 232 der Leiterplatte 230 und eine stoffschlüssige Verbindung mittels Löten.
  • Die 17 bis 19 beschreiben eine dritte vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 300 belegt ist. Der auf einer Leiterplatte 330 montierte Steckverbinder 300 weist einen Isolierkörper 360 auf, der von zwei Kontakten 50 durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse 340, das konstruktive bedingt drei Anschlusselemente 345 zu den dafür vorgesehenen Durchgangsöffnungen der Leiterplatte 330 aufweist, umgeben wird. Am Isolierkörper 360 sind zwei einstückig mit diesem verbundene Lichtleiter 310, 320 angeordnet, die mit den Lichteintrittsflächen 313, 323 und den Lichtaustrittsflächen 314, 324 versehen sind. Auf der leiterplatte 330 sind insgesamt zwei lichtemittierende Bauelemente 325, 326 vorgesehen, deren austretende optische Signale in die Lichteintrittsflächen 313, 323 der Lichtleiter 310, 320 eingekoppelt und zu den Lichtaustrittsflächen 314, 324 geleitet werden.

Claims (5)

  1. Steckverbinder (10) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Gegenverbinder und zu einer Leiterplatte (130) mit einer Steckverbindereinheit (20) und einem Lichtleiter (100), - wobei die Steckverbindereinheit (20) einen Isolierkörper (60) aufweist, der von exakt zwei Kontaktelementen (50) durchgriffen und von einem Steckverbindergehäuse (30) zumindest teilweise umgeben wird, wobei jedes Kontaktelement (50) einen Kontaktbereich (53) zur Verbindung mit der Leiterplatte (130) und einen Kontaktbereich (51) zum Gegenverbinder aufweist, wobei das Steckverbindergehäuse (30) mit einer Aufnahmeöffnung (31) zur Aufnahme des Gegenverbinders versehen ist, und - wobei am Lichtleiter (100) zwei Endbereiche als Lichteintrittsbereich (103) und Lichtaustrittsbereich (104) angeordnet sind, und wobei ein optisches Signal eines lichtemittierenden Bauelements (120) in den Lichteintrittsbereich (103) eingekoppelt und zu einem Lichtaustrittsbereich (104) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (100) einstückig mit dem Isolierkörper (60) verbunden ist.
  2. Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückig mit dem Isolierkörper (60) verbundene Lichtleiter (100) als Spritzgussteil ausgeführt ist.
  3. Steckverbinder (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (104) des Lichtleiters (100) in einem Winkel β zur Stirnseite (33) der Aufnahmeöffnung (31) des Steckverbindergehäuses (30) angeordnet ist.
  4. Steckverbinder (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel β kleiner 90° ist.
  5. Steckverbinder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (360) eine Mehrzahl an Lichtleitern (310, 320) aufweist, die einstückig mit dem Isolierkörper (360) verbunden sind.
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