DE3729546A1 - Miniaturisiertes weibliches elektrisches kontaktelement fuer steckverbindungen fuer gedruckte schaltungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein miniaturisiertes weibliches elektrisches Kontaktelement für Steckverbindungen für gedruckte Schaltungen, insbesondere für Steckverbindungen mit mehreren, nebeneinanderliegenden elektrischen Kontaktelementen, deren Abstand voneinander relativ gering ist und in einer Größenordnung von 2 mm liegt.

Bekanntlich werden bei diesen Anwendungen elektrische Steckverbindungsgruppen verwendet, die ein Steckverbindungspaar umfassen, bei dem eine erste Steckverbindung aus mehreren männlichen elektrischen Kontaktelementen besteht und zwar mit einem Teil, der in entsprechende Bohrungen einer gedruckten Schaltung gelötet werden kann, und einem weiteren stiftförmigen Teil, der zwischen ein Paar freitragender, gegenüberliegender und nach unten gerichteter Kontaktfedern eingesteckt werden kann, die zu einem entsprechenden weiblichen elektrischen Kontaktelement gehören und von denen eine entsprechende Anzahl in einer zweiten elektrischen Steckverbindung untergebracht sind, die an die erste Steckverbindung mit den männlichen Kontaktelementen angekoppelt werden kann. Die weiblichen elektrischen Kontaktelemente können im oberen Teil unterschiedliche Konfigurationen je nach der Art des geforderten elektrischen Anschlusses aufweisen, beispielsweise können sie an Litzen angeklammert sein, oder können ein Gabelpaar aufweisen, das durch einen Einschnitt in der Isolation den elektrischen Kontakt zu einem Leiter herstellen kann oder sie können auch Fortsätze aufweisen, die in entsprechende Bohrungen einer anderen gedruckten Schaltung, die parallel oder senkrecht zur ersten angeordnet ist, gesteckt werden können. Auf diese weiblichen elektrischen Kontaktelemente wirken jedoch sowohl in den Phasen der Koppelung der Steckverbindungen als auch in denen des Anschlusses an die Litzen Kräfte, weshalb aufgrund der geringen Dimensionen der elektrischen Kontaktelemente die Gefahr einer Beschädigung besteht, wenn die Krafteinwirkung nicht angemessen kontrolliert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein miniaturisiertes weibliches elektrisches Kontaktelement der beschriebenen Art und für die beschriebenen Anwendungen zu schaffen, das eine höhere Struktursteifigkeit aufweist, so daß es den oben genannten Beanspruchungen während der verschiedenen Phasen der Koppelung oder des Anschlusses besser standhält.

Auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung wird ein miniaturisiertes weibliches elektrisches Kontaktelement geschaffen mit einem ersten Teil, von dem nach unten zwei gegenüberliegende freitragende Kontaktfedern ausgehen, deren untere freie Enden aufeinander zulaufen, wobei dieser Teil zwischen den Kontaktfedern einen entsprechenden stiftförmigen Teil eines männlichen elektrischen Kontaktelements mit einem weiteren Teil, der an einer gedruckten Schaltung befestigt werden kann, aufnehmen kann, wobei das weibliche elektrische Kontaktelement dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit einem zweiten Teil mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt verbunden ist, der sich seitlich gegenüber dem ersten Teil befindet und der im unteren Bereich des weiblichen elektrischen Kontaktelements länger ist als der erste Teil, um einen Sockel zu bilden.

Weitere Merkmale und die damit verbundenen Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hervor, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements;

Fig. 2 eine Draufsicht des um 180° gedrehten elektrischen Kontaktelements aus Fig. 1;

Fig. 3 und 4 Querschnitte III-III bzw. IV-IV des weiblichen elektrischen Kontaktelements aus Fig. 2;

Fig. 5 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindungsgruppe mit mehreren weiblichen elektrischen Kontaktelementen der in Fig. 1 dargestellten Art;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements;

Fig. 7 eine Frontansicht des elektrischen Kontaktelements aus Fig. 6;

Fig. 8 einen Querschnitt VIII-VIII des elektrischen Kontaktelements aus Fig. 7;

Fig. 9 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindungsgruppe mit mehreren elektrischen Kontaktelementen aus Fig. 6;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements;

Fig. 11 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindungsgruppe mit mehreren elektrischen Kontaktelementen aus Fig. 10;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements; und

Fig. 13 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindungsgruppe mit mehreren elektrischen Kontaktelementen aus Fig. 12.

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 besteht das im allgemeinen mit (1) bezeichnete erfindungsgemäße weibliche elektrische Kontaktelement aus einem gemäß der folgenden Beschreibung gestanzten und geformten Blech und weist in einer ersten Ausführungsform einen Mittelteil (2) mit senkrechten Wänden mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf, wobei von den beiden Seitenwänden zwei freitragende, gegenüberliegende Kontaktfedern (3) nach unten verlaufen, deren untere freie Enden (4) aufeinander zulaufen und an den äußersten Enden wieder auseinanderlaufen. Ein kurzer Abschnitt (5) des Mittelteils (2) zieht sich als senkrechte Wand zwischen den Kontaktfedern (3) nach unten. Seitlich gegenüber dem ersten Mittelteil (2) weist das weibliche elektrische Kontaktelement (1) in Verbindung mit einem Seitenbereich (7) des Kontaktelements (1) einen zweiten Teil (8) auf, dessen Querschnitt ebenfalls im wesentlichen C-förmig ausgebildet ist und dessen Seitenwände den Seitenwänden des ersten Mittelteils (2) so gegenüberliegen, daß zwischen einem ersten Seitenwandpaar eine Öffnung (9) bleibt, während das zweite Seitenwandpaar vollständig miteinander verbunden ist und aus dem Seitenbereich (7) des Elements (1) besteht. Der zweite Teil (8) ist länger als die Kontaktfedern (3), so daß der untere Rand (10) als Auflage für das Kontaktelement (1) übersteht. In der Rückwand dieses zweiten Teils (8) ist eine nach außen gebogene Feder (11) ausgestanzt. Das elektrische Kontaktelement (1) weist im mittleren Bereich, bestehend aus den Teilen (2) und (8), einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, von dessen kleineren Seiten einander gegenüberliegend nach oben zwei gabelförmige Teile (13) mit jeweils einer in der Mitte angeordneten Nut (14) als Sitz für einen (nicht dargestellten) elektrischen Leiter für den herkömmlichen elektrischen Anschluß in der Art eines Leiters mit eingekerbter Isolation ausgehen.

In Fig. 5 ist eine Gruppe (16) von elektrischen Steckverbindungen zwischen einer gedruckten Schaltung (17) und einem (gestrichelt gezeichneten) isolierten Flachbandkabel (18) dargestellt. Diese Steckverbindungsgruppe (16) umfaßt zwei elektrische Steckverbindungen (19) und (20), die in herkömmlicher Weise aus isolierendem Preßmaterial hergestellt sind und eine Anzahl nebeneinanderliegender weiblicher elektrischer Kontaktelemente (1) bzw. eine Anzahl männlicher elektrischer Kontaktelemente (21) besitzen; insbesondere weisen die männlichen elektrischen Kontaktelemente (21) einen ersten stiftförmigen, in einem Sockel (23) der Steckverbindung (20) sitzenden Teil (22) auf, der nach oben übersteht, während der stiftförmige Teil (22) im unteren Bereich mit einem waagrechten Teil (24) verbunden ist, der in einem darunterliegenden Hohlraum (25) der Steckverbindung (20) sitzt und von dem noch, axial zum stiftförmigen Teil (22) versetzt, ein weiterer, nach unten gerichteter stiftförmiger Teil (26) ausgeht, der sich in eine Bohrung (27) der gedruckten Schaltung (17) einpaßt, in welche er in herkömmlicher und nicht dargestellter Weise eingelötet ist. Diese Steckverbindung (20) trägt mehrere männliche elektrische Kontaktelemente (21), die so angeordnet sind, daß die stiftförmigen Teile (26) gegenüber der Mittellinie nach beiden Richtungen versetzt sind, wobei die stiftförmigen Teile (22) mit einem geringen Abstand in der Größenordnung von 2 mm voneinander in Längsrichtung auf der Mittellinie ausgerichtet sind. Die Steckverbindung (19) weist dagegen mehrere nebeneinanderliegende Hohlräume (29) auf, in denen jeweils ein weibliches elektrisches Kontaktelement (1) sitzt, wobei der untere Rand (10) des zweiten Teils (8) auf einem Sockel (31) der Steckverbindung (19) selbst und die senkrechte Wand (5) auf einer Stufe (32) innen im Hohlraum (29) aufliegt, während die Feder (11) in eine Öffnung (33) einer Frontwand (34) der Steckverbindung (19) einrastet, so daß ein Herausrutschen des Kontaktelements (1) aus dem Hohlraum (29) verhindert wird. Dieser Hohlraum (29) besitzt Seitenwände, an denen sich die Teile (2) und (8) für die gabelförmigen Teile (13) abstützen. Die Steckverbindung (20) weist in der Mitte einen weiten Hohlraum (36) auf, der die Steckverbindung (19) in der Weise aufnehmen kann, daß der Sockel (31) der Steckverbindung (19) auf dem Sockel (23) der Steckverbindung (20) aufliegt; die Verbindung zwischen den beiden Steckverbindungen (19) und (20) erweist sich als stabil, da ein innen von der Frontwand (39) der Steckverbindung abstehender Zahn (38) in einen entsprechenden Teil (40) der Steckverbindung (19) einrastet. Auf diese Weise - wie in Fig. 5 dargestellt - sitzen die stiftförmigen Teile (22) der männlichen elektrischen Kontaktelemente (21) zwischen den Kontaktfedern (3) der weiblichen elektrischen Kontaktelemente (1) und stabilisieren so die elektrische Verbindung zwischen der gedruckten Schaltung (17) und dem Flachbandkabel (18). Die Steckverbindung (19) weist außerdem einen äußeren Fortsatz (41) zur Positionierung und Polarisierung auf, der in eine Bohrung (42) der gedruckten Schaltung (17) eingreift, während die Steckverbindung (20) einen Fortsatz (43) aufweist, dessen Ende geschlitzt ist, um eine Federwirkung zu erzielen, und der in eine (nicht sichtbare) Bohrung der gedruckten Schaltung (17) eingreift.

In den Fig. 6 bis 8 ist eine zweite, mit (1′) bezeichnete Ausführungsform eines erfindungsgemäßen weiblichen elektrischen Kontaktelements dargestellt, die sich im wesentlichen durch die unterschiedliche Konfiguration des Bereiches für den Anschluß an der Litze von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform unterscheidet: die beiden gabelförmigen Teile (13) sind nicht mehr vorhanden, aber mit der Oberseite der Seitenwand des zweiten Teils (8) ist ein im wesentlichen herkömmlicher Teil (44) mit zwei ersten und zweiten nach oben weisenden Laschen (45) und (46) verbunden, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Laschen zum Anklammern am Leiter bzw. am Isoliermantel eines (nicht dargestellten) Kabels dienen. Außerdem sind die mittleren Teile (2) und (8) in den Seitenbereichen (7) und (7′) des weiblichen elektrischen Kontaktelements (1′) durchgehend miteinander verbunden, und es ist nur eine Öffnung (9′) in der zwischen den Kontaktfedern (3) liegenden Seitenwand vorhanden, wobei sich die Seitenwand nach unten krümmt und aus zwei nebeneinanderliegenden, mit (5′) bezeichneten Teilen besteht.

In Fig. 9 ist eine Steckverbindungsgruppe (16′) dargestellt, die als Sitz für diese weiblichen elektrischen Kontaktelemente (1′) dient und die sich von der Steckverbindungsgruppe (16) im wesentlichen nur durch eine andere Form der Steckverbindung (19′) für die Aufnahme der weiblichen Kontaktelemente (1′) unterscheidet und die außen einen Vorsprung (40′) aufweist, in den der Zahn (38) der Steckverbindung (20) einrastet. Tatsächlich weisen die Hohlräume (29′), welche die in einem geeigneten Abstand von 2 mm nebeneinanderliegenden weiblichen elektrischen Kontaktelemente (1′) aufnehmen, die Form einer parallelepipeden Kammer mit nur einer oberen Öffnung auf; das weibliche elektrische Kontaktelement (1′) stützt sich an den Seitenwänden des Hohlraums (29′) ab und sitzt mit seinem unteren Rand (10) am Sockel (31) der Steckverbindung (19′) auf.

In Fig. 10 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, mit (1′′) bezeichneten, miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements dargestellt, das sich vom zuvor beschriebenen Element (1) nur durch die andere Konfiguration des oberen Anschlußbereichs unterscheidet, da die gabelförmigen Teile (13) nicht mehr vorhanden sind, von der Seitenwand des ersten Mittelteils (2), der dem Abschnitt (5) gegenüberliegt, aber nach oben eine um 90° nach außen gebogene lanzenförmige Lasche (48) abgeht, die, wie in Fig. 11 zu sehen ist, in gebogenem Zustand in eine entsprechende Bohrung (49) einer senkrecht zur gedruckten Schaltung (17) angeordneten gedruckten Schaltung (50) eingeführt werden kann. Die Verbindung zwischen den beiden gedruckten Schaltungen (17) und (50) ist jedoch durch eine Steckverbindungsgruppe (16′′) hergestellt, welche die schon für die Steckverbindungsgruppe (16) beschriebene Steckverbindung (20) und eine Steckverbindung (19′′) umfaßt, wobei die Steckverbindung (19′′) mehrere Hohlräume (29′′) in geeignetem Abstand von 2 mm voneinander für die Aufnahme der weiblichen elektrischen Kontaktelemente (1′′) aufweist. Die Steckverbindung (19′′) unterscheidet sich von der Steckverbindung (19) aus Fig. 5 im wesentlichen nur durch eine andere Konfiguration des oberen Bereichs, der im wesentlichen fehlt, da die Teile des elektrischen Kontaktelements (1′′) über den Mittelteilen (2) und (8) nicht aufgenommen werden müssen; die Steckverbindung (19′′) weist zwei voneinander getrennte Seitenwände (51) mit jeweils einer senkrecht zum Scckel (31) stehenden Frontseite (52) auf, die als seitliche Abstützung für die gedruckte Schaltung (50) dient. Auch diese Steckverbindung (19′′) weist einen Fortsatz (41′) auf, der parallel zum Sockel (31) angeordnet ist und sich zur Positionierung und als Bezugspunkt in eine Bohrung (53) der gedruckten Schaltung (50) eingeführt werden kann. Diese Seitenwände (51) weisen außerdem der Frontseite (52) gegenüberliegende Stufen (54) auf, in die der Zahn (38) der Steckverbindung (20) einrasten kann, um die Steckverbindungen (20) und (19′′) fest miteinander zu verbinden.

In Fig. 12 ist eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, mit (1′′′) bezeichneten weiblichen elektrischen Kontaktelements dargestellt, das sich vom elektrischen Kontaktelement (1′′) aus Fig. 10 nur dadurch unterscheidet, daß die lanzenförmige Lasche (48) senkrecht und parallel zur Ebene der Oberfläche des oberen Bereichs des Mittelteils (2) in der der senkrechten Wand (5) entgegengesetzten Richtung angeordnet ist. Wie in Fig. 13 zu sehen ist, erfolgt in diesem Fall die Verbindung durch eine Steckverbindungsgruppe (16′′′) zwischen der gedruckten Schaltung (17) und der dazu parallelen gedruckten Schaltung (50); die Steckverbindungsgruppe (16′′′) weist jeweils zwei reziproke Steckverbindungen (19′′′) und (20′′′) auf, wobei die Steckverbindung (20′′′) der Steckverbindung (20) ähnlich ist und nur der Fortsatz mit Zahn (38) zum Einrasten fehlt, während die Steckverbindung (19′′′) ähnlich der Steckverbindung (19′′) aus Fig. 11 ist, sich jedoch unterscheidet durch eine größere Höhe und durch die Seitenwände (51′), die keine vorstehende Frontseite (52) mehr, sondern eine Oberseite (56), die als untere Auflage für die gedruckte Schaltung (50) dient, aufweist. Das Einrasten der Steckverbindungen (19′′′) und (20′′′) erfolgt durch zwei Vorsprünge (58), die an einer Frontseite (59) der Steckverbindung (19′′′) ausgebildet sind und die in entsprechende senkrechte Schlitze (60) in der an der Steckverbindung (20′′′) anliegenden Frontwand einrasten.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen miniaturisierten weiblichen elektrischen Kontaktelements gehen aus der vorliegenden Beschreibung hervor; so besitzt das Kontaktelement in den mit (1), (1′), (1′′) und (1′′′) bezeichneten und dargestellten verschiedenen Ausführungsformen immer einen zweiten Teil (8) mit C-förmigem Querschnitt, der neben dem ersten Mittelteil (2), von dem die beiden Kontaktfedern (3) ausgehen, angeordnet ist, wobei das Kontaktelement trotzdem relativ klein dimensioniert ist, weshalb es in mehreren in einem geringen Abstand in der Größenordnung von 2 mm nebeneinanderliegenden Hohlräumen in einer Steckverbindung untergebracht werden kann, andererseits aber eine hohe Festigkeit gegen Beanspruchungen aufweist und folglich auch eine dauerhafte Form- und Kontaktstabilität gewährleistet. Der obere Teil des weiblichen elektrischen Kontaktelements, wie es in den verschiedenen beschriebenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist, kann unterschiedliche und für den Anschluß an Flachbandkabeln, an angeklammerten Leitern und an verschiedentlich angeordneten gedruckten Schaltungen geeignete Formen aufweisen.

Im Rahmen des Schutzumfangs können das miniaturisierte weibliche elektrische Kontaktelement und die entsprechenden elektrischen Steckverbindungen sowie die elektrischen Steckverbindungsgruppen, die einen Komplex dieser Steckverbindungen, in denen mehrere weibliche und männliche, sich jeweils ergänzende elektrische Kontaktelemente untergebracht sind, umfassen, durch Änderungen und Varianten an einsatzspezifische Erfordernisse angepaßt werden.

Claims (11)

1. Miniaturisiertes weibliches elektrisches Kontaktelement (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit einem ersten Teil (2), von dem nach unten zwei freitragende, gegenüberliegende Kontaktfedern (3) ausgehen, die zum unteren freien Ende (4) aufeinanderzulaufen und das zwischen den beiden Federn (3) einen entsprechenden stiftförmigen Teil (22) eines männlichen elektrischen Teils (21) aufnehmen kann, wobei der männliche Teil (21) einen Teil (26) aufweist, der an einer gedruckten Schaltung (17) befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem zweiten Teil (8) mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt verbunden ist, der seitlich neben dem ersten Teil (2) angeordnet ist und der im unteren Bereich des weiblichen elektrischen Kontaktelements (1, 1′, 1′′, 1′′′) länger ist als der erste Teil (2), um einen Sockel (10) zu bilden.

2. Weibliches elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (8) in den oberen und seitlichen Bereichen (7) des weiblichen elektrischen Kontaktelements (1, 1′, 1′′, 1′′′) vollkommen mit dem ersten Teil (2) verbunden ist.

3. Weibliches elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Höhe des Verbindungsbereichs (7) zwischen dem ersten Teil (2) und dem zweiten Teil (8) ein im wesentlichen rechteckiger Querschnitt vorhanden ist.

4. Weibliches elektrisches Kontaktelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den zweiten Teil (8) eine Feder (11) ausgestanzt ist, die das weibliche elektrische Kontaktelement (1, 1′, 1′′, 1′′′) in einer entsprechenden isolierten Steckverbindung (19, 19′, 19′′, 19′′′) arretieren kann.

5. Weibliches elektrisches Kontaktelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es im oberen Bereich und einstückig einen dritten Teil (13, 44, 48) für den elektrischen Anschluß an Litzen (18) oder an gedruckten Schaltungen (50) umfaßt.

6. Weibliches elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser dritte Teil (13, 44, 48) von mindestens einer der Seitenwände des elektrischen Kontaktelements (1, 1′, 1′′, 1′′′) ausgeht.

7. Elektrische Steckverbindung (19, 19′, 19′′, 19′′′), dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Sitze (29, 29′, 29′′, 29′′′) für mehrere, gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche konzipierte weibliche elektrische Kontaktelemente (1, 1′, 1′′, 1′′′) umfaßt und mit einer zweiten elektrischen Steckverbindung (20, 20′) gekoppelt werden kann, die mehrere männliche elektrische Kontaktelemente (21) trägt.

8. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weiblichen elektrischen Kontaktelemente (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit einem Längsabstand in der Größenordnung von 2 mm nebeneinander angeordnet sind.

9. Elektrische Steckverbindungsgruppe (16, 16′, 16′′, 16′′′), dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei dieser gemäß Anspruch 7 oder 8 konzipierten reziproken Steckverbindungen (19, 19′, 19′′, 19′′′ bzw. 20, 20′) besitzt.

10. Gruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine dieser reziproken Steckverbindungen (19, 19′, 19′′, 19′′′, 20, 20′) mindestens einen Fortsatz (41, 43, 41′) für die Positionierung in einer entsprechenden Bohrung (42, 53) der gedruckten Schaltung (17, 50) aufweist.

11. Miniaturisiertes weibliches elektrisches Kontaktelement und entsprechende Steckverbindungen sowie Steckverbindungsgruppen wie beschrieben und/oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.