DE9105347U1

DE9105347U1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE9105347U1
Application number: DE9105347U
Authority: DE
Original assignee: Panduit GmbH
Current assignee: Panduit GmbH
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-09-03
Anticipated expiration: 2001-05-01

Description

STKEHL SCHÜBEN HOPF SEÖENiNO

Panduit GmbH
DEG - 31101

STECKVERBINDER

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen weiblichen Steckverbinder für gedruckte Schaltungen, wie häufig in der Elektrotechnik als Platinenbzw. Platinen-Kabel-Verbinder eingesetzt wird.

Aus US-PS 3,601,775 ist ein Steckverbinder mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt, der eine Kontaktkammer aufweist, in die das aus einem Kontaktfuß und zwei Kontaktschenkeln bestehende Kontaktelement einsteckbar ist. Die Kontaktschenkel stützen sich jeweils an einer Stelle der parallel zueinander angeordneten inneren Kammerwände ab. Die Kontaktschenkel werden dadurch stabilisiert und ihre hakenförmig zurückgebogenen Kontaktzonen gleiten beim Einstecken einer Leiterplatte gleichmäßig über diese. Außerdem werden die als Federn wirkenden Kontaktschenkel auf diese Weise vorgespannt und gegenüber Dehnung geschützt.

Jeder Kontaktschenkel besitzt drei Bereiche unterschiedlicher Federcharakteristik. Den ersten Bereich bildet die hakenförmig ausgebildete Kontaktzone, der nächste Bereich erstreckt sich anschließend bis zu Berührungsstelle an der inneren Wand, abschließend folgt ein letzter Bereich, der am Kontaktfuß endet. Die Gesamtcharakteristik ändert sich allerdings auch beim Einstecken der Leiterplatte nicht.

Die US-PS 4,033,656 offenbart einen weiteren Steckverbinder, der in IC-Sockeln Verwendung findet. Dabei liegt ein Kontaktelement, bestehend aus einem Kontaktfuß und zwei daran befestigten, halbkreisförmigen Kontaktschenkeln, in einer Kontaktkammer, ohne deren Innenwände normalerweise zu berühren. Erst wenn ein entsprechend breiter IC-Pin eingesteckt wird, begrenzt die Innenwand die Bewegung der Kontaktschenkel, um deren plastische Überdehnung zu verhindern.

Ein Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, daß eine Miniaturisierung nicht ohne weiteres durchführbar ist. Die Verkleinerung der Abstände zwischen benachbarten Kontaktelementen sowie die angestrebten Materialeinsparungen führen dazu, daß die Materialdicke der Kontaktschenkel vermindert

wird. Dadurch verändert sich allerdings deren Federcharakteristik, die Feder wird weicher und der vorgeschriebene, genormte Mindest-Kontaktdruck (üblicherweise ca. IN pro Schenkel) kann bei einer gegebenen Schenkellänge (üblicherweise ca. 6 mm) nicht mehr erreicht werden.

Ferner besteht beim Stand der Technik die Gefahr, daß der Kontaktöffnungsabstand der Kontaktschenkel in der Kontaktkammer zu gering ist. Die daraus eventuell resultierende Hintersteckung führt zu einem verschlechterten oder einem nicht zustandekommenden Kontakt oder gar zu einer Beschädigung des Steckverbinders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiblichen Steckverbinder anzugeben, der trotz verminderter Abmessungen alle vorgeschriebenen Normen einhält, insbesondere (Jen Kontaktdruck, und trotzdem eine leichte Montage auch bei hochpoligen Steckverbindungen (ca. 1000 Pole) gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Bei dem darin angegebenen Steckverbinder stützt sich der Kontaktschenkel bei nicht eingestecktem Gegenkontaktelement an einer ersten Berührungsstelle der Kammerinnenwand ab, wobei Kammerinnenwand und/oder Kontaktschenkel so ausgebildet sind, daß sich beim Einstecken des Gegenkontaktelements eine zweite Berührungsstelle an der Innenwand ergibt, die die wirksame Federlänge verkürzt. Die so erzielte Federcharakteristik sorgt dafür, daß zu Beginn des Einsteckens der Druck kleiner, im eingesteckten Zustand jedoch mindestens gleich dem gewünschten Kontaktdruck ist. Somit können die bei der Montage zu überwindenden Steckkräfte kleingehalten werden. Dies ist bei Steckverbindern mit sehr vielen Polen (>1000) besonders wichtig. Außerdem kann der Kontaktschenkel und damit auch der Kontakt schmal gestaltet werden.

Gleichzeitig gestattet die Erfindung eine kostengünstige Montage des Steckverbindes, in dem unter anderem auf teure Materialien verzichtet werden kann.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 bezeichnet eine einfach realisierbare, kostengünstige Ausbildung der in Anspruch 1 angegebenen Lehre.

Die in Anspruch 3 angegebene Erweiterung hat den Vorteil, daß durch die flächige Abstützung der Kontaktschenkel der Flächendruck, mit dem die aus Kunststoff bestehende Innenwand beaufschlagt wird, sinkt, um eine Funktionsverminderung infolge Fließens des Kunststoffs zu vermeiden.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 führt dazu, daß der Kontaktöffnungsabstand zu Beginn, das heißt vor dem Einstecken des Kontaktelements in die Kontaktkammer bei der Montage, größer gewählt werden kann, womit die Galvanisierung der Kontaktzonen mit einem Elektrolyten verbessert wird. Beim Einstecken des Kontaktelements in die Kontaktkammer werden durch die schräggestellten Innenwände die Kontaktschenkel auf den gewünschten Kontaktöffnungsabstand zusammengeführt.

Ein weiter Vorteil, der durch die in Anspruch 5 beschriebenen Merkmale erreicht wird, besteht darin, daß mit Hilfe der an den Kontaktschenkeln angebrachten Flügel, die auf dafür vorgesehene Rampen auflaufen, ein Mindest-Kontaktöffnungsabstand gewährleistet ist. Ein Hinterstecken des Gegenkontaktelements kann auf dieser Weise vermieden werden.

Anspruch 6 beschreibt einen Zuschnitt des Kontaktelements, um möglichst kostengünstig zu stanzen.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 führt zu dem Vorteil, daß beim Auftragen von Lötmittel auf das Ende des Kontaktfußes und beim anschließenden Waschen der Innenraum der Kontaktkammer mit Hilfe eines Abdeckelements vor Verunreinigungen, die die Kontaktzonen beschädigen könnten, geschützt ist.

Anspruch 8 beschreibt eine Maßnahme, ein zu weites Einstecken des Kontaktelements in die Kontaktkammer zu verhindern .

Die in Anspruch 9 aufgezeigte Weiterbildung der Erfindung unterbindet eine Rückwärtsbewegung des Kontaktelements

im eingesteckten Zustand.
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An Hand der Zeichnungen sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erleutert werden. Darin zeigt

Figur 1 eine Schnittansicht eines Steckverbinders, Figur 2 eine gegenüber der Figur 1 um 90° gedrehte

Schnittansicht des Steckverbinders,

Figur 3 eine nicht-maßstäbliche Ausschnittsvergrößerung eines Kontaktschenkels, Figur 4 den Zuschnitt des in dem Steckverbinder nach

Figur 1 und 2 verwendeden Kontaktelements, und Figur 5 eine weitere Ausführung eines Steckverbinders in

einer der Figur 1 ähnlichen Darstellung. 10

Gemäß Figur 1 und 2 umfaßt ein Steckverbinder eine aus Kunststoff geformte Kontaktkammer 10 und ein aus leitendem Material gestanztes Kontaktelement 11. Ein in die hintere Kontaktkammeröffnung 13 eingepreßtes Abdeckelement 12 mit Dichtlippen, die mittels einer Schräge 34 an den Kontakt gepreßt werden, verschließt die Kontaktkammer 10 rückseitig. Der Kontaktfuß 14 des Kontaktelements 11 durchdringt dieses Abdeckelement 12 in dafür vorgesehenen Durchbrüchen, die so ausgeführt sind, daß eine Abdichtung erfolgt.

Die Kontaktkammer 10 weist ferner eine vordere Kontaktkammeröffnung 16 auf, die eine geringere Weite hat als die Kontaktkammer 10 und sich zum leichteren Einstecken des Gegenkontaktelements 28 nach außen erweitert.

Die sich gegenüberliegenden Kontaktkammerwände 17 (Figur

i) verjüngen sich in Richtung der vorderen Kontaktkammeröffnung 16. An den seitlichen Kontaktkammerwänden 18 (Figur 2) sind Rampen 19 angeordnet, die zur Auflage von weiter unten beschriebenen, an den Kontaktschenkeln 15 vorgesehenen Flügeln 25 dienen.

Im hinteren Bereich der seitlichen Kontaktkammerwände ist eine in Richtung der vorderen Kontaktkammeröffnung 16 nach innen verlaufende Stufe 20 ausgebildet. Desweiteren befinden sich am Ende der seitlichen Kontaktkammerwände 18 Aussparungen 21 zur Aufnahme von am Kontaktfuß 14 vorgesehenen Nasen 26.

An dem Kontaktfuß 14 des Kontaktelements 11 sind zwei Kontaktschenkel 15 angeformt, die an zwei Punkten 22, 23

derart gekröpft sind, daß ihre Kontaktzonen 24 einen bestimmten Kontaktöffnungsabstand bilden. Bei der Fertigung werden die Kontaktschenkel 15 so gebogen, daß ihre Kontaktzonen 24 übereinander gebracht werden. Die Kontaktöffnung selbst ist vor der Montage größer, um das Aufbringen eines Elektrolyten auf die Kontaktzonen 24 zu vereinfachen.

Die Kontaktschenkel 15 verfügen über jeweils einen seitlich ausgeformten Flügel. Aus Figur 4, die den Zuschnitt eines Kontaktelements 11 zeigt, ist ersichtlich, daß die beiden Flügel 25 versetzt angeordnet sind, so daß sie aus einem die beiden Schenkel 15 verbindenden Teil ausgestanzt werden können. Auf diese Weise verringert man den Stanzabfall. Das in diese Figur eingetragene Maß a bezeichnet die Breite eines Kontaktelements, die bei einem Kontaktabstand von 2,54 bzw. 2,5 mm 2,1 mm und bei einem Kontaktabstand von 2,0 mm 1,6 mm beträgt.

Die gesamte Breite beider Kontaktschenkel 15 am übergang zum Kontaktfuß 14 ist geringer als die Breite des Kontaktfußes 14 selbst. Diese Verbreiterung gewährleistet in Verbindung mit der Einsteckbegrenzung 20 (Figur 2) ein zu weites Einstecken des Kontaktelements 11 in die Kontaktkammer 10 bei der Montage.

Bei der Montage des Steckverbinders wird das Kontaktelement 11 durch die hintere Kontaktkammeröffnung 13 soweit eingesteckt, bis die vordere Kante des Kontaktfußes 14 an der Einsteckbegrenzung 20 anliegt. Gleichzeitig rasten die seitlich angebrachten Nasen 26 in die entsprechenden Aussparungen 21 in den seitlichen Kontaktkammerwänden 18 ein. Mit Hilfe der sich verjüngenden Kontaktkammerwände 17 werden die Kontaktschenkel 15 beim Einstecken zusammengedrückt. Die auf den Rampen 19 aufliegenden Flügel 25 stellen einen gewünschten Mindest-Kontaktöffnungsabstand sicher. Dabei ist zu achten, daß die nach innen zeigenden Ecken 27 der Kontaktschenkelenden nicht in die vordere Kontaktkammeröffnung 16 hineinragen _und so das Einstecken des Gegenkontaktelements 28 erschweren bzw. verhindern.

Nachdem das Kontaktelement 11 in der Kontaktkammer 10 fixiert ist, wird von der hinteren Seite das Abdeckelement

12 in die hintere Kontaktkammeröffnung 13 so eingepreßt, daß eine vollständige Abdichtung gewährleistet ist. Dieses Abdeckelement 12 sorgt dafür, daß beim Verlöten des Kontaktfußes 14 und anschließendem Abwaschen des Lötflußmittels eine Verunreinigung des Kammerinnenraums und der elektrolybeschichteten Kontaktzonen 24 vermieden wird.

Beim Einstecken des Gegenkontaktelements 28 durch die vordere Kontaktkammeröffnung 16 gleiten die Kontaktzonen 24 über die Oberfläche des Gegenkontaktelements 28, wobei die Kontaktschenkel 15 auseinander gedrückt werden. Mit Hilfe einer an den Kontaktkammerwänden 17 ausgeformten Stufe 30 (Figur 3) bildet sich neben der ersten Berührungsstelle 31 beim Einstecken eine zweite Berührungsstelle 32 mit der Kontaktkammerwand 17. Die wirksame Federlänge wird so von Ll auf L2 verkürzt. Auf diese Weise erhält man eine zweigeteilte Federcharakteristik. Der mit der Formel P=c/L (c= form- und materialabhängige Konstante) berechnete Druck steigt bei Verkürzung der Federlänge kubisch. Dadurch erhält man auch bei geringerer Federbreite (Miniaturisierung !) trotz Verwendung des verhältnismäßig weichen Kupfers eine ausreichende Kontaktkraft, so daß auf den Einsatz von härteren und teureren Materialien wie CuBe verzichtet werden kann.

In Figur 3 ist angenommen, daß sich der Kontaktschenkel 15 bei eingestecktem Gegenkontaktelement 28 an den beiden Berührungssteilen 31 und 32 abstützt. In einer anderen (nicht gezeigten) Ausführung sind Kontaktschenkel 15 und Kontaktkammerwand 17 so gestaltet, daß die Kröpfung 23 des Kontaktschenkels 15 im wesentlichen in der von der Stufe 30 gebildeten Nische 33 liegt. Dies ergibt den Vorteil einer flächigen Abstützung des Kontaktschenkels 15 an der Stufe 30 bei eingestecktem Gegenkontaktelement 28.

Denkbar sind auch andere Ausführungen einer Federverkürzung. Beispielsweise könnte die zweite Berührungsstelle eine halbkreisförmige Erhöhung sein, die entweder auf der äußeren Seite der Kontaktschenkel oder auch auf der Innenwand der Kontaktkammer ausgebildet sein kann.

Ebenfalls möglich wäre ein besonders geformter Kontaktschenkel, der einen die zweite Berührungsstelle bildenden weiteren Knick aufweist, so daß er zwischen der ersten und der zweiten Berührungsstelle flächig aufliegt und durch den Knick das Ende des Schenkels mit der Kontaktzone von der Wand weg nach innen führt.

Eine weitere abgewandelte Form eines Kontaktelements zeigt Figur 5. Dabei ist nur der eine Kontaktschenkel 40 zweifach gekröpft und gebogen- Der zweite Kontaktschenkel verbleibt dagegen in seiner ursprünglichen Lage. Die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Maßnahmen zur Lösung der gestellten Aufgabe sind auch hier verwirklicht.

Claims

Ansprüche

1. Steckverbinder mit einer Kontaktkammer (10) und einem darin angeordneten Kontaktelement (11), das einen Kontaktfuß (14) und einen, mit einer Kontaktzone (24) versehenen Kontaktschenkel (15) aufweist, der sich an einer ersten Berührungsstelle (31) der inneren Kammerwand (17) abstützt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (17) und der Kontaktschenkel (15) im Bereich zwischen der ersten Berührungsstelle (31) und der Kontaktzone (24) eine zweite Berührungsstelle (32) bilden, an der sich der Kontaktschenkel (15) beim Einstecken des Gegenkontaktelements (28) abstützt.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammerwand (17) zwischen der ersten Berührungsstelle (31) und der Kontaktzone (24) eine schräg nach innen und vorne verlaufende Stufe (39) vorgesehen ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei eingestecktem Gegenkontaktelement (28) der Kontaktschenkel (15) an einer Fläche zwischen dem ersten und dem zweiten Berührungspunkt (31,32) flächig abstützt.

4. Steckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (11) zwei symetrisch gestaltete Kontaktschenkel (15) hat und sich der Abstand der kontaktschenkelseitigen Innenwände (17) der Kontaktkammer in Richtung der vorderen Kontaktkammeröffnung (16) verkleinert.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktschenkel (15) einen seitlich angebrachten Flügel (25) aufweist, der auf einer an der angrenzenden, seitlichen Kontaktkammerwand (18) vorgesehenen Rampe (19) aufliegt.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (25) beider Kontaktschenkel (15) aus einem diese verbindenden Bereich ausgestanzt sind.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende der Kontaktkammer (10) ein von dem Kontaktfuß (14) durchdrungenes Abdeckelement (12) vorgesehen ist, das die hintere Kontaktkammeröffnung (13) vollständig schließt.

8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine seitliche Kontaktkammerwand (18) eine einspringende Stufe (20) aufweist, die den Abstand zur gegenüberliegenden Wand kleiner als die Breite des vorderen Kontaktfußteils macht.

9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfuß (14) eine seitlich ausgebildete, nach vorne flach abfallende Nase (26) aufweist, die beim Einstecken des Kontaktelements (11) in die Kontaktkammer (10) in eine Aussparung (21) in der seitlichen Kontaktkammerwand (18) einrastet.