EP1089384B1 - Steckverbinder - Google Patents
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- EP1089384B1 EP1089384B1 EP20000119098 EP00119098A EP1089384B1 EP 1089384 B1 EP1089384 B1 EP 1089384B1 EP 20000119098 EP20000119098 EP 20000119098 EP 00119098 A EP00119098 A EP 00119098A EP 1089384 B1 EP1089384 B1 EP 1089384B1
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- EP
- European Patent Office
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- plug connector
- insulating body
- connector according
- locking part
- circuit board
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/70—Coupling devices
- H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors
- H01R12/7011—Locking or fixing a connector to a PCB
- H01R12/7047—Locking or fixing a connector to a PCB with a fastener through a screw hole in the coupling device
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
- H01R13/621—Bolt, set screw or screw clamp
- H01R13/6215—Bolt, set screw or screw clamp using one or more bolts
Definitions
- the invention relates to a connector with contacts that can be attached to a printed circuit board, etc., a housing, an insulating body, which is arranged in the housing and carries the contacts, and at least one locking part, by means of which a complementary connector, with a cable may be provided, can be locked to the connector.
- a connector is eg in US 4,889,502 A disclosed.
- the contacts of the fixed connector are usually connected to the circuit board, for example by pressing and soldering or by soldering.
- the fixed connector of the complementary connector With the fixed connector of the complementary connector can be connected, which is referred to as a loose connector and in particular serves to connect a cable to the fixed connector.
- the fixed connector is provided with the locking member, which may be formed in particular as a mother or as a latching hook.
- the loose connector is then provided with a screw or complementary locking hooks so that it can be locked to the fixed connector, whereby the two connectors can not be unintentionally detached from each other, for example, when pulled on the cable.
- the then occurring tensile forces are transmitted via the screw and the nut or the latching hooks on the fixed connector and from there to the circuit board or the housing wall.
- the object of the invention is therefore to provide a connector in which any tensile forces that are exerted on him, are not derived through the contacts.
- a connector of the type mentioned above which is characterized in that the locking part is provided with at least one hook, which can anchor the locking part to the circuit board, etc., and relative to the housing and the insulating body between two stops is displaceable , With the locking member thus directly attacks the component to, for example, the circuit board, in which the tensile forces are introduced from the loose connector, so that the contacts for power transmission are not required.
- the locking member since the locking member is slidable relative to the housing and the insulating part of the fixed connector, it is reliably prevented that tensile forces occurring must first be absorbed by the housing and the insulating part, before they can be transferred to the locking part.
- the locking part has a sleeve which is provided with an internal thread, and a spreader pin which is received in the sleeve, and two hooks which are spread by the spreader pin from a press-in position into an anchoring position can.
- the fixed connector serves to receive a loose connector with screws, which can then be screwed into the sleeve to secure the two connectors together. Occurring tensile forces are then directly from the loose connector over the screw derived in the locking part and from this in the circuit board, without the contacts of the fixed connector are charged.
- a loose connector which is provided with locking hooks or locking levers
- a correspondingly adapted configuration can be used so that the loose connector can be attached to the fixed connector and derived tensile forces derived directly through the locking member in the circuit board become.
- the expansion pin has a pressing portion which is received with a press fit in the locking part.
- This embodiment is particularly advantageous in terms of assembly. The expansion pin must only be pressed into the locking part, in which he then holds by friction; so he is automatically taken captive in the locking part.
- the pressing portion is a cone, the tip of which faces the hook.
- This configuration provides for a relatively low friction when the expansion pin is pressed into the sleeve, since the conical surface facilitates the pressing, but increases the friction in a possible movement in the opposite direction, since then the larger base of the cone with a comparatively sharp edge lies at the transition to the conical surface in the direction of movement forward.
- each hook is provided with a predetermined breaking point.
- This breaking point can be dimensioned so that the maximum of the hook portable tensile force is less than the force exerted by the circuit board on the hook holding force.
- the locking part is preferably provided with a bead which forms a first stop, and with a shoulder which forms a second stop.
- the locking member may be inserted into the connector until its shoulder abuts a complementary shoulder. Subsequently, the bead is then formed, for example by upsetting the sleeve of the locking part. Thereafter, the locking member is captively attached to the connector.
- the locking part has a holding section with a square cross section.
- This holding portion ensures that a torque applied to the locking member, as may occur, for example, when screwing a nut of the loose connector in the sleeve of the locking member is received by the connector itself and does not have to be initiated by means of the hook in the circuit board. This could lead to slippage of the hook in the corresponding opening of the circuit board, so that this opening could be damaged and the required holding force in the circuit board would no longer be guaranteed.
- the housing has a protective collar made of metal, which is provided with tabs which engage around a part of the insulating body in order to secure the protective collar to the insulating body.
- the protective collar can be fastened in a particularly simple manner on the insulating body. Since the protective collar has a comparatively large wall thickness, four tabs are usually sufficient, which can be crimped during assembly.
- the housing has a cowling, which is provided with two opposite clamping edges, one of which a collar of the protective collar and the other rests against the insulating body.
- the trim panel can be slipped over the protective collar and then attached to the insulating body, for example by bending over clamping projections. These clamping projections can serve for contacting a ground conductor of a printed circuit board. In this way, a shielded connector is achieved with little effort.
- the bead of the locking member bears against the collar of the protective collar, and the shoulder of the locking member bears against a shoulder in the insulating body.
- a comparatively solid element is available, namely the protective collar made of metal.
- a pin header with 25 pins is described here, which is provided with press-in contacts. Furthermore, a shield is provided.
- the core of the invention namely the manner of fastening the connector to, for example, the printed circuit board, can also be used with deviating connectors which, for example, have contacts instead of the press-in pins, which can be soldered (SMT), or which have no shielding.
- the connector has an insulating body 10 in which a total of 25 contacts 12 are mounted. Each contact has a contact pin 14 and a press-in pin 16. The press-fit pin is intended to be pressed into a corresponding opening of a printed circuit board.
- each retaining recesses 18 are formed, whose function will be explained later.
- the retaining recesses 18 are located outside the region in which the contacts 12 are arranged at the ends of the elongated insulating body and accessible from the side on which the press-fit pins 16 of the contacts 12 extend.
- Each retaining recess 18 terminates in a shoulder 20, which represents the transition to a receiving opening 22.
- Each receiving opening 22 has a circular cross-section and extends to the side of the insulating body 10, on which the contact pins 14 are arranged.
- a protective collar 24 which consists of metal.
- the protective collar 24 surrounds the contact pins 14 and bears against the insulating body 10 by means of a collar 26, which also covers the region of the insulating body 10 surrounding the receiving openings 22. In the area of the receiving openings of the collar 26 is provided with corresponding openings 28.
- four tabs 30 (see in particular Figure 8), which are integrally formed with the collar 26 and engage around the edge of the insulating body 10. The tabs 30 can be simply crimped after placing the protective collar 24 on the insulating body to securely attach the protective collar on the insulator.
- the insulating body 10 is further provided with a covering part 32 which covers the four outer surfaces of the insulating body, through which the contacts 12 not pass, as well as a part of the surface of the insulating body, through which the contact pins 14 pass.
- the trim part 32 is integrally formed from a blank having a portion for covering the surface of the insulating body, which is provided with a cutout for the passage of the protective collar 24, and four side surfaces which are bent by 90 ° relative to the first surface. In this way, the trough-like shape of the trim part is created.
- the covering part 32 is provided with clamping projections 34 at its edge, which terminates with the underside of the insulating body from which the press-fit pins 16 exit.
- the clamping projections 34 are, after the trim member 32 is placed on the insulating body, that the edge surrounding the cutout for the protective collar 24 of the trim panel on the collar 26 of the protective collar, flanged, so that they rest against the underside of the insulating body 10.
- the collar 26 of the protective collar 24 and the insulating body 10 are clamped between the two edges of the trim part.
- the clamping projections 34 which protrude slightly above the bottom of the insulating body 10, can serve for contacting a ground conductor of a printed circuit board, so that the shield formed by the lining part 32 and the protective collar 24 is grounded.
- Each locking member consists of a sleeve 38, which is provided with a female thread over part of its length and has a portion arranged in the receiving opening 22, a holding portion 40, which has a square cross-section and is arranged in the holding recess 18, and two hooks 42 extending from the holding portion 40 on the side facing away from the sleeve.
- a spreader pin 44 is arranged, which has an enlarged print head 46 whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the sleeve 38, and a pressing portion 48 which is formed as a cone and is received with a press fit in an opening which the holding section 40 of the locking member 36 passes.
- the expander pin 44 is arranged with its end facing away from the print head 46 which has a tip between the two hooks 42. In the press-in position shown in Figure 5, the front end of the expansion pin 44 is received in a channel between the two hooks 42, so that they are approximated to each other. Starting from this position, the expansion pin can be moved into an anchoring position (see Figure 4), in which the front end of the expansion pin 44 passes between the two hooks 42, so that they are spread outwards.
- Each hook is designed with a reduced cross-section at the transition to the body of the locking member.
- This reduced cross-section forms a predetermined breaking point 43 and is dimensioned so that the hooks tear off even at tensile forces from the locking part, in which damage to the circuit board on which the hook attack, yet can not occur.
- the anchoring part 36 is slidably disposed in the retaining recess 18 and the receiving opening 22 of the insulating body 10, wherein it is secured against falling out.
- a shoulder is formed at the transition between the sleeve 38 and the holding portion 40, which may rest against the shoulder 20 in the insulating body between the holding recess 18 and the receiving opening 22.
- a bead 50 is formed on the sleeve 38, which rests on the edge of the passage opening 28 in the collar 26 of the protective collar 24. In this way, two end positions of the locking part 36 are predetermined.
- the assembly of the locking member 36 on the connector can be made in the following manner: First, the expansion pin 44 is pushed so far into the locking member 36 until the pressing portion 48 is fixed with a press fit inside the holding portion 40. In this state, the expansion pin 44 is held captive in the locking part. Subsequently, the locking member 36 is inserted with spreading pin Inserted 44 from the side of the press-fit pins 16 forth in the retaining recess 18 until the sleeve 38 on the side of the contact pins 14 from the insulating body 10 exits. Subsequently, there after the protective collar 24 is placed on the insulating body 10, the bead 50 is formed on the sleeve 38, for example by a local compression. Alternatively, a two-piece sleeve could be used, the second part is placed after the locking member is inserted into the insulating body. It could also be the previously formed bead pushed through the collar 26 of the protective collar 24.
- the orientation of the two hooks 42 is irrelevant; As can be seen in Figures 1, 5 and 6, the two hooks can either be aligned along the longitudinal direction of the insulating body or transversely thereto.
- the connector is ready for mounting to a printed circuit board.
- FIGS 11 to 15 wherein in the figures a) a view of the captured in the insulator 10 anchoring part 36 and in the figures b) is a view of the recorded in the insulating body 10 contacts 12 are shown.
- the connector is inserted with its press-fit pins 16 in corresponding openings on the circuit board 52 so that it is temporarily fixed. In this case, the hooks 42 of the locking part 16 engage in a suitable locking opening 54.
- a press-fit tool 56 is lowered, which first presses on the sleeve 38 of the locking part 36 by means of a spring-loaded press-fit sleeve 58, so that the hooks 42 are almost completely pushed through the printed circuit board 52 (see FIG. 12). Now, the bead 50 rests against the collar 26 of the protective collar 24. Subsequently, the press-fit tool 56 is lowered further until it rests on the insulating body 10. In this case, the locking member 36 remains in its previous position, so that the press-fit 58 is displaced relative to the pressing tool 56, whereby the spring preload increases.
- the press-fit pins 16 are pressed into the printed circuit board 52 via the insulating body 10. If the locking member 36 due to the friction in the locking hole 54 does not simultaneously follow this movement in the circuit board 52 and thus remains behind the movement, the bead 50 is lifted off the collar 26, which ultimately the spring bias of the press-in sleeve 58 is increased. Once the spring bias is able to overcome the friction between the hook and the circuit board, the hooks 42 are completely pushed through the circuit board 52. This condition is shown in FIG. It is important that the hooks 42 have passed completely through the locking opening 54 of the circuit board 52 before the press-fit pins 16 are fully pressed into the circuit board.
- a last press-in step (see FIG. 15), the insulating body 10 is then pressed further onto the printed circuit board 52, so that the press-fit pins 16 are pressed completely into the printed circuit board 52.
- This relative displacement is used to the expansion pin 44 by means of a mandrel 60 with a suitable length completely push into the locking member 36 so that the two hooks 42 are spread. In this state, the two hooks 42 are spread so far that they can not be withdrawn through the locking hole 54.
- the expansion pin 44 is now held by friction both in the region of the pressing portion 48 and in the region of the two hooks 42 reliably in its expanded position, so that it can not come loose even with vibration, whereby the hook would be released.
- FIG. 16 shows the press-fit connector to which a complementary loose connector 62 is attached.
- a complementary loose connector 62 is attached.
- This is completely inserted into the protective collar 24 and has a screw 64 which in the sleeve 38 of the locking member 36 is screwed.
- the loose connector 62 is fixedly attached to the attached to the circuit board 52 connector.
- the forces exerted by the screw 64 tensile forces have led to that the locking member 36 has been withdrawn until the hooks 42 abut with its shoulder on the underside of the circuit board 52. Nevertheless, the insulating body 10 has not moved relative to the circuit board 52; this is the result of the displaceability of the locking member 36 relative to the insulating body 10.
- the applied tensile forces and other tensile forces come from a cable connected to the loose connector 62 cables are thus not introduced into the contacts 12 and then into the circuit board 52, but directly from the locking member 36, without the contacts 12 are charged significantly.
Landscapes
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit Kontakten, die an einer Leiterplatte etc. angebracht werden können, einem Gehäuse, einem Isolierkörper, der in dem Gehäuse angeordnet ist und die Kontakte trägt, und mindestens einem Verriegelungsteil, mittels dem ein komplementärer Steckverbinder, der mit einem Kabel versehen sein kann, an dem Steckverbinder verriegelt werden kann. Ein solcher Steckverbinder ist z.B. in
US 4 889 502 A offenbart. - Es handelt sich hierbei um einen sogenannten festen Steckverbinder, der direkt an der Leiterplatte oder an einem Gehäuse etc. angebracht sein kann. Die Kontakte des festen Steckverbinders sind üblicherweise mit der Leiterplatte verbunden, beispielsweise durch Einpressen und Verlöten oder durch Auflöten. Mit dem festen Steckverbinder kann der komplementäre Steckverbinder verbunden werden, der als loser Steckverbinder bezeichnet wird und insbesondere dazu dient, ein Kabel an den festen Steckverbinder anzuschließen. Um die beiden Steckverbinder so miteinander zu verbinden, daß sie nicht unbeabsichtigt voneinander gelöst werden können, ist der feste Steckverbinder mit dem Verriegelungsteil versehen, das insbesondere als Mutter oder als Rasthaken ausgebildet sein kann. Der lose Steckverbinder ist dann mit einer Schraube oder mit komplementären Rasthaken versehen, so daß er an dem festen Steckverbinder verriegelt werden kann, wodurch die beiden Steckverbinder nicht unbeabsichtigt voneinander gelöst werden können, beispielsweise wenn an dem Kabel gezogen wird. Die dann auftretenden Zugkräfte werden über die Schraube und die Mutter bzw. die Rasthaken auf den festen Steckverbinder und von diesem auf die Leiterplatte oder die Gehäusewand übertragen.
- Bei den bekannten festen Steckverbindern wird mindestens ein wesentlicher Teil der Zugkräfte, die über den losen Steckverbinder auf diesen aufgebracht werden, über die Kontakte in die Leiterplatte eingeleitet. Dies ist dann, wenn im Betrieb häufig höhere Zugkräfte auftreten, nachteilig für die Qualität der Kontaktierung der einzelnen Kontakte.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Steckverbinder zu schaffen, bei dem eventuell auftretende Zugkräfte, die auf ihn ausgeübt werden, nicht über die Kontakte abgeleitet werden.
- Diese Aufgabe wird durch einen Steckverbinder der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verriegelungsteil mit mindestens einem Haken versehen ist, der das Verriegelungsteil an der Leiterplatte etc. verankern kann, und relativ zum Gehäuse und zum Isolierkörper zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist. Mit dem Verriegelungsteil greift also unmittelbar das Bauteil an beispielsweise der Leiterplatte an, in das die Zugkräfte vom losen Steckverbinder eingeleitet werden, so daß die Kontakte zur Kraftübertragung nicht erforderlich sind. Da außerdem das Verriegelungsteil relativ zum Gehäuse und zum Isolierteil des festen Steckverbinders verschiebbar ist, ist zuverlässig verhindert, daß auftretende Zugkräfte erst von dem Gehäuse und dem Isolierteil aufgenommen werden müssen, bevor sie auf das Verriegelungsteil übertragen werden können.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verriegelungsteil eine Hülse aufweist, die mit einem Innengewinde versehen ist, sowie einen Spreizstift, der in der Hülse aufgenommen ist, und zwei Haken, die von dem Spreizstift aus einer Einpreßstellung in eine Verankerungsstellung gespreizt werden können. Bei dieser Ausgestaltung dient der feste Steckverbinder dazu, einen losen Steckverbinder mit Schrauben aufzunehmen, die dann in die Hülse eingeschraubt werden können, um die beiden Steckverbinder aneinander zu befestigen. Auftretende Zugkräfte werden dann unmittelbar von dem losen Steckverbinder über die Schraube in das Verriegelungsteil und von diesem in die Leiterplatte abgeleitet, ohne daß die Kontakte des festen Steckverbinders belastet werden.
- Wenn ein loser Steckverbinder verwendet wird, der mit Rasthaken oder Verriegelungshebeln versehen ist, kann anstelle der Hülse am Verriegelungsteil eine entsprechend angepaßte Ausgestaltung verwendet werden, so daß der lose Steckverbinder am festen Steckverbinder befestigt werden kann und auftretende Zugkräfte unmittelbar über das Verriegelungsteil in die Leiterplatte abgeleitet werden.
- Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß der Spreizstift einen Preßabschnitt aufweist, der mit einer Preßpassung in dem Verriegelungsteil aufgenommen ist. Diese Ausgestaltung ist hinsichtlich der Montage besonders vorteilhaft. Der Spreizstift muß lediglich in das Verriegelungsteil eingedrückt werden, in der er dann durch Reibung hält; er ist also automatisch unverlierbar in dem Verriegelungsteil aufgenommen.
- Vorzugsweise ist der Preßabschnitt ein Konus, dessen Spitze den Haken zugewandt ist. Diese Ausgestaltung sorgt für eine vergleichsweise geringe Reibung, wenn der Spreizstift in die Hülse eingedrückt wird, da die Konusfläche das Einpressen erleichtert, erhöht jedoch die Reibung bei einer eventuellen Bewegung in der umgekehrten Richtung, da dann die größere Grundfläche des Konus mit einer vergleichsweise scharfen Kante am Übergang zur Konusfläche in der Bewegungsrichtung vorne liegt. Diese erhöhten Reibungskräfte wirken einem Verschieben des Spreizstiftes aus seiner Verankerungsstellung, in der er die beiden Haken des Verriegelungsteiles gespreizt hält, entgegen.
- Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß jeder Haken mit einer Sollbruchstelle versehen ist. Diese Sollbruchstelle kann so dimensioniert werden, daß die von den Haken maximal tragbare Zugkraft geringer ist als die von der Leiterplatte auf die Haken ausgeübte Haltekraft.
- Dies gewährleistet, daß eine Beschädigung der Leiterplatte, wenn unzulässig hohe Zugkräfte auf den festen Steckverbinder einwirken, verhindert ist.
- Das Verriegelungsteil ist vorzugsweise mit einem Wulst versehen, der einen ersten Anschlag bildet, sowie mit einem Absatz, der einen zweiten Anschlag bildet. Das Verriegelungsteil kann in den Steckverbinder eingesetzt werden, bis sein Absatz an einem komplementären Absatz anliegt. Anschließend wird dann der Wulst ausgebildet, beispielsweise durch Stauchen der Hülse des Verriegelungsteils. Danach ist das Verriegelungsteil unverlierbar am Steckverbinder befestigt.
- Vorzugsweise weist das Verriegelungsteil eine Halteabschnitt mit quadratischem Querschnitt auf. Dieser Halteabschnitt gewährleistet, daß ein auf das Verriegelungsteil aufgebrachtes Drehmoment, wie es beispielweise beim Einschrauben einer Mutter des losen Steckverbinders in die Hülse des Verriegelungsteils auftreten kann, vom Steckverbinder selbst aufgenommen wird und nicht mittels der Haken in die Leiterplatte eingeleitet werden muß. Hierbei könnte es nämlich zu einem Durchrutschen der Haken in der entsprechenden Öffnung der Leiterplatte kommen, so daß diese Öffnung beschädigt werden könnte und die erforderliche Haltekraft in der Leiterplatte nicht mehr gewährleistet wäre.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse einen Schutzkragen aus Metall auf, der mit Laschen versehen ist, die einen Teil des Isolierkörpers umgreifen, um den Schutzkragen an dem Isolierkörper zu befestigen. Mittels der Laschen kann der Schutzkragen in besonders einfacher Weise am Isolierkörper befestigt werden. Da der Schutzkragen eine vergleichsweise große Wandstärke hat, sind meist schon vier Laschen ausreichend, die bei der Montage gecrimpt werden können.
- Vorzugsweise weist das Gehäuse ein Verkleidungsteil auf, das mit zwei einander gegenüberliegenden Klemmrändern versehen ist, von denen einer an einem Bund des Schutzkragens und der andere an dem Isolierkörper anliegt. Das Verkleidungsteil kann über den Schutzkragen gestülpt werden und dann am Isolierkörper befestigt werden, beispielsweise durch das Umbiegen von Klemmvorsprüngen. Diese Klemmvorsprünge können zur Kontaktierung eines Masseleiters einer Leiterplatte dienen. Auf diese Weise wird mit geringem Aufwand ein abgeschirmter Steckverbinder erzielt.
- Vorzugsweise liegt der Wulst des Verriegelungsteils an dem Bund des Schutzkragens an, und der Absatz des Verriegelungsteils liegt an einem Absatz im Isolierkörper an. Somit steht als Anschlag für den Wulst ein vergleichsweise massives Element zur Verfügung, nämlich der aus Metall bestehende Schutzkragen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
- Figur 1
- einen erfindungsgemäßen Steckverbinder in einer Seitenansicht;
- Figur 2
- den Steckverbinder von Figur 1 in einer Draufsicht;
- Figur 3
- den Steckverbinder von Figur 1 in einer Seitenansicht, wobei ein Teil des Verriegelungsteils weggelassen wurde;
- Figur 4
- in einer teilgeschnittenen Vorderansicht den Steckverbinder von Figur 1 angebracht auf einer Leiterplatte;
- Figur 5
- in einer teilgeschnittenen Seitenansicht den Steckverbinder von Figur 1;
- Figur 6
- in einer Unteransicht den Steckverbinder von Figur 1;
- Figur 7
- in einem Querschnitt entlang der Ebene VII von Figur 5 den Steckverbinder von Figur 1;
- Figur 8
- in einem Querschnitt entlang der Ebene VIII von Figur 5 den Steckverbinder von Figur 1;
- Figur 9
- in einem Querschnitt entlang der Ebene IX von Figur 5 den Steckverbinder von Figur 1;
- Figur 10
- in vergrößertem Maßstab das Detail X von Figur 5;
- die Figuren 11 bis 15
- in teilgeschnittenen schematischen Ansichten verschiedene Schritte der Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders an einer Leiterplatte; und
- Figur 16
- in einer Schnittansicht einen an einer Leiterplatte montierten erfindungsgemäßen Steckverbinder mit eingestecktem komplementärem Steckverbinder.
- Es wird nun zunächst anhand der Figuren 1 bis 10 der Aufbau eines erfindungsgemäßen Steckverbinders beschrieben. Als Beispiel ist hier eine Stiftleiste mit 25 Kontaktstiften beschrieben, die mit Einpreßkontakten versehen ist. Ferner ist eine Abschirmung vorgesehen. Der Kern der Erfindung, nämlich die Art der Befestigung des Steckverbinders an beispielsweise der Leiterplatte, kann jedoch auch bei abweichenden Steckverbindern verwendet werden, die beispielsweise anstelle der Einpreßstifte Kontakte aufweisen, die aufgelötet werden können (SMT), oder die keine Abschirmung aufweisen.
- Der Steckverbinder weist einen Isolierkörper 10 auf, in welchem insgesamt 25 Kontakte 12 angebracht sind. Jeder Kontakt weist einen Kontaktstift 14 und einen Einpreßstift 16 auf. Der Einpreßstift ist dafür vorgesehen, in eine entsprechende Öffnung einer Leiterplatte eingepreßt zu werden.
- Im Isolierkörper 10 sind zwei Halteaussparungen 18 ausgebildet, deren Funktion später erläutert wird. Die Halteaussparungen 18 sind außerhalb des Bereichs, in welchem die Kontakte 12 angeordnet sind, an den Enden des langgestreckten Isolierkörpers angeordnet und von der Seite aus zugänglich, auf der sich die Einpreßstifte 16 der Kontakte 12 erstrecken. Jede Halteaussparung 18 endet in einem Absatz 20, der den Übergang zu einer Aufnahmeöffnung 22 darstellt. Jede Aufnahmeöffnung 22 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich bis auf die Seite des Isolierkörpers 10, auf der die Kontaktstifte 14 angeordnet sind.
- Auf der Seite der Kontaktstifte 14 liegt auf dem Isolierkörper 10 ein Schutzkragen 24 auf, der aus Metall besteht. Der Schutzkragen 24 umgibt die Kontaktstifte 14 und liegt an dem Isolierkörper 10 mittels eines Bundes 26 an, der auch den die Aufnahmeöffnungen 22 umgebenden Bereich des Isolierkörpers 10 abdeckt. Im Bereich der Aufnahmeöffnungen ist der Bund 26 mit entsprechenden Durchtrittsöffnungen 28 versehen. Zur Befestigung des Schutzkragens 24 am Isolierkörper 10 dienen vier Laschen 30 (siehe insbesondere Figur 8), die einstückig mit dem Bund 26 ausgebildet sind und den Rand des Isolierkörpers 10 umgreifen. Die Laschen 30 können nach dem Aufsetzen des Schutzkragens 24 auf den Isolierkörper einfach umgebördelt werden, um den Schutzkragen am Isolierkörper sicher zu befestigen.
- Der Isolierkörper 10 ist ferner mit einem Verkleidungsteil 32 versehen, das die vier Außenflächen des Isolierkörpers abdeckt, durch die die Kontakte 12 nicht hindurchtreten, sowie einen Teil der Oberfläche des Isolierkörpers, durch die die Kontaktstifte 14 hindurchtreten. Das Verkleidungsteil 32 ist einstückig ausgebildet aus einem Zuschnitt, der einen Abschnitt zur Abdekkung der Oberfläche des Isolierkörpers aufweist, der mit einem Ausschnitt für den Durchtritt des Schutzkragens 24 versehen ist, sowie vier Seitenflächen, die um 90° gegenüber der ersten Fläche abgebogen werden. Auf diese Weise entsteht die wannenartige Form des Verkleidungsteils.
- Das Verkleidungsteil 32 ist an seinem Rand, der mit der Unterseite des Isolierkörpers abschließt, aus der die Einpreßstifte 16 austreten, mit Klemmvorsprüngen 34 versehen. Die Klemmvorsprünge 34 werden, nachdem das Verkleidungsteil 32 so auf den Isolierkörper aufgesetzt ist, daß der den Ausschnitt für den Schutzkragen 24 umgebende Rand des Verkleidungsteils am Bund 26 des Schutzkragens anliegt, umgebördelt, so daß sie an der Unterseite des Isolierkörpers 10 anliegen. Somit sind der Bund 26 des Schutzkragens 24 und der Isolierkörper 10 zwischen den beiden Rändern des Verkleidungsteils eingeklemmt. Die Klemmvorsprünge 34, die geringfügig über die Unterseite des Isolierkörpers 10 hervorstehen, können zur Kontaktierung eines Masseleiters einer Leiterplatte dienen, so daß die von dem Verkleidungsteil 32 und dem Schutzkragen 24 gebildete Abschirmung geerdet ist.
- Im Isolierkörper 10 sind zwei Verriegelungsteile 36 angeordnet. Jedes Verriegelungsteil besteht aus einer Hülse 38, die über einen Teil ihrer Länge mit einem Innengewinde versehen ist und einen in der Aufnahmeöffnung 22 angeordneten Abschnitt aufweist, einem Halteabschnitt 40, der einen quadratischen Querschnitt hat und in der Halteaussparung 18 angeordnet ist, sowie zwei Haken 42, die sich ausgehend von dem Halteabschnitt 40 auf der von der Hülse abgewandten Seite erstrecken. Im Inneren des Verriegelungsteils 36 ist ein Spreizstift 44 angeordnet, der einen vergrößerten Druckkopf 46 aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse 38, sowie einen Preßabschnitt 48, der als Konus ausgebildet ist und mit einer Preßpassung in einer Öffnung aufgenommen ist, die den Halteabschnitt 40 des Verriegelungsteils 36 durchquert. Der Spreizstift 44 ist mit seinem vom Druckkopf 46 abgewandten Ende, das eine Spitze aufweist, zwischen den beiden Haken 42 angeordnet. In der in Figur 5 gezeigten Einpreßstellung ist das vordere Ende des Spreizstiftes 44 in einem Kanal zwischen den beiden Haken 42 aufgenommen, so daß diese aneinander angenähert sind. Ausgehend von dieser Stellung kann der Spreizstift in eine Verankerungsstellung verschoben werden (siehe Figur 4), in der das vordere Ende des Spreizstiftes 44 zwischen den beiden Haken 42 hindurchtritt, so daß diese nach außen gespreizt werden.
- Jeder Haken ist mit einem verringerten Querschnitt am Übergang zum Körper des Verriegelungsteil ausgeführt. Dieser verringerte Querschnitt bildet eine Sollbruchstelle 43 und ist so dimensioniert, daß die Haken bereits bei Zugkräften vom Verriegelungsteil abreißen, bei denen eine Beschädigung der Leiterplatte, an denen die Haken angreifen, noch nicht auftreten kann.
- Das Verankerungsteil 36 ist verschiebbar in der Halteaussparung 18 und der Aufnahmeöffnung 22 des Isolierkörpers 10 angeordnet, wobei es gegen Herausfallen gesichert ist. Zum einen ist am Übergang zwischen der Hülse 38 und dem Halteabschnitt 40 ein Absatz gebildet, der an dem Absatz 20 im Isolierkörper zwischen der Halteaussparung 18 und der Aufnahmeöffnung 22 anliegen kann. Zum andern ist an der Hülse 38 ein Wulst 50 gebildet, der am Rand der Durchtrittsöffnung 28 im Bund 26 des Schutzkragens 24 anliegt. Auf diese Weise sind zwei Endstellungen des Verriegelungsteils 36 vorgegeben.
- Die Montage des Verriegelungsteils 36 am Steckverbinder kann in der folgenden Weise vorgenommen werden: Zuerst wird der Spreizstift 44 so weit in das Verriegelungsteil 36 eingedrückt, bis der Preßabschnitt 48 mit einer Preßpassung im Inneren des Halteabschnittes 40 festgelegt ist. In diesem Zustand ist der Spreizstift 44 unverlierbar im Verriegelungsteil gehalten. Anschließend wird das Verriegelungsteil 36 mit darin eingesetztem Spreizstift 44 von der Seite der Einpreßstifte 16 her in die Halteaussparung 18 eingesetzt, bis die Hülse 38 auf der Seite der Kontaktstifte 14 aus dem Isolierkörper 10 austritt. Anschließend wird dort, nachdem der Schutzkragen 24 auf den Isolierkörper 10 aufgesetzt ist, der Wulst 50 an der Hülse 38 ausgebildet, beispielsweise durch ein lokales Stauchen. Alternativ könnte eine zweiteilige Hülse verwendet werden, deren zweites Teil aufgesetzt wird, nachdem das Verriegelungsteil in den Isolierkörper eingesetzt ist. Es könnte auch der vorher ausgebildete Wulst durch den Bund 26 des Schutzkragens 24 hindurchgedrückt werden.
- Bei der Montage des Verriegelungsteils 36 ist die Ausrichtung der beiden Haken 42 ohne Bedeutung; wie in den Figuren 1, 5 und 6 zu sehen ist, können die beiden Haken entweder entlang der Längsrichtung des Isolierkörpers ausgerichtet sein oder auch quer dazu.
- Nachdem das Verriegelungsteil 36 in den Isolierkörper 10 eingesetzt ist und der Wulst 50 an der Hülse angebracht ist, ist der Steckverbinder fertig zur Montage an einer Leiterplatte. Dies wird nachfolgend anhand der Figuren 11 bis 15 erläutert, wobei in den Figuren a) eine Ansicht des in dem Isolierkörper 10 aufgenommenen Verankerungsteils 36 und in den Figuren b) eine Ansicht der in dem Isolierkörper 10 aufgenommenen Kontakte 12 gezeigt sind. In einem ersten Schritt (siehe Figur 11) wird der Steckverbinder mit seinen Einpreßstiften 16 in entsprechende Öffnungen an der Leiterplatte 52 eingesetzt, so daß er provisorisch fixiert ist. Dabei greifen die Haken 42 des Verriegelungsteils 16 in eine geeignete Verriegelungsöffnung 54 ein. Dann wird ein Einpreßwerkzeug 56 abgesenkt, das zunächst mittels einer federbelasteten Einpreßhülse 58 auf die Hülse 38 des Verriegelungsteils 36 drückt, so daß die Haken 42 beinahe vollständig durch die Leiterplatte 52 hindurchgedrückt werden (siehe Figur 12). Nun liegt der Wulst 50 am Bund 26 des Schutzkragens 24 an. Anschließend wird das Einpreßwerkzeug 56 weiter abgesenkt, bis es auf dem Isolierkörper 10 aufliegt. Dabei verbleibt das Verriegelungsteil 36 in seiner vorherigen Stellung, so daß die Einpreßhülse 58 relativ zum Einpreßwerkzeug 56 verschoben wird, wodurch sich die Federvorspannung erhöht. Wenn anschließend das Einpreßwerkzeug 56 weiter zur Leiterplatte 52 hin verschoben wird, werden über den Isolierkörper 10 die Einpreßstifte 16 in die Leiterplatte 52 eingepreßt. Falls das Verriegelungsteil 36 aufgrund der Reibung in der Verriegelungsöffnung 54 diese Bewegung weiter in die Leiterplatte 52 hinein nicht gleichzeitig mitvollzieht und somit hinter der Bewegung zurückbleibt, wird der Wulst 50 vom Bund 26 abgehoben, wodurch letztendlich die Federvorspannung der Einpreßhülse 58 erhöht wird. Sobald die Federvorspannung in der Lage ist, die Reibung zwischen den Haken und der Leiterplatte zu überwinden, werden die Haken 42 vollständig durch die Leiterplatte 52 hindurchgedrückt. Dieser Zustand ist in Figur 14 gezeigt. Wichtig ist, daß die Haken 42 vollständig durch die Verriegelungsöffnung 54 der Leiterplatte 52 hindurchgetreten sind, bevor die Einpreßstifte 16 vollständig in die Leiterplatte eingepreßt sind. In einem letzten Einpreßschritt (siehe Figur 15) wird dann der Isolierkörper 10 weiter auf die Leiterplatte 52 gedrückt, so daß die Einpreßstifte 16 vollständig in die Leiterplatte 52 eingepreßt werden. Hierbei kommt es zu einer Relativverschiebung zwischen dem Verriegelungsteil 36, das bereits seit dem vorherigen Schritt vollständig in die Leiterplatte eingepreßt ist, und dem Isolierkörper 10 und dem Einpreßwerkzeug 56. Diese Relativverschiebung wird dazu genutzt, den Spreizstift 44 mittels eines Dorns 60 mit geeigneter Länge vollständig in das Verriegelungsteil 36 hineinzudrücken, so daß die beiden Haken 42 gespreizt werden. In diesem Zustand sind die beiden Haken 42 soweit gespreizt, daß sie nicht mehr durch die Verriegelungsöffnung 54 zurückgezogen werden können. Der Spreizstift 44 wird nun durch Reibung sowohl im Bereich des Preßabschnittes 48 als auch im Bereich der beiden Haken 42 zuverlässig in seiner Spreizstellung gehalten, so daß er sich auch bei Vibrationen nicht lösen kann, wodurch die Haken freigegeben würden.
- In Figur 16 ist der eingepreßte Steckverbinder gezeigt, an dem ein komplementärer, loser Steckverbinder 62 befestigt ist. Dieser ist vollständig in den Schutzkragen 24 eingesteckt und weist eine Schraube 64 auf, die in die Hülse 38 des Verriegelungsteils 36 eingeschraubt ist. Auf diese Weise ist der lose Steckverbinder 62 fest an dem an der Leiterplatte 52 angebrachten Steckverbinder befestigt. Die von der Schraube 64 ausgeübten Zugkräfte haben dazu geführt, daß das Verriegelungsteil 36 so weit zurückgezogen wurde, bis die Haken 42 mit ihrem Absatz an der Unterseite der Leiterplatte 52 anliegen. Dennoch hat sich der Isolierkörper 10 relativ zur Leiterplatte 52 nicht bewegt; dies ist die Folge der Verschiebbarkeit des Verriegelungsteils 36 relativ zum Isolierkörper 10. Die aufgebrachten Zugkräfte sowie weitere Zugkräfte, die beispielsweise von einem an den losen Steckverbinder 62 angeschlossenen Kabel stammen, werden somit nicht in die Kontakte 12 und dann erst in die Leiterplatte 52 eingeleitet, sondern unmittelbar von dem Verriegelungsteil 36, ohne daß die Kontakte 12 nennenswert belastet werden.
Claims (12)
- Steckverbinder mit Kontakten (12), die an einer Leiterplatte etc. angebracht werden können, einem Gehäuse (24, 32), einem Isolierkörper (10), der in dem Gehäuse angeordnet ist und die Kontakte trägt, und mindestens einem Verriegelungsteil (36), mittels dem ein komplementärer Steckverbinder, der mit einem Kabel versehen sein kann, an dem Steckverbinder verriegelt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verriegelungsteil (36) mit mindestens einem Haken (42) versehen ist, der das Verriegelungsteil an der Leiterplatte etc. verankern kann, und relativ zum Gehäuse (24, 32) und zum Isolierkörper (10) zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist. - Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verriegelungsteil eine Hülse (38) aufweist, die mit einem Innengewinde versehen ist, sowie einen Spreizstift (44), der in der Hülse aufgenommen ist, und zwei Haken (42), die von dem Spreizstift aus einer Einpreßstellung in eine Verankerungsstellung gespreizt werden können. - Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spreizstift einen Preßabschnitt (48) aufweist, der mit einer Preßpassung in dem Verriegelungsteil aufgenommen ist. - Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßabschnitt ein Konus (48) ist, dessen Spitze den Haken zugewandt ist. - Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Haken (42) mit einer Sollbruchstelle (43) versehen ist. - Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verriegelungsteil mit einem Wulst (50) versehen ist, der einen ersten Anschlag bildet, und mit einem Absatz, der einen zweiten Anschlag bildet. - Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verriegelungsteil (36) einen Halteabschnitt (40) mit quadratischem Querschnitt aufweist. - Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse einem Schutzkragen (24) aus Metall aufweist, der mit Laschen (30) versehen ist, die einen Teil des Isolierkörpers (10) umgreifen, um den Schutzkragen (24) an dem Isolierkörper zu befestigen. - Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse ein Verkleidungsteil (32) aufweist, das mit zwei einander gegenüberliegenden Klemmrändern versehen ist, von denen einer an einem Bund (26) des Schutzkragens (24) und der andere an dem Isolierkörper anliegt. - Steckverbinder nach Anspruch 6 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wulst (50) des Verriegelungsteils an dem Bund (26) des Schutzkragens (24) anliegt und der Absatz des Verriegelungsteils an einem Absatz (20) im Isolierkörper anliegt. - Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der an dem Isolierkörper anliegende Klemmrand durch umgebogene Laschen (30) gebildet ist. - Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß Klemmvorsprünge (34) zur Kontaktierung einer Massebahn einer Leiterplatte vorgesehen sind.
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