CH613816A5

CH613816A5 - Two-piece, multi-pole electrical plug connector

Info

Publication number: CH613816A5
Application number: CH39877A
Authority: CH
Inventors: Klaus Thiele
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1979-10-15
Also published as: NL7701361A; IT1074382B

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Zweiteiliger, vielpoliger, elektrischer Steckverbinder, wobei ein erster Verbinderteil (4) mit Kontaktelementen versehen ist, die mit dazu passenden, in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilten Gegenkontaktelementen eines zweiten Verbinderteils (1) federnd zusammensteckbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die dem zweiten Verbinderteil zugewandten Enden der Kontaktelemente (7) in unterschiedlichem Abstand zu einer zur Steckrichtung des Steckverbinders senkrechten Ebene angeordnet sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Enden der Kontaktelemente (7) je ungefähr zur Hälfte in zwei parallelen, zur Steckrichtung senkrechten Ebenen verteilt sind.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Enden in der Aufeinanderfolge der Kontaktelemente (7) abwechselnd in der einen und der anderen Ebene angeordnet sind.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Steckrichtung erstrekkenden nicht federnden Gegenkontaktelemente unterschiedlich lang sind.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinderteil als Kabelstecker (4) ausgebildet und mit Kontaktelementen (7) versehen ist, die auf die aus Kontaktstifte (2) ausgebildeten Gegenkontaktelemente aufsteckbar sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) mit einer Reihe von Kontaktelementen (7) versehen und seine Breite höchstens gleich dem Rasterabstand zwischen den Kontaktstiften (2) ist.

7. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem geschlossenen Gehäuse versehene Kabelstecker (4) zur Führung von Prüfsonden (11) Prüfkanäle (9) aufweist, die von den Kontaktelementen (7) zur diesen abgewandten Seite des Kabelsteckers (4) verlaufen.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkanäle (9) als Hohlform in einer Seiten- oder Zwischenwand des Kabelsteckers (4) ausgebildet sind.

9. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) zur Aufnahme von Prüfsonden (11) mit Rechteckquerschnitt ausgebildet ist.

10. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkanäle (9) L- oder T-förmig, zur Aussenseite des Kabelsteckers (4) hin offen ausgebildet sind.

11. Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) im Bereich der Kontaktelemente (7) seitliche Öffnungen (10) aufweist, in welche die Prüfkanäle (9) einmünden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen zweiteiligen, vielpoligen, elektrischen Steckverbinder, wobei ein erster Verbinderteil mit Kontaktelementen versehen ist, die mit dazu passenden, in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilten Gegenkontaktelementen eines zweiten Verbinderteils federnd zusammensteckbar sind.

Beim Herstellen oder Trennen einer derartigen Steckverbindung kommt es üblicherweise zwischen nichtfedernden stiftartigen und federnden bügelartigen Kontaktelementen zu einer Relativbewegung, bei welcher die stiftartigen Kontaktelemente zwischen gegeneinander federnde Zungen der bügelartigen Kontaktelemente geschoben und diese auseinandergespreizt werden. Das Auseinanderspreizen wird durch Auflaufschrägen an den einander zugewandten Enden der Kontaktelementpaare bewirkt. Beim Zusammenstecken der Kontaktelemente ergibt sich dadurch eine axiale Kraftkomponente, die wegen der möglichst hohen Federspannung einen erheblichen Steckwiderstand darstellt.

Bei herkömmlichen Steckverbindungen sind die freien Enden der Kontaktelemente in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilt. Das bedeutet, dass beim Zusammenstecken alle federnden Kontaktelemente zugleich auseinandergespreizt werden, was eine entsprechend hohe Steckkraft erfordert. Da diese nicht beliebig vergrössert werden kann, ist die Anzahl der Kontaktelemente pro Stecker begrenzt.

Es ist bekannt, die Kontaktkräfte und damit die erforderlichen Steckkräfte durch Vergolden der Kontaktfläche zu verringern. Dies ist jedoch mit erheblichen Materialkosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeidung der vorstehenden Nachteile die zum Stecken erforderlichen Kräfte zu verringern bzw. bei gleichbleibender Steckkraft die Anzahl der Kontaktelemente pro Stecker zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die dem zweiten Verbinderteil zugewandten Enden der Kontaktelemente in unterschiedlichem Abstand zu einer zur Steckrichtung des Steckverbinders senkrechten Ebene angeordnet sind. Der Abstandsunterschied ist so gross gewählt, dass das Spreizen der federnden Kontaktelemente in getrennten Phasen aufeinanderfolgt. Die höchste Steckkraft ergibt sich dann aus den wesentlich geringeren Reibungskräften an den bereits gespreizten Kontaktelementen sowie den in der letzten Steckphase bei dem Rest der Kontaktelemente auftretenden Spreizkräfte. Somit ist die erforderliche Gesamtsteckkraft wesentlich geringer als bei den herkömmlichen Steckverbindungen.

Aber auch beim Trennen der Steckverbindung besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass sich die zum Ziehen erforderliche Kraft nicht abrupt sondern stufenweise verringert, so dass auch empfindliche elektronische Baugruppen ohne Hebelübersetzung von Hand gezogen werden können, ohne dass. erhebliche Erschütterungen auftreten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Enden der Kontaktelemente je ungefähr zur Hälfte in zwei parallelen, zur Steckrichtung senkrechten Ebenen verteilt und in der Aufeinanderfolge der aneinandergereihten Kontaktelemente abwechselnd in der einen und in der anderen Ebene angeordnet. Die Abstufung der Kontaktelemente in zwei Ebenen lässt sich konstruktiv einfach verwirklichen. Durch die abwechselnd versetzte Anordnung der freien Enden verteilen sich die Steckkräfte gleichmässig auf den gesamten Stecker.

Die Abstufung der Abstände zwischen den freien Enden der Kontaktelemente kann entweder dadurch erreicht werden, dass die sich in Steckrichtung erstreckenden nicht federnden Gegenkontaktelemente unterschiedlich lang oder die federnden Kontaktelemente in Steckrichtung zueinander versetzt sind.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Verbinderteil als Kabelstecker ausgebildet und mit federnden Kontaktelementen versehen, die auf die als Kontaktstifte ausgebildeten Gegenkontaktelemente aufsteckbar sind.

Eine derartige Anordnung ist zum Beispiel durch die DT-OS 1 765800 bekannt geworden. Sie findet insbesondere bei sogenannten Rückwandverdrahtungen Anwendung, durch welche die einzelnen Baugruppen eines Baugruppenrahmens miteinander verbunden werden. Bei solchen Rückwandverdrahtungen sind normalerweise die Kontaktstifte mit Potential zuführenden Leiterplatten verlötet, wobei sie zusammen mit diesen durch ein Schwallötbad gezogen werden. Um die Lötbarkeit zu verbessern, sind die Kontaktstifte in der Regel vorverzinnt und werden dann beim Schwallöten mit einer weiteren Zinnschicht überzogen. Beim Schwallöten sind die freien Enden der Kontaktstifte nach unten gerichtet, wodurch sich an ihnen tropfen

artige Verdickungen bilden können. Diese erschweren sowohl das Stecken wie auch das Ziehen des Steckers, insbesondere als bei verzinnten Oberflächen sehr hohe Kontaktdrücke erforderlich sind. In einem solchen Falle ist daher eine Steckverbindung mit in unterschiedlichen Höhen angeordneten freien Enden der Kontaktelemente besonders geeignet. Ein Stecker, der mit nur einer Reihe von Kontaktelementen versehen ist und sich somit nur auf einer Reihe von entsprechenden Gegenkontaktelementen abstützen kann, muss aufgrund der geringen Steckkräfte nicht besonders geführt werden. Dadurch ist es möglich, mehrere Stecker unmittelbar neben- und hintereinander in den Verdrahtungsfeld anzuordnen.

Dadurch ist Gemäss einer
Weiterbildung der Erfindung weist der mit einem geschlossenen Gehäuse versehene Kabelstecker zur Führung von Prüfsonden Prüfkanäle auf, die von den Kontaktelementen zur diesen abgewandten Seite des Steckers verlaufen. Dadurch ist auch bei lückelos nebeneinander aufgesteckten Steckern eine elektrische Abtastung an den Kontaktelementen von der freien Seite der Stecker her möglich. Um eine Beschädigung der von den Kontaktelementen wegführenden Schaltdrähte durch die Prüfsonde zu vermeiden, sind die Prüfkanäle als Hohlform in einer Seitenwand des Steckers ausgebildet. Bei einem aus
Kunststoff bestehenden Steckergehäuse ist es aus spritztechni schen Gründen vorteilhaft, die Prüfkanäle L- oder T-förmig, zur Aussenseite des Steckers hin offen auszubilden.

Der Stekker kann dann im Bereich der Kontaktelemente seitliche Öffnungen aufweisen, in welche die Prüfkanäle einmünden. Auf diese Weise können die Prüfsonden raumsparend und zuverlässig an die Kontaktelemente herangeführt und mit diesen kontaktiert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verdrahtungsfeldes, dessen Kontaktelemente untereinander verdrahtet sind, sowie auf die
Kontaktstifte aufgesteckte Kabelstecker und ein Hilfswerkzeug zum Stecken und Ziehen der Kabelstecker,
Fig. 2 eine Seitenansicht des geöffneten Kabelsteckers mit dem Hilfswerkzeug nach Fig. 1 in vergrösserter Darstellung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Kabelstecker mit dem
Hilfswerkzeug nach Fig. 2,
Fig. 4 einen partiellen Schnitt quer zur Steckrichtung durch eine Seitenwand des Kabelsteckers nach Fig. 3 in vergrösserter
Darstellung.

Fig. 1 zeigt ein Verdrahtungsfeld 1, zum Beispiel eine
Gestellrückwandverdrahtung, durch welche nicht dargestellte
Baugruppen miteinander elektrisch verbunden sind. Zu diesem Zwecke sind Kontaktstifte 2 des Verdrahtungsfeldes 1 durch einzelne Schaltdrähte 3 miteinander verbunden. Die Schaltdrähte 3 sind an die Kontaktstifte 2 in Drahtwickeltechnik angeschlossen. Auf die Spitzen der Kontaktstifte 2 sind Kabelstecker 4 aufgesteckt, welche das Verdrahtungsfeld 1 mit anderen Verdrahtungseinheiten, zum Beispiel über Schaltkabel 5 verbinden. An einem der Kabelstecker 4 ist ein Hilfswerkzeug 6 angesetzt, mit dessen Hilfe die Kabelstecker 4 aufgesteckt oder abgezogen werden können.

In den Fig. 2 und 3 ist der Kabelstecker 4 genauer dargestellt. Er weist federnde Kontaktelemente 7 auf, an welche die Adern 8 des Schaltkabels 5 angeschlossen sind.

Die federnden Kontaktelemente 7 sind in einer Reihe hintereinander, jedoch in Steckrichtung abwechselnd versetzt angeordnet. Das bedeutet, dass die freien Enden der Kontaktelemente 7 in zwei zueinander parallelen Ebenen verteilt sind, welche sich senkrecht zur Steckrichtung erstrecken. Da die freien Enden der Kontaktstifte 2 (Fig. 1) in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung verteilt sind, wird beim Zusammenstecken zuerst die Hälfte der Kontaktelemente 7 auseinandergespreizt, wohingegen die Spreizung der restlichen Kontaktelemente 7, welche in Steckrichtung etwas zurückgesetzt sind, erst dann beginnt, wenn die erste Hälfte der Kontaktelemente 7 bereits gespreizt ist. Dadurch werden die erforderlichen Spreizkräfte auf zwei Steckphasen verteilt und halbiert. Aufgrund dessen muss der Kabelstecker 4 beim Stecken oder Ziehen nicht besonders geführt werden.

Dadurch ist es möglich, die Kabelstecker 4 in unmittelbarer Aufeinanderfolge auf die Reihen der Kontaktstifte 2 (Fig. I) aufzustecken.

Das eng mit dem Kabelstecker 4 verhakte Hilfswerkzeug 6 greift formschlüssig in den Kabelstecker 4 ein, so dass eine nahezu spielfreie Verbindung gegeben ist. Das Hilfswerkzeug 6 ist so gestaltet, dass es von Hand gut gehalten und geführt werden kann (Fig. 1).

Um die Verdrahtung auch bei dicht aneinandergesteckten Kabelsteckern 4 prüfen zu können, sind in einer Seitenwand des Kabelsteckers 4 Prüfkanäle 9 ausgebildet, in welchen eine entsprechende Prüfsonde 11 von der den Kontaktelementen 7 abgewandten Seite des Kabelsteckers 4 her zu den Kontaktelementen 7 geführt werden kann. Zu diesem Zwecke weist der Kabelstecker 4 im Bereich der Kontaktelemente 7 seitliche Öffnungen 10 auf, in welche die Prüfkanäle 9 einmünden. Der Querschnitt der Prüfkanäle 9 ist T-förmig ausgebildet (Fig. 4) und aus spritzgusstechnischen Gründen zur Aussenseite des Kabelsteckers 4 hin offen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Zweiteiliger, vielpoliger, elektrischer Steckverbinder, wobei ein erster Verbinderteil (4) mit Kontaktelementen versehen ist, die mit dazu passenden, in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilten Gegenkontaktelementen eines zweiten Verbinderteils (1) federnd zusammensteckbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die dem zweiten Verbinderteil zugewandten Enden der Kontaktelemente (7) in unterschiedlichem Abstand zu einer zur Steckrichtung des Steckverbinders senkrechten Ebene angeordnet sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Enden der Kontaktelemente (7) je ungefähr zur Hälfte in zwei parallelen, zur Steckrichtung senkrechten Ebenen verteilt sind.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Enden in der Aufeinanderfolge der Kontaktelemente (7) abwechselnd in der einen und der anderen Ebene angeordnet sind.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Steckrichtung erstrekkenden nicht federnden Gegenkontaktelemente unterschiedlich lang sind.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinderteil als Kabelstecker (4) ausgebildet und mit Kontaktelementen (7) versehen ist, die auf die aus Kontaktstifte (2) ausgebildeten Gegenkontaktelemente aufsteckbar sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) mit einer Reihe von Kontaktelementen (7) versehen und seine Breite höchstens gleich dem Rasterabstand zwischen den Kontaktstiften (2) ist.

7. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem geschlossenen Gehäuse versehene Kabelstecker (4) zur Führung von Prüfsonden (11) Prüfkanäle (9) aufweist, die von den Kontaktelementen (7) zur diesen abgewandten Seite des Kabelsteckers (4) verlaufen.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkanäle (9) als Hohlform in einer Seiten- oder Zwischenwand des Kabelsteckers (4) ausgebildet sind.

9. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) zur Aufnahme von Prüfsonden (11) mit Rechteckquerschnitt ausgebildet ist.

10. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkanäle (9) L- oder T-förmig, zur Aussenseite des Kabelsteckers (4) hin offen ausgebildet sind.

11. Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (4) im Bereich der Kontaktelemente (7) seitliche Öffnungen (10) aufweist, in welche die Prüfkanäle (9) einmünden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen zweiteiligen, vielpoligen, elektrischen Steckverbinder, wobei ein erster Verbinderteil mit Kontaktelementen versehen ist, die mit dazu passenden, in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilten Gegenkontaktelementen eines zweiten Verbinderteils federnd zusammensteckbar sind.

Beim Herstellen oder Trennen einer derartigen Steckverbindung kommt es üblicherweise zwischen nichtfedernden stiftartigen und federnden bügelartigen Kontaktelementen zu einer Relativbewegung, bei welcher die stiftartigen Kontaktelemente zwischen gegeneinander federnde Zungen der bügelartigen Kontaktelemente geschoben und diese auseinandergespreizt werden. Das Auseinanderspreizen wird durch Auflaufschrägen an den einander zugewandten Enden der Kontaktelementpaare bewirkt. Beim Zusammenstecken der Kontaktelemente ergibt sich dadurch eine axiale Kraftkomponente, die wegen der möglichst hohen Federspannung einen erheblichen Steckwiderstand darstellt.

Bei herkömmlichen Steckverbindungen sind die freien Enden der Kontaktelemente in einer zur Steckrichtung senkrechten Ebene verteilt. Das bedeutet, dass beim Zusammenstecken alle federnden Kontaktelemente zugleich auseinandergespreizt werden, was eine entsprechend hohe Steckkraft erfordert. Da diese nicht beliebig vergrössert werden kann, ist die Anzahl der Kontaktelemente pro Stecker begrenzt.

Es ist bekannt, die Kontaktkräfte und damit die erforderlichen Steckkräfte durch Vergolden der Kontaktfläche zu verringern. Dies ist jedoch mit erheblichen Materialkosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeidung der vorstehenden Nachteile die zum Stecken erforderlichen Kräfte zu verringern bzw. bei gleichbleibender Steckkraft die Anzahl der Kontaktelemente pro Stecker zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die dem zweiten Verbinderteil zugewandten Enden der Kontaktelemente in unterschiedlichem Abstand zu einer zur Steckrichtung des Steckverbinders senkrechten Ebene angeordnet sind. Der Abstandsunterschied ist so gross gewählt, dass das Spreizen der federnden Kontaktelemente in getrennten Phasen aufeinanderfolgt. Die höchste Steckkraft ergibt sich dann aus den wesentlich geringeren Reibungskräften an den bereits gespreizten Kontaktelementen sowie den in der letzten Steckphase bei dem Rest der Kontaktelemente auftretenden Spreizkräfte. Somit ist die erforderliche Gesamtsteckkraft wesentlich geringer als bei den herkömmlichen Steckverbindungen.

Aber auch beim Trennen der Steckverbindung besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass sich die zum Ziehen erforderliche Kraft nicht abrupt sondern stufenweise verringert, so dass auch empfindliche elektronische Baugruppen ohne Hebelübersetzung von Hand gezogen werden können, ohne dass. erhebliche Erschütterungen auftreten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Enden der Kontaktelemente je ungefähr zur Hälfte in zwei parallelen, zur Steckrichtung senkrechten Ebenen verteilt und in der Aufeinanderfolge der aneinandergereihten Kontaktelemente abwechselnd in der einen und in der anderen Ebene angeordnet. Die Abstufung der Kontaktelemente in zwei Ebenen lässt sich konstruktiv einfach verwirklichen. Durch die abwechselnd versetzte Anordnung der freien Enden verteilen sich die Steckkräfte gleichmässig auf den gesamten Stecker.

Die Abstufung der Abstände zwischen den freien Enden der Kontaktelemente kann entweder dadurch erreicht werden, dass die sich in Steckrichtung erstreckenden nicht federnden Gegenkontaktelemente unterschiedlich lang oder die federnden Kontaktelemente in Steckrichtung zueinander versetzt sind.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Verbinderteil als Kabelstecker ausgebildet und mit federnden Kontaktelementen versehen, die auf die als Kontaktstifte ausgebildeten Gegenkontaktelemente aufsteckbar sind.

Eine derartige Anordnung ist zum Beispiel durch die DT-OS 1 765800 bekannt geworden. Sie findet insbesondere bei sogenannten Rückwandverdrahtungen Anwendung, durch welche die einzelnen Baugruppen eines Baugruppenrahmens miteinander verbunden werden. Bei solchen Rückwandverdrahtungen sind normalerweise die Kontaktstifte mit Potential zuführenden Leiterplatten verlötet, wobei sie zusammen mit diesen durch ein Schwallötbad gezogen werden. Um die Lötbarkeit zu verbessern, sind die Kontaktstifte in der Regel vorverzinnt und werden dann beim Schwallöten mit einer weiteren Zinnschicht überzogen. Beim Schwallöten sind die freien Enden der Kontaktstifte nach unten gerichtet, wodurch sich an ihnen tropfen **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.