DE102004009071A1

DE102004009071A1 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE102004009071A1
Application number: DE102004009071A
Authority: DE
Inventors: Markus Lohr
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: US20050186813A1; JP2005243633A; DE202005002902U1; EP1575131A1; CN100468872C; US7083435B2; DE102004009071B4; CN1734845A

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein elektrischer Steckverbinder zur Oberflächenmontage auf Leiterplatten, mit einem Gehäuse (2) und mit mindestens einem Kontaktelement (3), wobei das Kontaktelement (3) einen Kontaktschenkel (4) und einen senkrecht dazu angeordneten Lötanschlußschenkel (5) aufweist und wobei der Kontaktschenkel (4) in einen Aufnahmeraum (6) in dem Gehäuse hineinragt und der Lötanschlußschenkel (5) entlang einer ersten Außenseite (7) des Gehäuses (2) verläuft. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder (1) ist dadurch wahlweise sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Steckrichtung realisierbar, daß der Lötanschlußschenkel (5) an einem Ende einstückig mit einem zweiten Lötanschlußschenkel (8) verbunden ist, der senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel (5) und parallel zum Kontaktschenkel (4) ausgerichtet ist und entlang einer zweiten Außenseite (9) des Gehäuses (2) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Oberflächenmontage auf Leiterplatten, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem Kontaktelement, wobei das Kontaktelement einen Kontaktschenkel und einen im wesentlichen senkrecht dazu angeordneten Lötanschlußschenkel aufweist und wobei der Kontaktschenkel in einen Aufnahmeraum in dem Gehäuse hineinragt und der Lötanschlußschenkel entlang einer ersten Außenseite des Gehäuses verläuft.

Elektrische Steckverbinder dienen in elektrischen Anschlußklemmen zusammen mit korrespondierenden Anschlußsteckern zum Anschließen eines elektrischen Leiters an eine Leiterplatte. Je nach Ausführungsform kann der elektrische Steckverbinder dabei als Buchsenteil oder als Steckerteil ausgebildet sein. Da der elektrische Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte verbunden ist, während an den korrespondierende Anschlußstecker eine elektrische Leitung angeschlossen ist, wird der – aufgrund seiner Befestigung an der Leiterplatte – ortsfeste elektrische Steckverbinder häufig auch als Grundkörper bezeichnet. Verschiedene Ausführungsformen elektrischer Steckverbinder bzw. korrespondierender Anschlußstecker, d. h. verschiedener Grundkörper und verschiedener Steckerteile, sind beispielsweise aus dem Phoenix Contact Katalog "COMBICON 2002", Seiten 91 bis 195 bekannt. Hierbei unterscheiden sich die verschiedenen Steckerteile insbesondere durch die unterschiedlichen Anschlußmöglichkeiten für die anzuschließenden Leiter. So sind Steckerteile mit Schraub-, Federkraft-, Crimp- und Schneidklemmkontakten bekannt. Demgegenüber unterscheiden sich die Steckverbinder bzw. die Grundkörper insbesondere dadurch, ob das Kontaktelement als Kontaktschenkel einen Stiftkontakt oder einen Buchsenkontakt aufweist; wobei die Ausführung mit einem Stiftkontakt die Standardausführung darstellt. Weist der elektrische Steckverbinder einen Stiftkontakt als Kontaktschenkel auf, so ist der Steckverbinder als Buchsenteil ausgebildet, in den der Anschlußstecker, der einen Buchsenkontakt aufweist, eingesteckt wird.

Zur elektrischen Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit mindestens einer Leiterbahn einer Leiterplatte weisen die bekannten Kontaktelemente mindestens einen Lötstift auf, der in eine in der Leiterplatte vorgesehene Bohrung eingesteckt und dann darin verlötet wird. Hierzu wird in der Regel die Bohrung zuvor mit einer Lotpaste gefüllt und anschließend der Lötstift mittels Reflow-Löten elektrisch mit der entsprechenden Leiterbahn verbunden.

Zur Vereinfachung der automatischen Bestückung von Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen ist in den vergangenen Jahren als Ersatz für die herkömmliche Einlöttechnik die sogenannte Oberflächen-Löttechnik (Surface Mount Technology SMT) entwickelt worden. Bei dieser Technik werden die elektronischen Bauteile mit ihren Anschlußpins auf einen mit einer Lötpaste bedeckten Oberflächenbereich der Leiterplatte aufgesetzt. Anschließend wird die Lötpaste zur Herstellung der gewünschten elektrischen Verbindung zwischen dem elektronischen Bauteil und der Leiterplatte mittels Infrarotstrahlung aufgeschmolzen (vgl. EP 0 743 716 B1 ).

Diese Oberflächen-Löttechnik findet nun auch bei der elektrischen Verbindung von elektrischen Steckverbindern mit einer Leiterplatte Anwendung. Ein elektrischer Steckverbinder, der mittels der von der Kontaktierung elektronischer Bauteile bekannten – zuvor beschriebenen – Oberflächen-Löttechnik auf einer Leiterplatte kontaktiert werden kann, ist aus der DE 100 09 215 C1 bekannt. Der bekannte elektrische Steckverbinder, von dem die Erfindung ausgeht, weist eine Mehrzahl von in einem Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen auf, die jeweils ein Steckkontaktende und ein Lötanschlußende aufweisen. Im fertig montierten Zustand ist dabei das Lötanschlußende, das zur elektrischen Befestigung auf einer entsprechenden Lötfläche einer Leiterplatte vorgesehen ist, senkrecht zum Steckkontaktende ausgebildet.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen elektrischen Steckverbinder liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, der möglichst universell einsetzbar und außerdem möglichst einfach herstellbar ist.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Steckverbinder zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Lötanschlußschenkel an einem Ende einstückig mit einem zweiten Lötanschlußschenkel verbunden ist, wobei der zweite Lötanschlußschenkel im wesentlichen senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel und parallel zum Kontaktschenkel entlang einer zweiten Außenseite des Gehäuses verläuft. Durch die Ausbildung des zweiten Lötanschlußschenkels, der senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel ausgerichtet ist, kann der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder wahlweise so auf der Leiterplatte befestigt werden, daß eine zur Leiterplattenachse parallele Steckrichtung oder eine zur Leiterplattenachse vertikale Steckrichtung für einen Anschlußstecker möglich ist.

Wird der elektrische Steckverbinder mit dem ersten Lötanschlußschenkel auf der Leiterplatte befestigt, so ist der Kontaktschenkel senkrecht zur Leiterplattenachse ausgerichtet, so daß ein korrespondierender Anschlußstecker in Steckrichtung vertikal zur Leiterplattenachse mit dem elektrischen Steckverbinder verbunden werden kann. Wird dagegen der elektrische Steckverbinder mit dem zweiten Lötanschlußschenkel auf der Leiterplatte befestigt, so ist eine Steckrichtung parallel zur Leiterplattenachse möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kontaktelements mit einem zweiten Lötanschlußschenkel hat sich somit die benötigte Typenanzahl der elektrischen Steckverbinder halbiert, ohne daß sich die zur Verfügung gestellte Variationsvielfalt verringert hat.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist auf der dem Gehäuse abgewandten Seite des ersten Lötanschlußschenkels und/oder des zweiten Lötanschlußschenkels mindestens ein Vorsprung zur elektrischen Kontaktierung mit der Leiterplatte ausgebildet. Die Ausbildung mindestens eines Vorsprunges zur elektrischen Kontaktierung ermöglicht es, daß nur eine punktuelle bzw. kleinflächige Verlötung anstelle einer vollflächigen Verlötung des entsprechenden Lötanschlußschenkels erfolgen muß. Vorzugsweise sind dabei sowohl am ersten Lötanschlußschenkel als auch am zweiten Lötanschlußschenkel mindestens zwei Vorsprünge zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen, wobei die Vorsprünge gleichmäßig verteilt über die Länge der Lötanschlußschenkel angeordnet sind. Dadurch wird ein Verkippen des Kontaktelements und damit auch des elektrischen Steckverbinders beim Aufsetzen auf die Leiterplatte verhindert.

Um ein ungewolltes Lösen des elektrischen Steckverbinders von der Leiterplatte beim Abziehen eines korrespondierenden Anschlußsteckers zu verhin dern, ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf der dem Gehäuse zugewandten Seite des zweiten Lötanschlußschenkels mindestens eine Rastnase und an der zweiten Außenseite des Gehäuses ein korrespondierender Rastvorsprung ausgebildet. Die Rastnase und der Rastvorsprung sind dabei so zueinander ausgerichtet, daß ein Abziehen des Gehäuses von dem Kontaktelement beim Abziehen eines Anschlußsteckers dadurch verhindert wird, daß der Rastvorsprung mit der Rastnase in Eingriff kommt.

Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder so ausgebildet, daß in dem Gehäuse eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet ist, so daß der elektrische Steckverbinder auch als Steckerleiste bezeichnet werden kann. Die einzelnen Kontaktschenkel können dabei entweder in durch Gehäusetrennwände voneinander getrennten Aufnahmeräumen oder in einem gemeinsamen Aufnahmeraum beabstandet voneinander angeordnet sein. An eine derartige Steckerleiste können dann mit einem Steckvorgang mit einer entsprechenden Anschlußsteckerleiste eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen an eine entsprechende Anzahl von Leiterbahnen einer Leiterplatte angeschlossen werden.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders, mit einer zur Veranschaulichung weggelassenen Seitenwand und
2 eine Ausführungsform eines Kontaktelements zur Verwendung in einem elektrischen Steckverbinder.
In der 1 ist ein elektrischer Steckverbinder 1 zur Oberflächenmontage auf einer – hier nicht dargestellten – Leiterplatte dargestellt, der ein Gehäuse 2 und eine Mehrzahl von Kontaktelementen 3 aufweist, wobei in der 1 lediglich ein Kontaktelement 3 dargestellt ist. Zur Darstellung des – in der 2 separat gezeigten – Kontaktelements 3 ist bei dem elektrischen Steckverbin der 1 gemäß 1 die äußere Seitenwand des Gehäuses 2 weggelassen worden.
Das Kontaktelement 3 weist einen Kontaktschenkel 4 und einen einstöckig damit verbundenen Lötanschlußschenkel 5 auf, wobei der Kontaktschenkel 4 und der Lötanschlußschenkel 5 senkrecht zueinander angeordnet sind. Der Kontaktschenkel 4, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Stiftkontakt ausgebildet ist, ebenso jedoch auch als beispielsweise tulpenförmiger Buchsenkontakt ausgebildet sein kann, ragt in einen von dem Gehäuse 2 gebildeten Aufnahmeraum 6 hinein, in den ein korrespondierender Anschlußstecker mit einem korrespondierenden Buchsenkontakt eingesteckt werden kann. Während der Kontaktschenkel 4 somit zur elektrischen Verbindung mit einem korrespondierenden Anschlußstecker dient, dient der Lötanschlußschenkel 5, der entlang einer ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 verläuft, zur elektrischen Verbindung des Kontaktelements 3 mit der Leiterbahn einer Leiterplatte. Wird der elektrische Steckverbinder 1 mit dem Lötanschlußschenkel 5 auf einer Leiterplatte befestigt, so ist der Kontaktschenkel 4 senkrecht zur Leiterplattenachse ausgerichtet, so daß ein korrespondierender Anschlußstecker vertikal zur Leiterplattenachse in den elektrischen Steckverbinder 1 eingesteckt werden kann.
Neben dem zuvor beschriebenen ersten Lötanschlußschenkel 5 weist das Kontaktelement 3 noch einen zweiten Lötanschlußschenkel 8 auf, der an einem Ende des ersten Lötanschlußschenkels 5 einstückig mit diesem verbunden ist. Der zweite Lötanschlußschenkel 8 ist parallel zum Kontaktschenkel 4 und senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel 5 ausgerichtet und verläuft entlang einer zweiten Außenseite 9 des Gehäuses 2. Wird nun der elektrische Steckverbinder 1 mit dem zweiten Lötanschlußschenkel 8 auf einer Leiterplatte befestigt, so weist der Steckverbinder 1 eine Steckrichtung parallel zur Leiterplattenachse auf, d. h. ein korrespondierender Anschlußstecker kann parallel zur Leiterplattenachse in das Gehäuse 2 des Steckverbinders 1 eingesteckt werden.
Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Kontaktelements 3 sind sowohl an dem ersten Lötanschlußschenkel 5 als auch dem zweiten Lötanschlußschenkel 8 jeweils zwei Vorsprünge 10 ausgebildet, die zur elektrischen Kontaktierung des Kontaktelements 3 mit einer Leiterbahn der Leiterplatte dienen. Durch die Ausbildung der Vorsprünge 10 sind somit die Bereiche der Lötanschlußschenkel 5 bzw. 8 festgelegt, an denen eine Verlötung des Kontaktelements 3 auf der Leiterplatte erfolgt.
Neben den beiden zuvor erwähnten Vorsprüngen 10 zur elektrischen Kontaktierung weisen die beiden Lötanschlußschenkel 5 und 8 jeweils noch einen weiteren Vorsprung 11 auf, der zur mechanischen Fixierung mit der Leiterplatte dient. Die beiden Vorsprünge 11 sind dabei jeweils an dem Ende der Lötanschlußschenkel 5 bzw. 8 ausgebildet, das von dem gemeinsamen Ende der beiden Lötanschlußschenkel 5, 8 entfernt ist, d. h. die beiden Vorsprünge 11 sind außenliegend angeordnet. Zur mechanischen Fixierung des Steckverbinders 1 auf einer Leiterplatte sind dann in der Leiterplatte zu den Vorsprüngen 11 korrespondierende Vertiefungen vorgesehen. Wie den Figuren entnehmbar ist, sind die Vorsprünge 10 und 11 gleichmäßig über die Länge des ersten Lötabschlußschenkels 5 bzw. des zweiten Lötanschlußschenkels 8 verteilt angeordnet, wodurch ein Verkippen des Kontaktelements 3 beim Aufsetzen auf eine Leiterplatte verhindert wird.
Da, wie zuvor bereits ausgeführt, der Kontaktschenkel 4 des Kontaktelements 3 in den Aufnahmeraum 6 des Gehäuses 2 hineinragt, während der erste Lötanschlußschenkel 5 entlang der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 verläuft, ist in der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 eine Bohrung 12 zur Durchführung des Kontaktschenkels 4 ausgebildet. An die Bohrung 12 schließt sich ein in den Aufnahmeraum 6 hineinragender Zapfen 13 an, durch den der Kontaktschenkel 4 und damit das Kontaktelement 3 fixiert wird. Hierzu weist der Kontaktschenkel 4 einen verbreiterten Fixierbereich 14 und der Zapfen 13 eine korrespondierende Innenkontur auf.
Eine zusätzliche Fixierung zwischen Gehäuse 2 und Kontaktelement 3 ist durch eine auf der dem Gehäuse 2 zugewandten Seite des zweiten Lötanschlußschenkels 8 ausgebildete Rastnase 15 und einen an der zweiten Außenseite 9 des Gehäuses 2 ausgebildeten korrespondierenden Rastvorsprung 16 gegeben. Die aus Rastnase 15 und Rastvorsprung 16 gebildete Fixiereinrichtung sorgt dafür, daß beim Abziehen eines Anschlußsteckers von dem Steckverbinder 1 das Gehäuse 2 nicht von dem Kontaktelement 3 mit abgezogen wird. Eine Bewegung des Gehäuses 2 entgegen der Steckrichtung wird nämlich dadurch verhindert, daß der Rastvorsprung 16 an der Rastnase 15 anliegt.
An der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 ausgebildete Rippen 17 und ein an der zweiten Außenseite 9 des Gehäuses 2 angeformter Vorsprung 18 dienen zur Abstützung des Gehäuses 2 auf einer Leiterplatte, so daß insbesondere beim Stecken oder Ziehen eines Anschlußsteckers eine Kippbewegung des Steckverbinders 1 verhindert wird. Bei dem in der 1 dargestellten elektrischen Steckverbinder 1, der eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Kontaktelementen 3 aufweist, und daher auch als Steckerleiste bezeichnet werden kann, ist der Aufnahmeraum 6 des ersten – einzigen hier dargestellten – Kontaktelements 3 durch eine Gehäusetrennwand 19 von dem dahinterliegenden Aufnahmeraum 6 sowie dem dahinter angeordneten Kontaktelement 3 getrennt.

Claims

Elektrischer Steckverbinder zur Oberflächenmontage auf Leiterplatten, mit einem Gehäuse (2) und mit mindestens einem Kontaktelement (3), wobei das Kontaktelement (3) einen Kontaktschenkel (4) und einen im wesentlichen senkrecht dazu angeordneten Lötanschlußschenkel (5) aufweist und wobei der Kontaktschenkel (4) in einen Aufnahmeraum (6) in dem Gehäuse (2) hineinragt und der Lötanschlußschenkel (5) entlang einer ersten Außenseite (7) des Gehäuses (2) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötanschlußschenkel (5) an einem Ende einstöckig mit einem zweiten Lötanschlußschenkel (8) verbunden ist, wobei der zweite Lötanschlußschenkel (8) im wesentlichen senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel (5) und parallel zum Kontaktschenkel (4) entlang einer zweiten Außenseite (9) des Gehäuses (2) verläuft.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gehäuse (2) abgewandten Seite des ersten Lötanschlußschenkels (5) und/oder des zweiten Lötanschlußschenkels (8) mindestens ein Vorsprung (10) zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gehäuse (2) abgewandten Seite des ersten Lötanschlußschenkels (5) und/oder des zweiten Lötanschlußschenkels (8) mindestens ein Vorsprung (11) zur mechanischen Fixierung mit einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (10, 11) gleichmäßig verteilt über die Länge des ersten Lötanschlußschenkels (5) bzw. des zweiten Lötanschlußschenkels (8) angeordnet sind.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktschenkel (4) im Bereich der Mitte des ersten Lötanschlußschenkels (5) angeordnet ist.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Außenseite (7) des Gehäuses (2) eine Bohrung (12) ausgebildet ist, durch die der Kontaktschenkel (4) in den Aufnahmeraum (6) im Gehäuse (2) hineinragt, wobei sich an die Bohrung (12) ein in den Aufnahmeraum (6) hineinragender Zapfen (13) anschließt, durch den der Kontaktschenkel (4) und damit das Kontaktelement (3) insgesamt an dem Gehäuse (2) fixiert ist.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gehäuse (2) zugewandten Seite des zweiten Lötanschlußschenkels (8) mindestens eine Rastnase (15) und an der zweiten Außenseite (9) des Gehäuses (2) ein korrespondierender Rastvorsprung (16) ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Außenseite (7) und/oder an der zweiten Außenseite (9) des Gehäuses (2) mindestens ein Vorsprung (18) ausgebildet ist.