DE102012009272A1

DE102012009272A1 - Steckbuchse

Info

Publication number: DE102012009272A1
Application number: DE201210009272
Authority: DE
Inventors: Mario Tolj; Thomas Engel
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Erni Production & Co Kg De GmbH
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-12
Also published as: DE102012009272B4

Abstract

Eine Steckbuchse umfasst ein Federelement, das ein Basiselement aufweist. Das Basiselement weist an einer ersten Kante mindestens eine erste Federzunge auf, die mit dem Basiselement einen ersten Winkel von weniger als 90° bildet. Weiterhin weist das Basiselement an einer zweiten Kante, die der ersten Kante gegenüberliegt, mindestens eine zweite Federzunge auf, die mit dem Basiselement einen zweiten Winkel von weniger als 90° bildet. An einer dritten Kante, welche mit der ersten Kante und mit der zweiten Kante jeweils einen Winkel von 90° bildet, weist das Basiselement mindestens ein Einpresselement auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckbuchse, die eine sichere Kontaktierung eines Kontaktstiftes ermöglicht.
Stand der Technik
Im modernen Automobil ist es notwendig, verschiedene Bauteile und auch Kabel mit Leiterplatten zu verbinden. Hierzu werden Steckbuchsen auf einer Leiterplatte befestigt, welche Federelemente enthalten.
Aus der US 4,734,064 ist bereits eine elektrische Steckbuchse bekannt, bei der ein inneres, gegebenenfalls aus Blech bestehendes Teil mehrere durch Schlitze getrennte, längs eines Umfangs angeordnete Zungen aufweist, zwischen die ein Steckstift einsteckbar ist. Außen ist dieses Bauteil von einer Hülse umgeben, deren Außenrand nach innen umgebogen ist.
Die EP 2 187 480 A2 beschreibt eine Steckbuchse für Leiterplatten, die ein mittleres Ringelement aus Blech enthält, an dessen einer Seite Kontaktstifte ausgebildet sind, mit deren Hilfe die Steckbuchse mit einer Leiterplatte verbunden werden kann. An der gegenüberliegenden Seite enthält die Steckbuchse eine Vielzahl von Kontaktzungen, die durch Schlitze voneinander getrennt sind und in Richtung auf ihr freies Ende konvergieren. Sie bilden zwischen sich einen Durchgang in den ein Steckstift eingesteckt werden kann, an dessen Außenseite die Kontaktzungen dann anliegen.
Beiden bekannten Steckbuchsen ist gemein, dass ein in diese eingesteckter Steckstift nur von den Enden der Federzungen kontaktiert wird, sodass kein sicheres Einklemmen des Steckstiftes in der Steckbuchse möglich ist. Vielmehr kann ein Steckstift sich in den bekannten Steckbuchsen verschieben. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckbuchse bereitzustellen, welche einen Steckstift besonders sicher einklemmen kann.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Steckbuchse umfasst ein Federelement, das ein Basiselement aufweist. Diese kann beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Das Basiselement weist an einer ersten Kante mindestens eine erste Federzunge auf, die mit dem Basiselement einen ersten Winkel von weniger als 90° bildet. An einer zweiten Kante, die der ersten Kante gegenüberliegt, weist das Basiselement mindestens eine zweite Federzunge auf, die mit dem Basiselement einen zweiten Winkel von weniger als 90° bildet. An einer dritten Kante, welche mit der ersten Kante und mit der zweiten Kante jeweils einen Winkel von 90° bildet, weist das Basiselement mindestens ein Einpresselement auf. Im Gegensatz zu bekannten Steckbuchsen, welche einen in diese eingebrachten Steckstift jeweils nur mit dem Ende ihrer Federzungen kontaktieren, klemmt die erfindungsgemäße Steckbuchse den Steckstift ein, indem er mit den Seitenflächen der ersten Federzungen und der zweiten Federzungen gegen das Basiselement gedrückt wird. Hierdurch wird eine große Kontaktfläche zwischen dem Federelement und dem Kontaktstift erzeugt, was ein unbeabsichtigtes Lockern des Kontaktstiftes durch Erschütterungen verhindert.
Um ein sicheres Einklemmen des Kontaktstiftes zu gewährleisten und zudem eine einfache Herstellbarkeit des Federelements zu erreichen, sind der erste Winkel und der zweite Winkel vorzugsweise gleich groß.
Bevorzugt weist das Basiselement mehrere erste Federzungen und mehrere zweite Federzungen auf. Hierdurch wird eine Redundanz der Federelemente erzeugt, sodass auch beim Ausfall eines Federelements, beispielsweise durch Korrosion, noch eine hinreichende Kontaktierung des Steckstifts gewährleistet ist. Durch Anzahl und Breite der Federzungen kann die Kraft, mit der ein Steckstift in dem Federelement eingeklemmt werden kann, eingestellt werden.
Jede Federzunge ist bevorzugt mittels eines gekrümmten Abschnitts mit dem Basiselement verbunden. Dies ermöglicht eine Deformation der Federzungen bei Einbringen des Kontaktstiftes ohne das Risiko, dass diese brechen könnten.
Um eine besonders sichere Befestigung der Steckbuchse auf einer Leiterplatte zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass das Basiselement nicht nur an seiner dritten Kante mindestens ein Einpresselement aufweist, sondern dass es außerdem an der ersten Kante ein erstes Befestigungselement aufweist, das mit dem Basiselement einen dritten Winkel bildet und welches mindestens ein weiteres Einpresselement aufweist. Um eine gute Verteilung der auf das Federelement einwirkenden Kräfte auf die Leiterplatte zu ermöglichen, ist es besonders bevorzugt, dass der dritte Winkel größer als der erste Winkel ist. Weiterhin ist es besonders bevorzugt, dass das Basiselement nicht nur ein erstes Befestigungselement an der ersten Kante aufweist, sondern zusätzlich an der zweiten Kante ein zweites Befestigungselement aufweist, das mit dem Basiselement einen vierten Winkel bildet und welches ebenfalls mindestens ein Einpresselement aufweist. Ganz besonders bevorzugt ist der vierte Winkel größer als der zweite Winkel. Um eine einfache Fertigung des Federelements zu ermöglichen und die einwirkenden Kräfte gleichmäßig auf beide Befestigungselemente zu verteilen, ist es schließlich weiterhin bevorzugt, dass der dritte Winkel und der vierte Winkel gleichgroß sind. Weiterhin erleichtert es die Fertigung des Federelements in vorteilhafter Weise, wenn die Krümmung der gekrümmten Abschnitte der Befestigungselemente und die Krümmung der gekrümmten Abschnitte der Federelemente gleich sind.
Vorzugsweise weist mindestens ein Einpresselement des Federelements eine flexible Einpresszone auf. Besonders bevorzugt weisen alle Einpresselemente flexible Einpresszonen auf.
Das Federelement ist vorzugsweise in einem Isolationskörper angeordnet. Dieser kann beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen. Der Isolationskörper kann an seiner Außenseite mindestens ein Rastelement aufweisen, um ihn in einem Gehäuse zu verrasten. Er weist an einem Ende eine Öffnung auf, welche die Einführung eines Kontaktstifts in das Federelement ermöglicht. An seinem anderen Ende weist er vorzugsweise Führungselemente auf, welche parallel zu dem mindestens einen Einpresselement angeordnet sind. Diese ermöglichen eine sichere Führung bzw. Zentrierung der Steckbuchse auf einer Leiterplatte.
Eine besonders sichere Befestigung der Steckbuchse auf einer Leiterplatte wird vorteilhafterweise erhalten, wenn der Isolationskörper einen Befestigungsbereich aufweist, welcher von Einpresselementen und/oder Führungselementen umgeben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine Ausführungsform der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Federelements einer Steckbuchse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine andere Seitenansicht des Federelements gemäß 1.
3 zeigt noch eine andere Seitenansicht des Federelements gemäß 1.
4 zeigt eine Aufsicht auf das Federelement gemäß 1.
5 zeigt eine Ansicht des Federelements gemäß 1 von unten.
6 zeigt das Federelement gemäß 1, welches in eine Leiterplatte eingepresst ist.
7 ist eine isometrische Darstellung einer Steckbuchse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche in eine Leiterplatte eingepresst ist.
8 ist eine andere isometrische Darstellung der Steckbuchse gemäß 7, welche in eine Leiterplatte eingepresst ist.
9 ist eine Ansicht einer Leiterplatte, in welche eine erfindungsgemäße Steckbuchse eingepresst ist, von der der Steckbuchse abgewandten Seite.
Ausführungsbeispiel der Erfindung
Eine Steckbuchse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Federelement 1, wie es in den 1 bis 5 dargestellt ist. Dieses besteht aus einem im Wesentlichen rechteckigen Basiselement 11, welches in seinen beiden längeren Kanten jeweils drei Ausnehmungen aufweist. Das Basiselement 11 weist an seiner ersten Kante drei erste Federzungen 121, 122, 123 auf, die mit dem Basiselement 11 einen ersten Winkel α von 60° bilden (siehe 4). An seiner zweiten Kante, die der ersten Kante gegenüberliegt, weist das Basiselement 11 drei zweite Federzungen 131, 132, 133 auf, die mit dem Basiselement einen zweiten Winkel β von ebenfalls 60° bilden. Die dritte Kante des Basiselements 11, welche mit der ersten Kante und der zweiten Kante jeweils einen Winkel von 90° bildet, weist drei Einpresselemente 141, 142, 143 mit flexiblen Einpresszonen auf. An der ersten Kante und der zweiten Kante weist das Basiselement 11 jeweils ein Befestigungselement 15, 16 auf. Der Winkel γ zwischen dem Basiselement 11 und dem ersten Befestigungselement 15, sowie der Winkel δ zwischen dem Basiselement 11 und dem zweiten Befestigungselement 16, beträgt jeweils 73° (siehe 5). Jedes Befestigungselement weist jeweils drei Einpresselemente 144, 145, 146, 147, 148, 149 mit flexiblen Einpresszonen auf. Jede Federzunge 121, 122, 123, 131, 132, 133 ist mittels eines gekrümmten Abschnitts 121a, 122a, 123a, 131a, 132a, 133a mit dem Basiselement 11 verbunden, und jedes Befestigungselement 15, 16 ist mittels eines gekrümmten Abschnitts 15a, 16a mit dem Basiselement 11 verbunden. Die Krümmung aller gekrümmten Abschnitte 121a, 122a, 123a, 131a, 132a, 133a, 15a, 16a ist gleich. Das Federelement 1 besteht aus Bronze und kann durch Ausstanzen aus einem Bronzeblech und anschließendes Falzen hergestellt werden.
6 zeigt wie ein Kontaktstift 3, an dem ein Kabel angecrimpt werden kann, oder auch eine Leiterplatte gekoppelt werden kann, von dem Federelement 1 eingeklemmt werden kann, wobei die sechs Federzungen 131, 132, 133, 141, 142, 143 den Stift 3 gegen das Basiselement 11 pressen. Weiterhin ist dargestellt, wie das Federelement 1 mittels der Einpresselemente 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149 in eine Leiterplatte 4 eingepresst werden kann. In 7 ist dargestellt, wie das Federelement 1 von einem Isolationskörper 2 umschlossen wird, um die erfindungsgemäße Steckbuchse zu bilden. Dieser Isolationskörper 2 besteht aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff und ist in seiner Form der Form des Federelements 1 nachgebildet. Dadurch hat er einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken. An der Seite, welche an das Basiselement 11 des Federelements 1 anliegt, weist der Isolationskörper 2 drei Rastelemente 211, 212, 213 auf, mit welchen er in ein Gehäuse verrastet werden kann. An seiner Oberseite weist der Isolationskörper 2 eine kreisförmige Öffnung zum Einführen des Kontaktstiftes 3 auf. An seinen drei abgerundeten Ecken weist der Isolationskörper 2 jeweils einen Führungszapfen 221, 222, 223 auf. In den 8 und 9 ist gezeigt, wie die Einpresselemente 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149 und die Führungszapfen 221, 222, 223 der Steckbuchse diese mit der Leiterplatte 4 verbinden. Dabei schließen die Einpresselemente 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149 und die Führungselemente 221, 222, 223 einen im Wesentlichen trapezförmigen Befestigungsbereich 23 ein, wodurch auf die Steckbuchse wirkende Kräfte gleichmäßig auf die Leiterplatte verteilt werden. Die Steckbuchse gemäß der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann somit sicher an einer Leiterplatte 4 befestigt werden und ermöglicht gleichzeitig einen sicheren und festen Halt eines Kontaktstiftes 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4734064 [0003]
EP 2187480 A2 [0004]

Claims

Steckbuchse, umfassend ein Federelement (1), das ein Basiselement (11) aufweist, wobei – das Basiselement (11) an einer ersten Kante mindestens eine erste Federzunge (121 122, 123) aufweist, die mit dem Basiselement (11) einen ersten Winkel α von weniger als 90° bildet, – das Basiselement (11) an einer zweiten Kante, die der ersten Kante gegenüberliegt, mindestens eine zweite Federzunge (131, 132, 133) aufweist, die mit dem Basiselement (11) einen zweiten Winkel β von weniger als 90° bildet, und – das Basiselement (11) an einer dritten Kante, welche mit der ersten Kante und mit der zweiten Kante jeweils einen Winkel von 90° bildet, mindestens ein Einpresselement (141, 142, 143) aufweist.
Steckbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel α und der zweite Winkel β gleich groß sind.
Steckbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (11) mehrere erste Federzungen (121 122, 123) und mehrere zweite Federzungen (131, 132, 133) aufweist.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Federzunge (121, 122, 123, 131, 132, 133) mittels eines gekrümmten Abschnitts (121a, 122a, 123a, 131a, 132a, 133a) mit dem Basiselement (11) verbunden ist.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement an der ersten Kante ein erstes Befestigungselement (15) aufweist, das mit dem Basiselement (11) einen dritten Winkel γ bildet und welches mindestens ein Einpresselement (144, 145, 146) aufweist.
Steckbuchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Winkel γ größer als der erste Winkel α ist.
Steckbuchse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (11) an der zweiten Kante ein zweites Befestigungselement (16) aufweist, das mit dem Basiselement (11) einen vierten Winkel δ bildet und welches mindestens ein Einpresselement (147, 148, 149) aufweist.
Steckbuchse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Winkel δ größer als der zweite Winkel β ist.
Steckbuchse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Winkel γ und der vierte Winkel δ gleich groß sind.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Befestigungselement (15, 16) mittels eines gekrümmten Abschnitts (15a, 16a) mit dem Basiselement (11) verbunden ist.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einpresselement (141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149) des Federelements (1) eine flexible Einpresszone aufweist.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) in einem Isolationskörper (2) angeordnet ist.
Steckbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (2) mindestens ein Rastelement (211, 212, 213) aufweist.
Steckbuchse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (2) Führungselemente (221, 222, 223) ausweist, welche parallel zu dem mindestens einen Einpresselement (141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149) angeordnet sind.
Steckbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskörper (2) einen Befestigungsbereich (23) ausweist, welcher von Einpresselementen (141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149) und/oder Führungselementen (221, 222, 223) umgeben ist.