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Die Erfindung betrifft eine Rundsteckverbinderbuchse für eine daran anordenbare Leiterplatte. In die Rundsteckverbinderbuchse ist ein Rundsteckverbinderstecker steckbar, wobei die Kontakte der Rundsteckverbinderbuchse mit Kontakten auf der Leiterplatte kontaktierbar sind.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Lösungen bekannt, Steckverbinder mit Leiterplatten zu kontaktieren. Meist werden Kontaktpins, Kontaktfahnen oder Litzen bzw. Adern des Steckverbinders auf Kontakte auf der Leiterplatte gesteckt oder gelötet, sodass diese in elektrisch leitfähigen Kontakt miteinander stehen. Die dafür notwendige Konfektionierung der Litzen oder Kontaktpins und das Stecken oder Löten der Litzen, Kontaktpins oder Kontaktfahnen an den Steckverbinder und an die Leiterplatte verursacht zusätzliche Arbeitsschritte, die fehleranfällig, zeitaufwändig und teuer sind. Zudem werden die Steckverbinder dadurch meist untrennbar mit der Platine verbunden.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine Steckverbinderbuchse bereitzustellen, die schnell und einfach mit einer Leiterplatte in elektrisch leitfähigen Kontakt bringbar ist, sodass ein fehlerfreier und sicherer Kontakt zwischen den Buchsenkontakten der Steckverbinderbuchse und den Kontakten bzw. Kontaktflächen der Leiterplatte herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine Rundsteckverbinderbuchse für eine daran anordenbare Leiterplatte vorgeschlagen. Die Rundsteckverbinderbuchse weist an einer von ihrer Steckseite abgewandten Rückseite ein Leiterplattenkontaktelement auf, das zumindest einen vorzugsweise eine Reihe von Federkontakten ausbildet. Durch den zumindest einen Federkontakt ist jeweils ein Buchsenkontakt der Rundsteckverbinderbuchse mit jeweils einer Kontaktfläche (Kontaktpad) der Leiterplatte elektrisch leitfähig verbindbar. Der Buchsenkontakt bzw. die Buchsenkontakte der Rundsteckverbinderbuchse sind in einem im Wesentlichen zylinderförmigen Buchsenkontaktkörper angeordnet.
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Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, einen solchen Rundsteckverbinder an einem Gehäuse bzw. einer Gehäusewand eines Gehäuses als Einbausteckverbinder festzulegen, während die Leiterplatte im Gehäuse montiert wird.
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Der Federkontakt wirkt im mit der Leiterplatte kontaktierten Zustand federnd auf die Leiterplatte, sodass der Federkontakt durch seine Federkraft auf die Leiterplatte bzw. die Kontaktpads, die an der Oberfläche der Leiterplatte angeordnet sind, gepresst wird und einen elektrisch leitenden Kontakt mit ihr ausbildet.
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Bei einer vorteilhaften Ausbildungsform, liegt ein weiterer Federkontakt des Leiterplattenkontaktelements dem Federkontakt gegenüber. Die Federkontakte sind voneinander beabstandet, sodass die Leiterplatte ihrer Dicke nach zwischen dem ersten Federkontakt und dem weiteren Federkontakt anordenbar ist. Der eine Federkontakt ist an der Kontaktfläche auf einer Oberseite der Leiterplatte und der weitere Federkontakt an einer weiteren Kontaktfläche auf einer Unterseite der Leiterplatte zur Anlage bringbar. Die Federkraft eines jeweiligen Federkontakts drückt den Federkontakt federnd gegen jeweils eine Kontaktfläche der Leitplatte. Die Federkräfte zweier gegenüberliegender Federkontakte sind entgegengesetzt zueinander orientiert, sodass eine Leiterplatte von den Federkräften zweier gegenüberliegender Federkontakte zentriert und geklemmt wird.
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Die Rundsteckverbinderbuchse umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Rundsteckverbinderbuchsengehäuse. Das Rundsteckverbinderbuchsengehäuse weist zumindest ein Befestigungsmittel und/oder ein Ausrichtmittel zur Ausrichtung und Montage an einem Gehäuse auf. Ferner ist ein Teil des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses als Montageflansch ausgebildet auf dem das Befestigungsmittel und/oder ein Ausrichtmittel angeordnet ist.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Rundsteckverbinderbuchsengehäuse zumindest zwei Befestigungsmittel und/oder Ausrichtmittel auf, wobei die Befestigungsmittel und/oder Ausrichtmittel auf dem Rundsteckverbinderbuchsengehäuse asymmetrisch angeordnet sind, sodass die Rundsteckverbinderbuchse in einer vorbestimmten Orientierung an dem Gehäuse an korrespondierenden, gehäuseseitigen Befestigungspunkten befestigbar ist.
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Das Befestigungsmittel und das Ausrichtmittel sind vorteilhafterweise integral z. B. als ein Langloch im Montageflansch ausgebildet. Durch ein Loch bzw. ein Langloch ist das Rundsteckverbinderbuchsengehäuses durch Schrauben an einem Gehäuse positionsverschieblich befestigbar. Somit, ist z. B. durch eine gleiche Orientierung und geeignete Positionierung aller Langlöcher die Ausrichtung des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses gegenüber dem Gehäuse in eine definierte Richtung realisierbar, um dadurch systembedingten und montagebedingte Toleranzen abzufangen.
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Das Leiterplattenkontaktelement ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung in einer ersten Führung gelagert, sodass das Leiterplattenkontaktelement in eine erste Richtung gegenüber dem Rundsteckverbinderbuchsengehäuse verschiebbar ist. Ferner ist das Leiterplattenkontaktelement zusätzlich oder alternativ in einer zweiten Führung in eine zweite Richtung verschiebbar. Die zweite Richtung liegt orthogonal zu der ersten Richtung, sodass durch eine Kombination der Verschiebbarkeit in eine erste und eine zweite Richtung das Leiterplattenkontaktelement in einer Ebene neu anordenbar ist um Toleranzen gegenüber der Leiterplatte auszugleichen. Die Verschiebbarkeit in der ersten und/oder zweiten Führung ist durch jeweilige Anschläge begrenzbar, sodass eine maximale Verschiebung vorgebbar ist. Ferner ist zusätzlich oder alternativ das Leiterplattenkontaktelement in einer dritten Führung um eine Mittelachse der Rundsteckverbinderbuchse drehbar gelagert, sodass die Orientierung der Federkontakte auf eine Orientierung der Leiterplatte anpassbar ist.
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Die Führung bzw. die Führungen sind in einer vorteiligen Weiterbildung von einer elastischen Dichtmanschette umgeben, sodass ein Inneres der Rundsteckverbinderbuchse vor Fremdstoffen und insbesondere Feuchtigkeit geschützt ist.
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Das Rundsteckverbinderbuchsengehäuse bildet bei einer Ausbildungsform ein M16 Innengewinde zur Befestigung eines Rundsteckverbindersteckers aus. Das Innengewinde ist um den Kontaktkörper der Rundsteckverbinderbuchse angeordnet und hüllt den Kontaktkörper in radialer Richtung ein.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der zumindest eine Federkontakt hakenförmig bzw. löffelförmig und mit einer Kontaktkuppe ausgebildet. Die Kontaktkuppe weist einen Kontaktbereich am Scheitelpunkt des hakenförmigen Federkontakts auf, mit dem der Federkontakt an der Kontaktfläche mit der Leiterplatte kontaktierbar ist. Der Federkontakt hat im Wesentlichen fünf Abschnitte, einen Befestigungsabschnitt mit dem er an dem Leiterplattenkontaktelement fixiert ist, einen Innenkontaktabschnitt in dem der Federkontakt elektrisch leitend mit dem Buchsenkontakt kontaktiert ist, den Kontaktabschnitt mit dem Kontaktbereich sowie einen Abschnitt erster Steigung und einen Abschnitt zweiter Steigung, die die hakenform des Federkontakts bestimmen. Zur Fixierung des Federkontakts an dem Leiterplattenkontaktelement ist der Federkontakt an dem Befestigungsabschnitt mit dem Leiterplattenkontaktelement verkleb- oder vergießbar.
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Der Federkontakt ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung jeweils über einen Schleifkontakt und/oder eine Litze mit dem Buchsenkontakt elektrisch leitfähig verbunden. Bei einer Drehbarkeit des Leiterplattenkontaktelements um eine Mittelachse, sind zwischen Leiterplattenkontaktelement und dem Buchsenkontaktkörper Schleifkontakte ausbildbar, sodass eine Drehbarkeit bei ständigem elektrisch leitfähigem Kontakt zwischen Federkontakt und Buchsenkontakt gegeben ist. Die Federkontakte sind dabei so ausbildbar, dass sie auf verschiedenen Schleifringen des Schleifkontakts liegen, also in Radialrichtung zueinander versetzt sind.
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Die Federkontakte einer ersten Vielzahl bzw. Gruppe von Federkontakten sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform auf einer ersten Ebene des Leiterplattenkontaktelements benachbart zueinander angeordnet und ihnen gegenüber ist jeweils ein Federkontakt einer zweiten Vielzahl bzw. Gruppe von Federkontakten auf einer zweiten, zu der ersten Ebene parallelen Ebene des Leiterplattenkontaktelements benachbart zueinander angeordnet. Die Federkontakte der beiden Ebenen bzw. der beiden Gruppen sind direkt oder zueinander versetzt gegenüberliegt. Die Federkontakte der ersten Vielzahl bzw. Gruppe von Federkontakten und der zweiten Vielzahl bzw. Gruppe von Federkontakten sind jeweils mit einem Buchsenkontakt in dem Buchsenkontaktkörper elektrisch leitend verbunden. Die erste und die zweite Vielzahlen bzw. Gruppen von Federkontakten entsprechen in ihrer Gesamtzahl der Anzahl der Buchsenkontakte.
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Vorteilhafterweise ist mit den Federkontakten der ersten und/oder der zweiten Vielzahl von Federkontakten ein Blindkontakt anordenbar, der wie ein Federkontakt ausgeformt ist jedoch keinen elektrisch leitfähigen Kontakt herstellt, nicht mit einem Buchsenkontakt verbunden ist und eine mechanisch stabilisierende Wirkung auf die Leiterplatte hat.
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Erfindungsgemäß wird ferner eine Rundsteckverbinderbuchse mit einer daran angeordneten Leiterplatte vorgeschlagen. Die Leiterplatte ist mit ihrer Dickenrichtung zwischen den Federkontakten angeordnet, sodass die Federkontakte mit ihren Kontaktbereichen auf Kontaktflächen der Leiterplatte in elektrisch leitfähigem Kontakt sind.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht hierbei vor, dass die Kontaktfläche der Leiterplatte breiter und länger ausgebildet ist als ein Kontaktbereich des Federkontakts, mit dem der Federkontakt an der Kontaktfläche anliegt. Desweiteren weist die Kontaktfläche entlang ihrer Längsachse alternativ oder zusätzlich eine Einsenkung, Nut oder Kerbe zur Zentrierung des Federkontakts auf der Kontaktfläche auf. Durch die Zentrierung und die Stützkräfte die von den Seitenbereichen der Einsenkung, Nut oder Kerbe auf den jeweils anliegenden Federkontakt gebracht werden, liegt dieser sicher und kontaktierend an und wird bei der Montage automatisch auf die Kontaktfläche geführt.
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Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Rundsteckverbinderbuchse von schräg vorn;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Rundsteckverbinderbuchse von schräg hinten;
- 3 eine Vorderansicht einer Rundsteckverbinderbuchse;
- 4 eine Rückansicht einer Rundsteckverbinderbuchse;
- 5 eine erste Schnittansicht durch eine Rundsteckverbinderbuchse;
- 6 eine zweite Schnittansicht durch eine Rundsteckverbinderbuchse.
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Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
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In 1 ist eine Rundsteckverbinderbuchse 1 gezeigt, deren Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 einen im Wesentlichen quadratischen Montageflansch 20 aufweist. Die Langlöcher 13, von denen jeweils eins in einer Ecke des Montageflansches 20 angeordnet ist, dienen der Befestigung der Rundsteckverbinderbuchse 1 mit dem Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 an einem Gehäuse. Der rückseitige Teil des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 mit dem Leiterplattenkontaktelement 10 liegt bei einer bestimmungsgemäßen Montage im Inneren des Gehäuses in dem auch eine Leiterplatte angeordnet ist, die bei bestimmungsgemäßer Montage mit dem Leiterplattenkontaktelement 10 kontaktiert ist. Zur Kodierung der Orientierung des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 bei der Montage bildet der Montageflansch 20 durch ein weiteres Langloch 25 ein asymmetrisches Bohr- bzw. Befestigungsbild aus. Die Orientierung der Rundsteckverbinderbuchse 1 ist durch das weitere Langloch 25 festgelegt, sodass die Rundsteckverbinderbuchse 1 nur in einer vorbestimmten, bestimmungsgemäßen Lage einbaubar ist. Die Langlöcher 13 und das weitere Langloch 25 sind mit ihrer Längsachse parallel ausgerichtet, sodass die Rundsteckverbinderbuchse 1 in Richtung der Längsachse verschiebbar ist, wodurch Toleranzen der Rundsteckverbinderbuchse 1 und der Kontaktierung des Leiterplattenkontaktelements 10 mit der Leiterplatte bei der Montage ausgeglichen werden. Die Buchsenkontakte 15 sind im Wesentlichen ringförmig auf der Steckseite des Buchsenkontaktkörpers 21 angeordnet, wobei ein Rundsteckverbinderstecker nur in einer durch die Kodiernut 22 festgelegten Lage mit den Buchsenkontakten 15 kontaktierbar ist.
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Die Darstellung der Rundsteckverbinderbuchse 1 in 2 entspricht der Rückansicht der Rundsteckverbinderbuchse 1 aus 1. Auf der Rückseite des Montageflansches 20 ist um den rückseitigen Teil des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 ein Dichtring 23 angeordnet. Wird bei der Montage der Rundsteckverbinderbuchse 1 durch Schrauben, die durch die Langlöcher 13, 25 hindurch mit dem Gehäuse verschraubt werden, ein Druck auf den Montageflansch 20 aufgebracht, stellt die Flächenpressung zwischen Montageflansch 20 und dem Gehäuse auf den Dichtring 23 Dichtigkeit her, sodass das Innere des Gehäuses vor dem Eindringen von Fremdkörpern und Feuchtigkeit geschützt ist. An dem rückseitigen Teil des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 ist das Leiterplattenkontaktelement 10 angeordnet. Es besteht im Wesentlichen aus drei Abschnitten. Einem ersten Abschnitt mit dem es an dem Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 befestigt ist und zwei parallel Isolierstegen, die sich entlang der Federkontakte 11 erstrecken. Die acht Federkontakte 11 sind in zwei sich gegenüberliegenden Gruppen von jeweils vier Federkontakten 11 angeordnet. Jeweils eine Gruppe der Federkontakte 11 ist einem Isoliersteg zugeordnet. Die Isolierstege bilden jeweils für jeden Federkontakt 11 ihrer Gruppe von Federkontakten 11 eine Nut aus, aus der die Federkontakte jeweils mit den Kontaktkuppen bzw. Kontaktbereichen 14 ohne zwischengeklemmte Leiterplatte hervorstehen und in die die Federkontakte 11 bei der Montage bzw. dem Einschieben der Leiterplatte weiter hineingedrückt werden. Durch die Seitenwände, durch die die Nuten zur Seite hin begrenzt sind, wird ein Kurzschlussschutz ausgebildet, da die Federkontakte 11 beim Verschieben der Leiterplatte orthogonal zu der Steckrichtung durch die Begrenzung ihrer Bewegung in diese Richtung durch die Seitenwände nicht miteinander in Kontakt treten. Durch eine Abschrägung der jeweiligen Isolierstege, bilden diese gemeinsam mit dem Abschnitt zweiter Steigung der Federkontakte 11 eine Zwangsführung mit Zentrierung für die Leiterplatten aus, sodass diese bei der Montage automatisch in die bestimmungsgemäß Position geführt sind. Die Kontaktflächen auf der Leiterplatte sind jeweils in einer Breite ausbildbar, die im Wesentlichen dem Abstand zwischen zwei benachbarten Kontaktfedern 11 einer Gruppe von Kontaktfedern 11 entspricht, wodurch sich eine Toleranz für die Kontaktierung in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Langlöcher 13, 25 ergibt.
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3 zeigt eine Vorderansicht einer Rundsteckverbinderbuchse 1, sodass das Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 mit den Langlöchern 13 auf dem Montageflansch 20, der Teil des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 ist, gezeigt ist. Die Vorderansicht entspricht der Steckseite der Rundsteckverbinderbuchse 1.
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Die vier Langlöcher 13 sind in ihrer Längsrichtung gleich Orientiert, sodass die Rundsteckverbinderbuchse 1 in Richtung der Längsrichtung verschiebbar ist. Der Buchsenkontaktkörper 21 weist acht Buchsenkontakte 15 und eine Kodiernut 22 auf. Durch die Kodiernut 22 ist der Rundsteckverbinderstecker nur in einer Orientierung mit den Buchsenkontakten 15 in Kontakt bringbar.
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Die Rundsteckverbinderbuchse 1 ist in 4 in einer Rückansicht dargestellt, sodass das Leiterplattenkontaktelement 10 auf der Rückseite gezeigt ist. Das Leiterplattenkontaktelement 10 bildet korrespondierend zu jedem Buchsenkontakt 15 einen Federkontakt 11 aus, wobei die oberen vier Federkontakte 11 in einer ersten. Gruppe und einer der ersten Gruppe gegenüberliegenden zweiten Gruppe von ebenfalls vier Federkontakten 11 angeordnet sind. Ein Federkontakt 11 der ersten Gruppe liegt jeweils ein Federkontakt 11 der zweiten Gruppe gegenüber, sodass zwischen den Federkontakten 11 eine Leiterplatte anordenbar ist. Zur Abdichtung eines Inneren des Gehäuses bei der Montage der Rundsteckverbinderbuchse 1 an einem Gehäuse ist an der Rundsteckverbinderbuchse 1 ein Dichtring 23 angeordnet, der den Montageflansch 20 gegenüber einer Gehäuseaußenfläche bei bestimmungsgemäßer Montage abdichtet.
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5 stellt die Rundsteckverbinderbuchse 1 in einer Schnittansicht dar, sodass durch das Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 mit dem Montageflansch 20, den Dichtring 23 und den Buchsenkontaktkörper 21 geschnitten ist. Durch die Schnittansicht sind zwei Buchsenkontakte 15 in ihrer Seitenansicht gezeigt. Der Buchsenkontaktkörper 21 hat an seinem rückseitigen Ende einen in Radialrichtung umlaufenden Vorsprung ausgebildet, mit dem er an einem in Radialrichtung nach innenweisenden Vorsprung des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 anliegt. Der Buchsenkontaktkörper 21 liegt in Radialrichtung an dem Rundsteckverbinderbuchsengehäuse 12 an, sodass er in Radialrichtung fixiert ist. Orthogonal zu der Radialrichtung ist der Buchsenkontaktkörper 21 durch das aneinander Anliegen der umlaufenden Vorsprünge und durch einen Sicherheitsring 24 fixiert, der in den Buchsenkontaktkörper 21 eingreift und an der dem Vorsprung des Buchsenkontaktkörpers 21 gegenüberliegenden Seite des Vorsprungs des Rundsteckverbinderbuchsengehäuses 12 anliegt. An der rückseitigen Seite des Buchsenkontaktkörpers 21 ist das Leiterplattenkontaktelement 10 mit den Federkontakten 11 angeordnet.
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An den Punkten an denen sich zwei gegenüberliegende Federkontakte 11 am nächsten sind, befindet sich jeweils der Scheitelpunkt, an dem sie den Kontaktbereich 14 ausbilden. Das M16 Innengewinde 16 erstreckt sich über einen Teil der Länge des Buchsenkontaktkörpers 21 und umhüllt es über einen Teil der Länge in Radialrichtung.
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6 zeigt eine Rundsteckverbinderbuchse 1 in einer Schnittansicht ähnlich zu der Schnittansicht aus 5, wobei statt des Buchsenkontaktkörpers 21 das Leiterplattenkontaktelement 10 geschnitten dargestellt ist. Auf dem Buchsenkontaktkörper 21 ist durch die nicht geschnittene Darstellung die Kodiernut 22 aus einer seitlichen Darstellung zu sehen. Durch die Schnittdarstellung des Leiterplattenkontaktelements 10 sind vier der fünf Abschnitte der Federkontakte 11 zu erkennen. Der Befestigungsabschnitt ragt aus dem Leiterplattenkontaktelement 10 und ist mit ihm vergossen, sodass der Federkontakt 11 an dem Leiterplattenkontaktelement 10 fixiert ist. Der Befestigungsabschnitt geht jeweils in einen Abschnitt erster Steigung über, der über die Kontaktkuppe mit dem Kontaktbereich 14 in einen Abschnitt mit zweiter Steigung übergeht. Die zweite Steigung ist entgegengesetzt zur ersten Steigung und steiler als diese ausgebildet. Der Bereich zweiter Steigung bildet zusammen mit der Form des Leiterplattenkontaktkörpers eine Führung aus, sodass die Leiterplatte beim Kontaktieren mit der Rundsteckverbinderbuchse 1 in ihre bestimmungsgemäße Position geführt und zentriert wird.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise könnte die Rundsteckverbinderbuchse weitere Kontaktelemente aufweisen, mit dem ein Teil der Buchsenkontakte über die Kontaktelemente und Litzen mit anderen Bauteilen und/oder anderen Kontakten auf der Leiterplatte kontaktierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rundsteckverbinderbuchse
- 10
- Leiterplattenkontaktelement
- 11
- Federkontakt
- 12
- Rundsteckverbinderbuchsengehäuse
- 13
- Langloch
- 14
- Kontaktbereich
- 15
- Buchsenkontakt
- 16
- Innengewinde
- 20
- Montageflansch
- 21
- Buchsenkontaktkörper
- 22
- Kodiernut
- 23
- Dichtring
- 24
- Sicherheitsring
- 25
- Langloch
