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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine umspritzte Kontaktanordnung und ein Verfahren zur Verwendung in einem elektrischen Steckverbinder. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine umspritzte Kontaktanordnung zur Verwendung in einem Kopfstück oder dergleichen.
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Viele elektrische Steckverbinder weisen Stifte oder andere Kontakte auf, die sich durch das Gehäuse der Steckverbinder erstrecken. Die Anschlüsse haben ein erstes Ende, das für den Eingriff mit den Anschlüssen eines Gegensteckverbinders freiliegt, und ein zweites Ende zur Verbindung von Leiterplatten, wie z.B. einer Rückwandplatine oder einer Tochterplatine. Die Kontakte werden typischerweise in Kontaktaufnahmehohlräume des Gehäuses eingesetzt und darin befestigt. Bei solchen Kontakten handelt es sich häufig um gezogene oder schraubenförmig bearbeitete Stifte, die oft gerade eingeführt und dann nach unten gebogen werden, um das zweite Ende zu bilden. Während dieses Vorgangs können die Stifte möglicherweise nicht richtig zu den Hohlräumen ausgerichtet sein, was zu Stauchung oder Beschädigung des Kontakts der Hohlräume des Gehäuses führt. Darüber hinaus ist der Vorgang bei Steckverbindern, in denen eine geringe Anzahl von Kontakten verwendet wird, möglicherweise nicht vorteilhaft.
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Das zu lösende Problem besteht darin, eine umspritzte Kontaktanordnung zur Verwendung mit einem elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, die das richtige Einsetzen und Positionieren der Kontakte im Gehäuse auf kostengünstige Weise und ohne nachteilige Auswirkungen auf die Größe oder Komplexität des Steckverbinders ermöglicht.
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Das Problem wird durch eine Kontaktanordnung zum Einsetzen in einen elektrischen Steckverbinder mit einem Gegenkontaktabschnitt, einem Sicherungsabschnitt und einem Montagekontaktabschnitt gelöst. Die Kontaktanordnung hat außerdem ein aufgespritztes Gehäuse. Das aufgespritzte Gehäuse wird auf den Sicherungsabschnitt des Kontakts aufgespritzt.
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Eine erste Seite des aufgespritzten Gehäuses weist mindestens eine Aussparung auf und eine zweite Seite des aufgespritzten Gehäuses weist mindestens einen Vorsprung auf. Die Positionierung des mindestens einen Vorsprungs auf der zweiten Seite des aufgespritzten Gehäuses in Bezug auf den Gegenkontaktabschnitt und den Montagekontaktabschnitt ist identisch mit der Positionierung der mindestens einen Aussparung auf der ersten Seite des aufgespritzten Gehäuses in Bezug auf den Gegenkontaktabschnitt und den Montagekontaktabschnitt. Die Anzahl der mindestens einen Vorsprünge, die auf der zweiten Seite des aufgespritzten Gehäuses vorgesehen sind, ist gleich der Anzahl der mindestens einen Aussparungen, die auf der ersten Seite des aufgespritzten Gehäuses vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
- 1 ist eine perspektivische Frontansicht eines illustrativen elektrischen Steckverbinders mit umspritzten Kontakten der vorliegenden Erfindung, die im Gehäuse positioniert sind.
- 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Rückansicht des elektrischen Steckverbinders aus 1.
- 3 ist eine erste perspektivische Seitenansicht eines ersten umspritzten Kontaktes.
- 4 ist eine zweite perspektivische Seitenansicht eines zweiten umspritzten Kontaktes.
- 5 ist eine perspektivische Darstellung des ersten umspritzten Kontaktes und des zweiten umspritzten Kontaktes, die zusammengefügt wurden.
- 6 ist eine Draufsicht auf einen illustrativen gestanzten Kontakt auf einem Trägerstreifen.
- 7 ist eine Draufsicht auf den illustrativen gestanzten Kontakt aus 6, der von dem Trägerstreifen entfernt wurde.
- 8 ist eine Draufsicht auf den illustrativen gestanzten Kontakt aus 7, wobei Teile des Kontakts mit dielektrischem Material umspritzt sind.
- 9 ist eine perspektivische Darstellung des illustrativen gestanzten Kontaktes aus 8, der mit einem zweiten umspritzten gestanzten Kontakt zusammengefügt ist.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines elektrischen Steckverbinders 10. Der Steckverbinder 10 ist ein Kopfstückverbinder, der dazu ausgelegt ist, auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) montiert zu werden. Wie gezeigt, weist der Steckverbinder 10 eine Steckseite 14 zum Anschluss an einen Gegensteckverbinder (nicht abgebildet) und eine Montagefläche 16 zum Zusammenstecken mit einer Leiterplatte (nicht abgebildet) auf. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel steht die Montagefläche 16 im Wesentlichen lotrecht zur Steckseite 14, so dass der Kopfstückverbinder 10 elektrische Komponenten miteinander verbindet, die im Wesentlichen im rechten Winkel zueinanderstehen. Die Steckseite 14 des Steckverbinders 10 definiert eine Rückwand-Steckverbinderschnittstelle. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Steckverbinder 10 dazu konfiguriert sein, elektrische Komponenten miteinander zu verbinden, die nicht im rechten Winkel zueinander stehen.
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Zwar wird die Erfindung im Hinblick auf einen Steckverbinder beschrieben, der Differenzsignale führt, doch versteht sich, dass die nachfolgende Beschreibung nur zur Veranschaulichung dient und nur eine mögliche Anwendung der hierin enthaltenen erfinderischen Konzepte darstellt. Es wird geschätzt, dass der Nutzen und die Vorteile der Erfindung auch anderen Arten von Signalsteckverbindern und Netzsteckern zugutekommen können.
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Der illustrative Steckverbinder 10 beinhaltet ein dielektrisches Gehäuse 20 mit einem hinteren Abschnitt 21 und einem umspritzten vorderen Abschnitt 23. In anderen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem vorderen Abschnitt um ein separates Stück handeln, das an dem hinteren Abschnitt 21 befestigt wird. Das Gehäuse 20 weist Kontaktaufnahmehohlräume 22 auf, die sich von der Steckseite 14 zur Montagefläche 16 erstrecken. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es vier Kontaktaufnahmehohlräume 22, doch können die Kontaktaufnahmehohlräume auch in anderen Anzahlen vorgesehen sein. Ein hinteres Ende 24 des Gehäuses 20 hat eine Kontakteinführungsöffnung 26, die in einer Linie mit den Kontaktaufnahmehohlräumen 22 angeordnet ist. Eine gestanzte hintere Abdeckung 25 ist dazu vorgesehen, die Kontakteinführungsöffnung 26 zu umschließen, nachdem die umspritzten Kontaktanordnungen 30, 31 in dem Gehäuse 20 positioniert wurden.
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Wie in 2 bis 5 dargestellt, weisen umspritzte Kontaktanordnungen 30, 31 Kontakte 32 und aufgespritzte Gehäuse 34, 35 auf. Die Kontakte 32, wie in 6 und 7 dargestellt, haben Gegenkontaktabschnitte 36, Sicherungsabschnitte 38 und Montagekontaktabschnitte 40. Die Sicherungsabschnitte 38 haben vergrößerte Abschnitte 42, die in regelmäßigen Abständen darauf angeordnet sind. Die vergrößerten Abschnitte 42 haben Sicherungsschultern 44. In dem gezeigten illustrativen Ausführungsbeispiel sind die Gegenkontaktabschnitte 36 und die Montagekontaktabschnitte 40 Stifte. Die Gegenkontaktabschnitte 36 und die Montagekontaktabschnitte 40 können jedoch auch andere Konfigurationen aufweisen, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. In dem dargestellten veranschaulichenden Ausführungsbeispiel sind die Sicherungsabschnitte 38 um 90 Grad gebogen, so dass die Kontaktabschnitte 36 lotrecht zu den Montagekontaktabschnitte 40 stehen können. In anderen Ausführungsbeispielen können die Sicherungsabschnitte 38 auch in anderen Winkeln oder gar nicht gebogen sein.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, werden die Gehäuse 34, 35 auf die Sicherungsabschnitte 38 jedes Kontakts 32 aufgespritzt. In dem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel, das in 3 dargestellt ist, sind auf einer ersten Seite 50 des Gehäuses 34 Aussparungen 52 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Aussparungen 52 vorgesehen, doch kann auch eine andere Anzahl an Aussparungen 52 verwendet werden. Die Aussparungen 52 weisen die Form eines Hexagons auf, doch können auch andere Formen verwendet werden. Die erste Seite 50 hat auch kreisförmige Öffnungen 54, die bis zum Sicherungsabschnitt 38 des Kontaktes 32 reichen. Die kreisförmigen Öffnungen 54 sind ein Ergebnis des Herstellungsprozesses, der noch ausführlicher beschrieben wird. Eine zweite Seite 51 des Gehäuses 34 der Kontaktanordnung 30 hat ebenfalls Öffnungen (nicht abgebildet), die gleich der Anzahl der Öffnungen 54 sind, welche auf der ersten Seite 50 einer Gegenkontaktanordnung 30 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die Positionierung der Öffnungen auf der zweiten Seite 51 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40 identisch mit der Positionierung der Öffnungen 54 auf der ersten Seite 50 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40. Die Form der Öffnungen 54 kann variieren, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.
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In alternativen Ausführungsformen können die Aussparungen 52 und Öffnungen 54 auf der ersten Seite 50 des Gehäuses 34 an der gleichen Stelle positioniert werden. Alternativ können die Öffnungen 54 nicht vorhanden sein, wenn ein anderes Herstellungsverfahren verwendet wird.
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In dem illustrativen Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, sind auf einer zweiten Seite 60 des Gehäuses 35 Vorsprünge 62 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Vorsprünge 62 vorgesehen, doch kann auch eine andere Anzahl an Vorsprüngen 62 verwendet werden. Die Vorsprünge 62 weisen die Form eines Zylinders auf, doch können auch andere Formen verwendet werden. Die Anzahl der Vorsprünge 62, die auf der zweiten Seite 60 des aufgespritzten Gehäuses 35 der Gegenkontaktanordnung 31 vorgesehen sind, kann variieren, ist aber gleich der Anzahl der Aussparungen 52, die auf der ersten Seite 50 des aufgespritzten Gehäuses 34 der Gegenkontaktanordnung 30 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die Positionierung der Vorsprünge 62 auf der zweiten Seite 60 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40 identisch zu der Positionierung der Aussparungen 52 auf der ersten Seite 50 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40.
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Die zweite Seite 60 weist kreisförmige Öffnungen 64 auf, die bis zum Sicherungsabschnitt 38 des Kontaktes 32 reichen. Die kreisförmigen Öffnungen 64 sind ein Ergebnis des Herstellungsprozesses, der noch ausführlicher beschrieben wird. Die Form der Öffnungen 64 kann variieren, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Öffnungen 64 nicht vorhanden sein, wenn ein anderes Herstellungsverfahren verwendet wird. In dem dargestellten veranschaulichenden Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der Öffnungen 64, die auf der zweiten Seite 60 einer Gegenkontaktanordnung 31 vorgesehen sind, variieren. Eine erste Seite 61 des Gehäuses 35 der Kontaktanordnung 31 hat ebenfalls Öffnungen 64, die gleich der Anzahl der Öffnungen 64 sind, die auf der zweiten Seite 60 einer Gegenkontaktanordnung 31 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die Positionierung der Öffnungen 64 auf der ersten Seite 61 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40 identisch zu der Positionierung der Öffnungen 64 auf der zweiten Seite 60 relativ zu den Gegenkontaktabschnitten 36 und den Montagekontaktabschnitten 40.
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Wie in 5 dargestellt, sind Rastvorsprünge 70 an den aufgespritzten Gehäusen 34, 35 vorgesehen. Die Rastvorsprünge 70 weisen abgeschrägte Flächen 74 und Schultern 76 auf.
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Bei der Verwendung werden zwei oder mehr umspritzte Kontaktanordnungen 30, 31 zusammengefügt, bevor sie in die Kontaktaufnahmehohlräume 22 eingesetzt werden. Während des Zusammenfügens wird die erste Seite 50 des Gehäuses 34 einer Kontaktanordnung 30 in Eingriff mit der zweiten Seite 60 des Gehäuses 35 einer zweiten Kontaktanordnung 31 gebracht. Dabei werden die Vorsprünge 62 der zweiten Seite 60 des Gehäuses 35 der zweiten Kontaktanordnung 31 in die Aussparungen 52 der ersten Seite 50 des Gehäuses 34 der ersten Kontaktanordnung 30 geschoben. Da die Anzahl der Vorsprünge 62 gleich der Anzahl der Aussparungen 52 ist, und da die Positionierung der Vorsprünge 62 mit der Positionierung der Aussparungen 52 identisch ist, stellt das Einführen der Vorsprünge 62 in die Aussparungen 52 sicher, dass die erste umspritzte Kontaktanordnung 30 richtig zu der zweiten umspritzten Kontaktanordnung 31 ausgerichtet ist.
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Der Durchmesser D1 der Vorsprünge 62 liegt in der Nähe des Durchmessers D2 der Aussparungen 52, ist aber geringfügig größer als dieser. Wenn die erste umspritzte Kontaktanordnung 30 und die zweite umspritzte Kontaktanordnung 31 zusammen bewegt werden, wirkt eine geringe Kraft in der Richtung von F1 (5) auf eine oder beide der umspritzten Kontaktanordnungen 30, 31. Die Kraft F1 bewirkt, dass die Vorsprünge 62 in die Aussparungen 52 eindringen, so dass die Wände 80 der Vorsprünge 62 reibschlüssig an den Wänden 82 der Aussparungen 52 anliegen, und damit eine Presspassung dazwischen entsteht. Die Kraft F1 wirkt so lange weiter, bis die erste Seite 50 der ersten Kontaktanordnung 30 mit der zweiten Seite 60 der zweiten Kontaktanordnung 31 in Eingriff kommt. In dieser Position wird die Kraft F1 aufgehoben, und der Reibschluss zwischen den Vorsprüngen 62 und den Aussparungen 52 hält die erste Kontaktanordnung 30 relativ zur zweiten Kontaktanordnung 31 in Position.
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In alternativen Ausführungsformen hat eine einzelne Kontaktanordnung 30 Aussparungen 52, die auf einer ersten Seitenfläche 50 vorgesehen sind, und Vorsprünge 62, die auf einer zweiten Seitenfläche 51 vorgesehen sind, wodurch eine Kontaktanordnung auf der ersten Seitenfläche 50 und eine weitere Kontaktanordnung auf der zweiten Seitenfläche 51 montiert werden kann.
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Wenn die Kontaktanordnungen 30, 31 korrekt zusammengefügt sind, werden die zusammengefügten Kontaktanordnungen 30, 31 durch die Kontakteinführungsöffnung 26 des hinteren Abschnitts 21 des Gehäuses 20 eingeführt. Wenn sie vollständig eingesetzt sind, werden die Gegenkontaktabschnitte 36 in den Kontaktaufnahmehohlräumen 22 in der Nähe der Steckseite 14 des umspritzten vorderen Abschnitts 23 des Gehäuses positioniert. Die Montagekontaktabschnitte 40 erstrecken sich von der Montagefläche 16 des hinteren Abschnitts 21 des Gehäuses 20. Die Rastvorsprünge 70 der Kontaktanordnungen 30, 31 kommen mit Wänden der Kontaktaufnahmehohlräume 22 in Eingriff, um die Kontaktanordnungen 30, 31 in Position zu halten. Wenn die Kontaktanordnungen 30, 31 korrekt positioniert sind, wird die hintere Abdeckung 25 in Position geschoben, um die Kontakteinführungsöffnung 26 abzudecken.
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Unter Bezugnahme auf 6 bis 9 wird das Herstellungsverfahren für die umspritzte Kontaktanordnung 30 gezeigt. Der Kontakt 32 wird zunächst gestanzt und geformt und mithilfe eines Trägerstreifens 90 transportiert, wie in 6 dargestellt. Anschließend wird der Kontakt 32 von dem Trägerstreifen 90 entfemt. Der einzelne Kontakt 32 (7) wird zu einer Formstation (nicht dargestellt) bewegt. Haltearme (nicht dargestellt) kommen mit dem Kontakt 32 in Eingriff, während sich der Kontakt 32 in der Formstation befindet. Die Haltearme wenden eine Kraft, die lotrecht zu der Oberfläche des Kontakts 32 wirkt, an diskreten Stellen des Kontakts 32 auf, wie beispielsweise den vergrößerten Abschnitten 42. Die vergrößerten Abschnitte 42 bieten eine größere Oberfläche als der Rest des Sicherungsabschnitts 38, wodurch mehr Fläche für den Eingriff der Haltearme zur Verfügung steht. Die Haltearme halten den Kontakt 32 in Position.
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Während der Kontakt 32 in Position gehalten wird, fließt dielektrisches Material über den Kontakt 32 bzw. wird der Kontakt damit umspritzt, um das Gehäuse 34, 35 zu bilden. Dabei fließt das dielektrische Material um den Sicherungsabschnitt 38 des Kontakts 32 und um die vergrößerten Abschnitte 42. Anschließend härtet das dielektrische Material aus. Da die Haltearme die Kontakte 32 während des Materialflusses festhalten, werden die Öffnungen 54, 64 von den Haltearmen erzeugt und bleiben erhalten, wenn das Material ausgehärtet ist und die Haltearme von den Kontakten 32 zurückgezogen werden. Wenn das dielektrische Material ausgehärtet ist, wirken die vergrößerten Abschnitte 42 und insbesondere die Sicherungsschultern 44 der vergrößerten Abschnitte 42 mit dem dielektrischen Material zusammen, um die Bewegung des Sicherungsabschnitts 38 und des Kontakts 32 in Bezug auf das dielektrische Material und das Gehäuse 34, 35 zu verhindern. Während des Umspritzens weist die Form, in der der Kontakt 32 gehalten wird, Vorsprünge auf, die sich in den Formhohlraum erstrecken, um das Fließen von Material in bestimmte Bereiche zu verhindern, wodurch die Aussparungen 52 entstehen. Infolgedessen ermöglichen die Aussparungen 52 den Materialfluss in bestimmten Bereichen, um die Vorsprünge 62 in den Kontaktanordnungen 30, 31 zu erzeugen.
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Nachdem das dielektrische Material des Gehäuses 34, 35 richtig ausgehärtet ist, werden die Haltearme zurückgezogen, wobei sie die Öffnungen 54 und 64 hinterlassen, da das Material an den Stellen, an denen die Haltearme vorhanden waren, am Fließen gehindert wurde. Die umspritzte Kontaktanordnung 30, 31 wird aus der Form entfernt und mit anderen umspritzten Kontaktanordnungen 30, 31 zusammengebaut und/oder in das Gehäuse 20 des elektrischen Steckverbinders 10 eingesetzt.
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In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Kontakt 32 in der Formstation bewegt werden, während er noch an dem Trägerstreifen 90 befestigt ist, so dass mehr als ein Kontakt 32 gleichzeitig umspritzt werden kann. In solchen Ausführungsbeispielen wird der Kontaktstreifen 90 entfernt, nachdem das dielektrische Material des Gehäuses 34, 35 ausgehärtet ist. Da der Trägerstreifen 90 außerdem dazu verwendet werden kann, die Position der Kontakte 32 in der Form zu halten, sind keine Haltearme erforderlich. Folglich würden umspritzte Kontaktanordnungen 30, 31, die gemäß diesem Verfahren hergestellt wurden, keine Öffnungen 54 auf der ersten Seite 50 oder der zweiten Seite 60 aufweisen. Die anderen Komponenten des Kontakts 32 und des Gehäuses 34, 35 bleiben jedoch die gleichen wie oben beschrieben.
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Die Kontaktanordnungen 30, 31 können unter Verwendung verschiedener Verfahren hergestellt werden. Ein solches Verfahren umfasst: Positionieren eines Kontakts 32 in einer Form, wobei der Kontakt 32 einen Sicherungsabschnitt 38 aufweist; Halten des Kontakts 32 an diskreten Stellen 42 des Sicherungsabschnitts 38; Umspritzen des Sicherungsabschnitts 38 des Kontakts mit einem Gehäuse 34, 35; und Formen mindestens eines Gegenstücks 52, 62 auf einer Seite 50, 60 des Gehäuses 34, 35 während des Umspritzens. Das mindestens eine Gegenstück 52, 62 kann eine Aussparung 52 und/oder ein Vorsprung 62 sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
