DE102020133324A1

DE102020133324A1 - Leiterkartensteckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen

Info

Publication number: DE102020133324A1
Application number: DE102020133324.2A
Authority: DE
Inventors: Marc Genau; Jana Büttemeyer; Gert HAVERMANN; Arno Westphal
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-06-15
Also published as: WO2022127979A1; US20240014590A1; CN116686174A; KR20230118169A; EP4260409A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gewinkelten Leiterkartensteckverbinder zur Verbindung zumindest einer Leiterkarte mit zumindest einer weiteren Leiterkarte oder zumindest einem korrespondierenden Leiterkartensteckverbinder, mit einem Gehäuse, zumindest zwei paarweise angeordneten Kontaktelementen, welche mit zumindest zwei Schmalseiten und zumindest zwei Breitseiten ausgeformt sind, wobei die Kontaktelemente zumindest einen flexiblen Kontaktbereich aufweisen, wobei zumindest der flexible Kontaktbereich der Kontaktelemente im Wesentlichen baugleich ausgeformt ist und wobei das Gehäuse dazu ausgelegt ist, die Kontaktelemente im Wesentlichen parallel zur verbundenen Leiterkarte auszurichten, wobei jeder Kontakt einen, dem flexiblen Kontaktbereich folgenden, starren Kontaktbereich aufweist, wobei der starre Kontaktbereich zumindest ein Fixierelement zur Fixierung des Kontaktelements in dem Gehäuse aufweist und wobei der starre Kontaktbereich zumindest einen Winkel zwischen 80° und 100° beschreibt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Leiterkartensteckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Insbesondere geht die Erfindung aus von einem gewinkelten Leiterplattensteckverbinder. Die Erfindung geht weiterhin von einem hermaphroditischen Leiterkartensteckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen, einem männlichen Steckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen und einem weiblichen Steckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen gemäß den weiteren unabhängigen Ansprüchen aus.
Leiterkartensteckverbinder werden benötigt, um beispielsweise elektrische Ströme, Spannungen und damit erzeugte Signale und Daten von einer Leiterkarte an ein Kabel oder eine angrenzende Leiterkarte zu übertragen. Um Leiterkarten miteinander zu verbinden, welche im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, werden üblicherweise gewinkelte Leiterkartensteckverbinder eingesetzt. Diese gewinkelten Leiterkartensteckverbinder ermöglichen dabei eine Steckverbindung von Leiterkarten entlang einer parallel zur Ebene der Leiterkarte angeordneten Ebene.
Hermaphroditische Steckverbinder und Kontaktelemente zeichnen sich im Wesentlichen dadurch aus, dass sie mit einem gleichartigen Gegenstecker/Kontaktelement gesteckt werden können.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind Leiterkartensteckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen bekannt.
Die WO 2019/201768 eröffnet ein Steckverbinderteil, umfassend eine Mehrzahl von hermaphroditischen Kontaktelementen zum Kontaktieren mit zugeordneten hermaphroditischen Kontaktelementen eines Gegensteckverbinderteils, wobei jedes hermaphroditische Kontaktelement einen Körper, eine von dem Körper entlang einer ersten Richtung erstreckte, erste Kontaktfahne und eine von dem Körper entlang der ersten Richtung erstreckte zweite Kontaktfahne aufweist, wobei die erste Kontaktfahne und die zweite Kontaktfahne entlang einer quer zur ersten Richtung erstreckten, zweiten Richtung und zudem entlang einer quer zur ersten Richtung und quer zur zweiten Richtung erstreckten, dritten Richtung zueinander versetzt sind.
Die DE 10 2007 038 221 B3 zeigt einen elektrischen Steckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen mit den Merkmalen: Das elektrische Kontaktelement eines ersten Steckverbinders ist gabelförmig zu einem zweiten elektrischen Kontaktelement hin geöffnet, die Innenflächen der jeweils zwei Schenkel aufweisenden Gabeln umschließen zumindest teilweise einen Schenkel des jeweils zugehörigen anderen Kontaktelementes, wobei einer der beiden Schenkel eine konvex vorspringende Ausformung aufweist, der andere der beiden Schenkel eine konkave Ausnehmung aufweist, und wobei die Gestalt der konkaven Ausnehmung so an die konvex vorspringende Ausformung angepasst ist, dass im verbundenen Zustand zweier Steckverbinder die konvex vorspringende Ausformung des ersten Steckverbinders wenigstens teilweise formschlüssig an der konkaven Ausnehmung des zweiten Steckverbinders anliegt und umgekehrt.
Nachteilig am Stand der Technik sind häufig komplexe, aufwendige und damit kostspielige Kontaktelemente. Alternativ werden oft grobe Konstruktionen vorgeschlagen, um eine sichere Kontaktierung der Kontaktelemente zu gewährleisten. Im Bereich der elektronischen Datenübertragung werden oft dünne Drahtkontaktelemente eingesetzt.
Damit ist gemeint, dass die Kontaktelemente oftmals aus einem (dünnen) Draht, beispielsweise durch ein Biegeverfahren, geformt werden. Hierbei ist eine sichere und definierte Kontaktierung nicht immer gewährleistet.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen kompakten, gewinkelten Leiterkartensteckverbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen anzubieten, dessen Kontaktelemente einfach herzustellen sind und eine sichere und definierte Kontaktierung gewährleisten.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Ausführungsform eines gewinkelten Leiterkartensteckverbinders zur Verbindung zumindest einer Leiterkarte mit zumindest einer weiteren Leiterkarte oder zumindest einem korrespondierenden Leiterkartensteckverbinder vorgeschlagen, welcher mit einem Gehäuse, zumindest zwei paarweise angeordneten Kontaktelementen, welche mit zumindest zwei Schmalseiten und zumindest zwei Breitseiten ausgeformt sind. Die Kontaktelemente weisen zumindest einen flexiblen Kontaktbereich auf, wobei zumindest der flexible Kontaktbereich der Kontaktelemente im Wesentlichen baugleich ausgeformt ist und wobei das Gehäuse dazu ausgelegt ist, die Kontaktelemente im Wesentlichen parallel zur verbundenen Leiterkarte auszurichten. Dabei weist jeder Kontakt einen, dem flexiblen Kontaktbereich folgenden, starren Kontaktbereich auf, wobei der starre Kontaktbereich zumindest ein Fixierelement zur Fixierung des Kontaktelements in dem Gehäuse aufweist und wobei der starre Kontaktbereich zumindest einen Winkel zwischen 80° und 100° beschreibt. Optional weist der Leiterkartensteckverbinder zumindest ein Schirmelement auf. Wahlweise weist das Gehäuse zumindest ein Verbindungselement auf. Als Kontaktelemente werden also im Wesentlichen Kontaktelemente vorgeschlagen, welche aus einem elektrisch leitenden Material und aus einer Platte, einem Blech, einem Coil (auch als Bund bezeichnet) oder vergleichbaren Transporteinheiten gefertigt werden. Als Schmalseite ist insbesondere die Seite eines Kontaktelements zu verstehen, welche im Wesentlichen eine Breite einnimmt, die aus der Materialstärke der Transporteinheit des Materials einnimmt, aus der ein Kontaktelement geformt wird. Entsprechend ist eine Breitseite eines Kontaktelements als eine aus der Ebene einer Transporteinheit geformte Seite zu verstehen. Mit Schirmeinheit ist ein elektrisch leitendes Bauteil gemeint, welches einen positiven Effekt auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Leiterkartensteckverbinders, dessen Kontaktelemente und gegebenenfalls auch seiner direkten Umgebung hat. Damit ist gemeint, dass elektronische Daten weniger von elektromagnetischen Störungen beeinflusst werden. Als Verbindungselement sind beispielsweise Vorsprünge, Stifte oder Zapfen am Gehäuse des Leiterkartensteckverbinders zu verstehen, welche dazu ausgelegt sind, den Leiterkartensteckverbinder mit einer Leiterkarte zumindest in einer Richtung zu fixieren. Idealerweise werden durch das Verbindungselement auch während eines Steckvorgangs auftretende Kräfte in positiver Weise umgeleitet und/ oder verteilt. Als flexibler Kontaktbereich ist ein Bereich des Kontaktelements gemeint, welcher sich in gewünschter Weise entlang einer Schmalseite elastisch verformen lässt, beispielsweise um eine Kontaktierung mit einem baugleichen Kontaktelement entlang der Schmalseite zu erleichtern und/ oder zu ermöglichen. Als starrer Kontaktbereich sei demnach ein Bereich des Kontaktelements zu verstehen, welcher sich nicht oder nur bedingt entlang einer Schmalseite verformen lässt. Der starre Bereich eignet sich dadurch besonders gut zu einer Befestigung in dem Gehäuse des Leiterkartensteckverbinders. Der dem flexiblen Bereich gegenüberliegende Endbereich des starren Bereichs eignet sich weiterhin zur Verlötung mit einem, beispielsweise als Lötpad ausgeführten, Lötbereich der dazugehörigen Leiterkarte. Durch einen im Wesentlichen baugleich ausgeformten flexiblen Kontaktbereich der Kontaktelemente ist insbesondere ein hermaphroditisches Kontaktelement zu verstehen. Bekannte Messerkontakte und/ oder Stiftkontakte sind, unter anderem aufgrund der vorgesehenen Einsatzweise, nicht, oder zumindest nicht ausreichend flexibel ausgeführt. Um die zu verbindenden Kontaktelemente parallel zu der zu verbindenden Leiterkarte ausrichten zu können, wird der starre Bereich der Kontaktelemente mit einem Winkel versehen gefertigt.
In einer geschickten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiterkartensteckverbinders sind die Kontaktelemente entlang einer Steckseite des Gehäuses paarweise angeordnet, sodass zumindest zwei Positionen entlang der Steckseite mit jeweils zumindest zwei Kontakten versehen sind. Mit der Steckseite des Gehäuses sei die Seite des Gehäuses zu verstehen, welche zur Verbindung mit einem korrespondierenden Kabelsteckverbinder oder einem Leiterkartensteckverbinder ausgeführt ist. Anders gesagt ist die Steckseite eines Gehäuses durch eine Ebene gebildet, welche im Wesentlichen orthogonal zur Leiterkarte ausgerichtet ist. In dieser Ebene sind die Kontaktelemente paarweise auf zumindest zwei orthogonal zur Leiterkarte und parallel zueinander verlaufenden Geraden angeordnet, welche voneinander beabstandet sind.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die paarweise angeordneten Kontaktelemente jeweils einen, sich voneinander unterscheidenden, starren Kontaktbereich auf. Damit ist insbesondere gemeint, dass ein erstes Kontaktelement der paarweise angeordneten Kontaktelemente einen längeren starren Kontaktbereich aufweist als ein zweites Kontaktelement. Dadurch können beide Kontaktelemente etwa einen im Wesentlichen gleichen Winkel am starren Kontaktbereich aufweisen, ohne sich in ungünstiger Weise gegenseitig zu beeinflussen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Schmalseiten der Kontaktelemente mit jeweils zumindest einer Kontaktkuppe und einer Kontaktfläche ausgeformt. Damit ist gemeint, dass die Kontaktkuppe sowie die Kontaktfläche auf derselben Schmalseite angeordnet sind. Dabei sind bevorzugt sowohl die Kontaktkuppe, als auch die Kontaktfläche einem flexiblen Bereich des Kontaktelements zugeordnet. Alternativ ist es möglich, die Kontaktfläche auf einem starren Bereich auszuführen. Dabei zeichnet sich der starre Bereich des Kontaktelements im Wesentlichen durch eine Breite aus, welche größergleich der durchschnittlichen Breite der Breitseite ist. Der flexible Bereich zeichnet sich durch eine Breite der Breitseite aus, welche kleiner als die durchschnittliche Breite der Breitseite ist.
In einer Ausführungsform sind die angeformten Kontaktkuppen und Kontaktflächen der paarweise angeordneten Kontaktelemente in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. Damit ist gemeint, dass ein oberes Kontaktelement derart ausgerichtet ist, dass die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche nach oben weisen, während die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche eines unteren Kontaktelements nach unten weisen und anders herum.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Gehäuse mit Kontaktaufnahmen ausgeformt ist, welche zur Steckseite des Gehäuses hin eine Aussparung zur Aufnahme des flexiblen Kontaktbereiches aufweist. Als Kontaktaufnahme ist grundsätzlich eine Durchgangsöffnung im Gehäuse zu verstehen, welche es ermöglicht, zumindest den flexiblen Bereich des Kontaktelements aus dem Gehäuse ragen zu lassen. In geschickter Weise wird die Kontaktaufnahme als Teil des Gehäuses ausgeführt, welches aus dem Gehäusegrundkörper hervorsteht. Dabei ist die Aussparung in der Kontaktaufnahme des Gehäuses dazu ausgelegt, den flexiblen Bereich des Kontaktelements zumindest teilweise einzubetten. Idealerweise umschließt die Kontaktaufnahme das Kontaktelement durch die Aussparung etwa u-förmig oder c-förmig. Damit ist gemeint, dass das Kontaktelement beziehungsweise der flexible Bereich des Kontaktelements zumindest in seitlicher Richtung in seiner Bewegung eingeschränkt ist. Durch diese Bewegungseinschränkung wird die Kontaktierung des Kontaktelements mit einem Kontaktelement eines Gegensteckverbinders des Leiterkartensteckverbinders sichergestellt. Gleichzeitig wird das versehentliche Kontaktieren zweier nebeneinander positionierter Kontaktelemente des Leiterkartensteckverbinders zuverlässig verhindert.
Die Kontakteelemente sind in einer cleveren Ausführungsform entlang der Breitseite des Gehäuses mit einem Abstand von kleiner 0,8 mm beabstandet. Damit ist gemeint, dass die Kontaktelemente auf einer Leiterkarte mit einem Raster von 0,8 mm und weniger in Eingriff gebracht werden. Damit sind besonders die Lötbereiche am Ende eines starren Bereichs eines Kontaktelements passend zu aktuellen, minimalisierten Leiterkartensteckverbindern ausrichtbar. Anders gesagt ist der Leiterkartensteckverbinder so ausführbar, dass Leiterkarten mit einem Raster von 0,8 mm Abstand und weniger mit einem erfindungsgemäßen Leiterkartensteckverbinder bestückt werden können.
In einer Ausführungsform ermöglicht die Aussparung der Kontaktaufnahme die Kontaktierung der Kontaktkuppe mit der Kontaktfläche eines im Wesentlichen baugleichen, flexiblen Kontaktbereiches. Damit ist gemeint, dass die Aussparung der Kontaktaufnahme eine Tiefe aufweist, welche dem flexiblen Kontaktbereich ausreichend Platz erlaubt, um während eines Steckvorgangs eine elastische Verformung zu ermöglichen. Durch die elastische Verformung des flexiblen Kotaktbereichs während eines Steckvorgangs können die Kontaktkuppe eines Kontaktelements des Leiterkartensteckverbinders über die Kontaktkuppe eines Kontaktelements eines Gegensteckverbinders geschoben werden, um die jeweils korrespondierende Kontaktfläche zu erreichen und diese mit einer definierbaren Federkraft zu kontaktieren. Um ein Ausweichen des flexiblen Kontaktbereichs während eines Steckvorgangs entlang der Breitseite des Steckverbinders zu verhindern, wird vorgeschlagen, die Aussparung in einer Breite zu gestalten, die im Wesentlichen der Breite der Schmalseite des Kontaktelements entspricht. Sinnvoll ist eine maximale Breite der Aussparung, welche etwa eineinhalbmal der Breite der Schmalseite des Kontaktelements entspricht. Bei Kontaktelementen mit einer Breite der Schmalseite kleinergleich 0,25 mm wird vorgeschlagen, die Aussparung der Kontaktaufnahme mit einer Breite von kleinergleich 0,35mm auszuführen.
In einer cleveren Ausführungsform umschließt die Kontaktaufnahme durch die Aussparung die Kontaktelemente im Wesentlichen u-förmig, so dass zumindest ein Teil der Kontaktkuppen zumindest im ungesteckten Zustand aus der Kontaktaufnahme hervorragen. Dadurch wird insbesondere das Ausweichen des flexiblen Kontaktbereichs eines Kontaktelements in Richtung der Breitseite des Gehäuses verhindert. Anders ausgedrückt erlaubt die u-förmige Aussparung eine elastische Verformung des flexiblen Bereichs des Kontaktelements nur in den dafür vorgesehenen Richtungen.
In einer Ausführungsform umschließt die Kontaktaufnahme durch die Aussparung die Kontaktelemente im Wesentlichen u-förmig, so dass zumindest ein Teil der Kontaktflächen zumindest im ungesteckten Zustand aus der Kontaktaufnahme hervorragen. Damit ist gemeint, dass die Kontaktfläche eines Kontaktelements zumindest teilweise von der u-Form der Aussparung umschlossen, jedoch nicht verdeckt wird. Sofern die Kontaktkuppe in Ihrer Bewegung zumindest in Längsrichtung der Breitseite des Gehäuses durch die Aussparung eingeschränkt ist, kann die Kontaktfläche zumindest teilweise aus der u-förmigen Aussparung hervorragen, ohne die sichere Kontaktierung der Kontaktkuppe mit der Kontaktfläche zu gefährden.
Eine alternative Ausführungsform sieht einen hermaphroditischen Leiterkartensteckverbinder vor, dessen Gehäuse mit zumindest drei Kontaktaufnahmen ausgeführt ist, wobei die Kontaktaufnahmen alternierend zumindest zwei Kontaktelemente und zumindest vier Kontaktelemente aufnehmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Kontaktaufnahmen mit je zwei Kontaktelementen auf eine einzelne Kontaktaufnahme mit vier Kontaktelementen folgend oder umgekehrt angeordnet, wobei die Kontaktaufnahmen mit je zwei Kontaktelementen an gegenüberliegenden Kanten entlang einer Breitseite des Gehäuses angeordnet sind. Damit ist beispielsweise gemeint, dass zwei Kontaktaufnahmen an den Kanten des Steckverbinders angeordnet sind und je zwei Kontaktelemente entlang einer Breitseite des Gehäuses nebeneinander aufnehmen. Entlang der Breitseite des Gehäuses folgend wird eine Kontaktaufnahme angeordnet, welche vier Kontaktelemente aufnimmt. Dabei sind zwei Kontaktelemente untereinander und seitlich daneben je ein weiteres Kontaktelement angeordnet. Dabei sind Kontaktelemente entlang der gleichen Position in Bezug auf Länge der Breiteseite jeweils so angeordnet, dass die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche der Kontaktelemente in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Kontaktaufnahmen können also in drei Bereiche aufgeteilt werden. Eine obere Kontaktaufnahme, positioniert an einer oberen Kante einer Breitseite des Gehäuses, ausgelegt für die Aufnahme von zumindest zwei Kontaktelementen. Eine mittlere Kontaktaufnahme, mittig entlang der gleichen Breitseite des Gehäuses angeordnet, ausgelegt für die Aufnahme von zumindest vier Kontaktelementen. Und eine untere Kontaktaufnahme, welche an einer unteren Kante der Breitseite des Gehäuses angeordnet ist und zur Aufnahme von zumindest zwei Kontaktelementen ausgelegt ist. Dabei weisen die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche der Kontaktelemente, welche von der oberen Kontaktaufnahme aufgenommen sind, vorzugsweise in Richtung der unteren Kante der Breitseite des Gehäuses. Die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche der Kontaktelemente, welche in der unteren Kontaktaufnahme angeordnet sind, weisen also in Richtung der oberen Kante der Breitseite des Gehäuses. Vorzugsweise weisen zwei obere Kontaktelemente, welche in der mittleren Kontaktaufnahme angeordnet sind in Richtung der oberen Kante der Breitseite des Gehäuses. Daraus ergibt sich, dass die unten in der mittleren Kontaktaufnahme angeordneten Kontaktelemente, beziehungsweise die Kontaktkuppe und die Kontaktfläche dieser Kontaktelemente, in Richtung der unteren Kante der Breitseite des Gehäuses weisen.
In einer Ausführungsform weist eine Schmalseite des Gehäuses eine Wandung auf, welche sich über die Länge des Gehäuses und die Länge zumindest eine Kontaktaufnahme erstreckt. Durch die Ausführungsform mit einer Wandung wird zum einen eine Verstecksicherung gemäß dem Poka-Yoke-Prinzip umgesetzt. Darüber hinaus kann die Wandung mit einem Schirmelement zum Schutz der Kontakte vor elektromagnetischen Interferenzen versehen werden. Durch die hermaphroditische Ausführung des erfindungsgemäßen Leiterkartensteckverbinders kann also durch eine geschirmte Seitenwand im gesteckten Zustand des Leiterkartensteckverbinders eine sogenannte 360 Grad Schirmung erreicht werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist ein weiblicher Leiterkartensteckverbinder mit einem Gehäuse zumindest zwei Kontaktaufnahmen zur Aufnahme von jeweils zumindest zwei Kontaktelementen ausgeführt, wobei die Kontaktaufnahmen an gegenüberliegenden Kanten entlang einer Breitseite des Gehäuses angeordnet sind.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist ein männlicher Leiterkartensteckverbinder mit einem Gehäuse zumindest eine Kontaktaufnahme zur Aufnahme von jeweils zumindest vier Kontaktelementen ausgeführt, wobei die Kontaktaufnahme im Wesentlichen mittig entlang einer Breitseite des Gehäuses angeordnet ist.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Leiterkartensteckverbinders;
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen hermaphroditischen Leiterkartensteckverbinders;
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen hermaphroditischen Leiterkartensteckverbinders im Gesteckten Zustand mit einem baugleichen Leiterkartensteckverbinder,
4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen weiblichen Leiterkartensteckverbinders;
5 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen männlichen Leiterkartensteckverbinders;

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines hermaphroditischen, gewinkelten Leiterkartensteckverbinders 1 gemäß Anspruch 1. Das dabei zu sehende Gehäuse 2 nimmt eine Vielzahl von Kontaktelementen 3, 3' auf. Die Kontaktelemente 3 und 3' sind im flexiblen Kontaktbereich 33 im Wesentlichen baugleich ausgeführt. Die starren Kontaktbereiche 34 und 34' unterscheiden sich in Ihrer Ausführung, weisen allerdings jeweils einen Winkel von 90° entlang ihrer Breitseite 38 auf. Die Kontaktelemente 3 und 3' weisen je eine Kontaktkuppe 32 und eine Kontaktfläche 35 auf. Diese sind entlang einer Schmalseite 37 der Kontaktelemente 3 angeformt. Ein Fixierelement 36 dient zur Befestigung der Kontaktelemente 3 in dem Gehäuse 2. Gleichzeitig kann das Fixierelement 36 als Grenzbereich zur Unterscheidung zwischen dem flexiblen Kontaktbereich 33 und den starren Kontaktbereichen 34 und 34' verstanden werden. Das Gehäuse 2 wird von Schirmelementen 4 und 4' zumindest teilweise umschlossen. Das Gehäuse 2 weist weiterhin zumindest ein Verbindungselement 5 auf, welches zur Verbindung mit einer Leiterkarte 6 genutzt wird. Um eine Verstecksicherheit gemäß Poka-Yoke-Prinzip von dem Leiterkartensteckverbinder 1 zu einer Leiterkarte 6 zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, zumindest zwei Verbindungselemente 5 und 5' anzufügen, wobei sich die Verbindungselemente 5 und 5' in Ihrer Ausformung unterscheiden. Dabei sind sowohl Unterschiede in der geometrischen Form, als auch Unterschiede in der Dimensionierung hilfreich und zweckdienlich. Das Gehäuse 2 weist weiterhin zumindest eine Kontaktaufnahme 23 auf. Diese Kontaktaufnahme 23 weist geschickter Weise zumindest eine Aussparung 24 für jedes Kontaktelement 3 auf.
In der 2 wird ein hermaphroditischer, gewinkelter Leiterkartensteckverbinder 1 in einer isometrischen Ansicht gezeigt. Dabei wird der Aufbau des Leiterkartensteckverbinders 1 deutlich. Unterhalb eines oberen Schirmelements 40 beginnt das hermaphroditische Gehäuse 20. Das hermaphroditische Gehäuse 20 weist eine Vielzahl von Kontaktaufnahmen 23 auf, welche abwechselnd zwei Kontaktelemente 3 und vier Kontaktelemente 3 aufnehmen. Dabei sind zwei Kontaktaufnahmen 23 zur Aufnahme von je zwei Kontaktelementen 3 an den Kanten des hermaphroditischen Gehäuses 20 angeordnet. Die Kontaktaufnahme 23 zur Aufnahme von vier Kontaktelementen 3 ist im Wesentlichen mittig dieser, als Steckgesicht bezeichneten, Seite des hermaphroditischen Gehäuses 20 zugeordnet. Jede Kontaktaufnahme 23 sieht für jedes aufgenommene Kontaktelement 3 je eine Aussparung 24 vor. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass der flexible Kontaktbereich 33 von der Aussparung 24 zumindest teilweise im Wesentlichen u-förmig umschlossen wird. Ein durch zwei u-förmige Aussparungen 24 gebildeter Steg verhindert eine zufällige Kontaktierung zweier benachbart angeordneter Kontaktelemente 3. Weiterhin wird deutlich, dass die Kontaktkuppe 32 jedes Kontaktelements 3 im Wesentlichen innerhalb dieser u-förmigen Aussparung 24 aufgenommen ist. Weiterhin lässt sich erkennen, dass die Kontaktflächen 35 leicht aus ebendiesen u-förmigen Aussparungen 24 hervorragen, sodass bei gestecktem Leiterkartensteckverbinder 1 mit einem baugleichen Leiterkartensteckverbinder 1 die Kontaktkuppen 32 einen sicheren Kontakt auf der Kontaktfläche 35 herstellen können. Dem hermaphroditischen Gehäuse 20 ist eine Seitenwand angeformt. Diese ist zur Sicherheit gegen fälschliches Stecken der hermaphroditischen Leiterkartensteckverbinder 1 ausgeformt. Gezeigt ist weiterhin, dass die oberen Kontaktelemente 30 und 30' in gegensätzliche Richtungen ausgerichtet sind. Ebenso weisen die unteren Kontaktelemente 31 und 31' in entgegengesetzte Richtungen. Durch die gewinkelte Ausführung des Leiterkartensteckverbinders 1 ergeben sich dadurch 4 verschieden ausgeführte Kontaktelemente 3 mit sich unterscheidenden starren Kontaktbereichen 34, bei baugleichen flexiblen Kontaktbereichen 33. Die starren Kontaktbereiche 34 und 34' beschreiben je einen identischen Winkel, im dargestellten Fall einen Winkel von 90°. Dabei können zur weiteren Stabilisierung Formelemente angeformt sein. Schließlich zeigt die 2 im unteren Bereich des hermaphroditischen Gehäuses 20 ein unteres Schirmelement 41, sowie zwei Verbindungselemente 5 und 5'. Die Schirmelemente 4, also sowohl das obere Schirmelement 40, sowie das untere Schirmelement 41 weisen abwechselnd angeformte Schirmkontaktelemente 42 und Schirmkontaktflächen 43 auf.
In 3 sind zwei identische, gewinkelte Leiterkartensteckverbinder 1 mit hermaphroditischem Gehäuse 20 in gestecktem Zustand dargestellt. Die Leiterkartensteckverbinder 1 sind jeweils mit einer Leiterkarte 6 und darauf befindlichen Lötbereichen 60 verbunden. Die dargestellte Leiterkarte 6 weist zur Verdeutlichung freie Lötbereiche 60 auf. Diese freien Lötbereiche ermöglichen beispielsweise die Aufnahme weiterer Leiterkartensteckverbinder 1 oder die Aufnahme elektrischer und/ oder elektronischer Bauteile. Die Verbindungselemente 5 und 5' sind in korrespondierenden Durchgangsöffnungen in der Leiterkarte 6 eingelassen. Die Schirmelemente 4 kontaktieren sich gegenseitig mit den in 2 verdeutlichten Schirmkontaktelementen 42 und Schirmkontaktflächen 43. Dabei sind die Schirmkontaktelemente 42 in eine elastisch verformbare Stellung gebracht und verfügen über einen nach außen weisende Schanzenform. Diese Schanzenform vereinfacht einen sicheren Steckvorgang von zwei Leiterkartensteckverbindern 1 und den korrespondierenden Schirmelementen 4.
Die 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leiterkartensteckverbinders 1.Hierbei handelt es sich um eine Ausführungsform mit sogenanntem weiblichen Gehäuse 21. Dabei sind die Kontaktelemente 3 in zwei Kontaktaufnahmen 23' untergebracht, welche je an den steckseitigen Kanten des weiblichen Gehäuses 21 angeordnet sind. Die Kontaktaufnahme 23' nimmt die oberen Kontaktelemente 30 mit nach unten gerichteter Kontaktkuppe 32 und Kontaktfläche 35, sowie die unteren Kontaktelemente 31' mit nach oben weisender Kontaktkuppe 32 und Kontaktfläche 35 auf. Die Schirmelemente befinden sich oberhalb der oberen Kontaktelemente 30, sowie unterhalb der unteren Kontaktelemente 31. Dabei sind die Schirmelemente in dieser Ausführungsform ausschließlich mit Schirmkontaktflächen 43' ausgeführt.
Die 5 zeigt eine zur Leiterkartensteckverbinder 1' mit weiblichen Gehäuse 21 korrespondierende Ausführungsform eines Leiterkartensteckverbinders 1" mit männlichem Gehäuse 22. Das männliche Gehäuse 22 verfügt über nur eine, mittig angeordnete Kontaktaufnahme 23". Die Kontaktaufnahme 23" nimmt die oberen Kontaktelemente 30' mit nach oben gerichteter Kontaktkuppe 32 und Kontaktfläche 35, sowie die unteren Kontaktelemente 31 mit nach unten weisender Kontaktkuppe 32 und Kontaktfläche 35 auf. Die Schirmelemente sind ausschließlich mit Schirmkontaktelementen 42' ausgeführt, welche elastisch verformbar ausgeführt sind. Die Schirmkontaktelemente stellen einen elektrischen Kontakt zu den Schirmkontaktflächen 43' eines Leiterkartensteckverbinders 1' mit weiblichem Gehäuse 21 her.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Leiterkartensteckverbinder
2: Gehäuse
3: Kontaktelement
4: Schirmelement
5: Verbindungselement
6: Leiterkarte
20: hermaphroditisches Gehäuse
21: weibliches Gehäuse
22: männliches Gehäuse
23: Kontaktaufnahme
24: Aussparung
30: oberes Kontaktelement
31: unteres Kontaktelement
32: Kontaktkuppe
33: flexibler Kontaktbereich
34: starrer Kontaktbereich
35: Kontaktfläche
36: Fixierelement
37: Schmalseite
38: Breitseite
40: oberes Schirmelement
41: unteres Schirmelement
42: Schirmkontaktelement
43: Schirmkontaktfläche
60: Lötbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/201768 [0005]
DE 102007038221 B3 [0006]

Claims

Leiterkartensteckverbinder (1) zur Verbindung zumindest einer Leiterkarte (6) mit zumindest einer weiteren Leiterkarte (6) oder zumindest einem korrespondierenden Leiterkartensteckverbinder, mit einem Gehäuse (2), zumindest zwei paarweise angeordneten Kontaktelementen (3), welche mit zumindest zwei Schmalseiten (37) und zumindest zwei Breitseiten (38) ausgeformt sind, wobei die Kontaktelemente (3) zumindest einen flexiblen Kontaktbereich (33) aufweisen, wobei zumindest der flexible Kontaktbereich (33) der Kontaktelemente (3) im Wesentlichen baugleich ausgeformt ist und wobei das Gehäuse (2) dazu ausgelegt ist, die Kontaktelemente (3) im Wesentlichen parallel zur verbundenen Leiterkarte (6) auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontakt (3) einen, dem flexiblen Kontaktbereich (33) folgenden, starren Kontaktbereich (34) aufweist, wobei der starre Kontaktbereich (34) zumindest ein Fixierelement (36) zur Fixierung des Kontaktelements (3) in dem Gehäuse (2) aufweist und wobei der starre Kontaktbereich (34) zum flexiblen Kontaktbereich (33) zumindest einen Winkel zwischen 80° und 100° einschließt.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach dem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (3) entlang einer Breitseite des Gehäuses (2) paarweise angeordnet sind, sodass zumindest zwei Positionen entlang der Breitseite des Gehäuses (2) mit jeweils zumindest zwei Kontaktelementen (3) versehen sind.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die paarweise angeordneten Kontaktelemente (3) jeweils einen, sich voneinander unterscheidenden, starren Kontaktbereich (34) aufweisen.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schmalseiten (37) eines Kontaktelements (3) mit jeweils zumindest einer Kontaktkuppe (32) und einer Kontaktfläche (35) ausgeformt ist.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die angeformten Kontaktkuppen (32) und Kontaktflächen (35) der paarweise angeordneten Kontaktelemente (3) in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit Kontaktaufnahmen (23) ausgeformt ist, welche zur Steckseite des Gehäuses (2) hin eine Aussparung (24) zur Aufnahme des flexiblen Kontaktbereiches (33) aufweist.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (3) entlang der Breitseite des Gehäuses (2) mit einem Abstand von kleiner 0,8 mm beabstandet sind.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (24) der Kontaktaufnahme (23) die Kontaktierung der Kontaktkuppe (32) mit der Kontaktfläche (35) eines im Wesentlichen baugleichen, flexiblen Kontaktbereiches (33) ermöglicht.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (24) der Kontaktaufnahme (23) mit einer Breite von kleinergleich 0,35 mm ausgeführt ist.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktaufnahme (23) durch die Aussparung (24) die Kontaktelemente (3) im Wesentlichen u-förmig umschließt, so dass zumindest ein Teil der Kontaktkuppen (32) zumindest im ungesteckten Zustand aus der Kontaktaufnahme (23) hervorragen.
Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktaufnahme (23) durch die Aussparung (24) die Kontaktelemente (3) im Wesentlichen u-förmig umschließt, so dass zumindest ein Teil der Kontaktflächen (35) zumindest im ungesteckten Zustand aus der Kontaktaufnahme (23) hervorragen.
Hermaphroditischer Leiterkartensteckverbinder (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (20) mit zumindest drei Kontaktaufnahmen (23) ausgeführt ist, wobei die Kontaktaufnahmen (23) alternierend zumindest zwei Kontaktelemente (3) und zumindest vier Kontaktelemente (3) aufnehmen.
Hermaphroditischer Leiterkartensteckverbinder (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktaufnahmen (23) mit je zwei Kontaktelementen (3) auf eine einzelne Kontaktaufnahme (23) mit vier Kontaktelementen (3) folgend oder umgekehrt angeordnet sind, wobei die Kontaktaufnahmen (23) mit je zwei Kontaktelementen (3) an gegenüberliegenden Kanten entlang einer Breitseite des Gehäuses (20) angeordnet sind.
Hermaphroditischer Leiterkartensteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmalseite des Gehäuses (20) eine Wandung aufweist, welche sich über die Länge des Gehäuses (20) und die Länge zumindest eine Kontaktaufnahme (23) erstreckt.
Weiblicher Leiterkartensteckverbinder (1') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (21) zumindest zwei Kontaktaufnahmen (23') zur Aufnahme von jeweils zumindest zwei Kontaktelementen (3) aufweist, wobei die Kontaktaufnahmen (23') an gegenüberliegenden Kanten entlang einer Breitseite des Gehäuses (21) angeordnet sind.
Männlicher Leiterkartensteckverbinder (1") gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (22) zumindest eine Kontaktaufnahme (23") zur Aufnahme von jeweils zumindest vier Kontaktelementen (3) aufweist, wobei die Kontaktaufnahme (23") im Wesentlichen mittig entlang einer Breitseite des Gehäuses (22) angeordnet sind.