DE10203150A1

DE10203150A1 - Steckverbinder mit verschiebbaren Kontaktelementen

Info

Publication number: DE10203150A1
Application number: DE10203150A
Authority: DE
Inventors: Michael Burmeister
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG; Harting Electro Optics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG; Harting Electro Optics GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-31
Also published as: US20030143873A1; US6857908B2; EP1335454A1

Abstract

Ein Steckverbinder (5) zur Aufnahme einer Steckkarte (9) weist einen Träger (10) auf, der einen Aufnahmeraum (12) für die Steckkarte (9) definiert, mindestens eine Führungsöffnung (16), die in dem Träger ausgebildet ist und die in dem Aufnahmeraum (12) mündet, ein Kontaktelement (20, 120), das verschiebbar in der Führungsöffnung (16) angeordnet ist, eine Feder (52), die das Kontaktelement (20, 120) zum Aufnahmeraum (12) hin beaufschlagt, und eine Leiterbahn (38; 39), die mit dem Kontaktelement (20; 120) elektrisch leitend verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Aufnahme einer Steckkarte. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Steckverbinder zur Kontaktierung eines elektro-optischen Transceivers, wobei Signalübertragungsraten im Bereich von 10 Gbit pro Sekunde möglich sind.

Es sind verschiedene Steckverbinder bekannt, die zur Signalübertragung bei hohen Signalübertragungsraten dienen und die eine besonders hohe Signalübertragungsqualität gewährleisten sollen. Dabei werden üblicherweise ein erstes und ein zweites Steckverbinderteil verwendet, von denen eines beispielsweise an einer Trägerkarte und das andere an dem anzuschließenden Bauteil angebracht ist, beispielsweise dem elektro-optischen Transceiver. Beim Einschieben der Steckkarte in ihre Aufnahme werden auch die beiden Steckverbinderteile ineinandergeschoben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder zu schaffen, der eine hohe Signalübertragungsqualität bei hoher Signalübertragungsgeschwindigkeit und geringem Aufwand ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen Steckverbinder zu schaffen, bei dem eine anzuschließende Steckkarte unmittelbar in den Steckverbinder eingeschoben werden kann, ohne daß an der Steckkarte ein Steckverbinderteil montiert werden muß.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Steckverbinder zur Aufnahme einer Steckkarte vorgesehen, mit einem Träger, der einen Aufnahmeraum für die Steckkarte definiert, mindestens einer Führungsöffnung, die in dem Träger ausgebildet ist und die in dem Aufnahmeraum mündet, einem Kontaktelement, - das verschiebbar in der Führungsöffnung angeordnet ist, einer Feder, die das Kontaktelement zum Aufnahmeraum hin beaufschlagt, und einer Leiterbahn, die mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden ist. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, zwischen den Leiterbahnen der Steckkarte und den Leiterbahnen des Steckverbinders kleine Kontaktelemente zu verwenden, die quer zur Steckrichtung der Steckkarte verschiebbar sind. Die Kontaktelemente müssen verschiebbar sein, da andernfalls die Steckkarte nicht mit einer präzise eingestellten Kontaktkraft kontaktiert werden kann; nur durch die Verwendung einer Feder ist es möglich, auch bei eventuellen Herstellungstoleranzen immer eine zuverlässige Kontaktierung bei gleichbleibender Kontaktkraft zu gewährleisten. Die Feder selbst ist zur Kontaktierung aber kaum geeignet, wenn HF-Signale übertragen werden sollen; im Hinblick auf die erforderlichen Federeigenschaften muß die Feder sehr viel größer sein, als dies für die Übertragung von HF-Signalen zweckmäßig ist. Daher werden die Kontaktelemente zwischen den Leiterbahnen und der Steckkarte verwendet.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktelemente Kontaktkugeln, die verschiebbar in der Führungsöffnung angeordnet sind. Kontaktkugeln sind einfach herzustellen. Außerdem rollen die Kontaktkugeln beim Einschieben der Steckkarte auf deren Oberfläche teilweise ab, wodurch sich eine sehr gute Selbstreinigung ergibt, und zwar nicht nur zwischen der Steckkarte und der Kontaktkugel, sondern auch zwischen der Kontaktkugel und der Leiterbahn des Steckverbinders.

Im Hinblick auf kompakte Abmessungen werden die Kontaktkugeln mit möglichst geringem Durchmesser ausgeführt, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsöffnung auf ihrer dem Aufnahmeraum zugewandten Seite mit einem Bund versehen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Kontaktkugel. Dies verhindert, daß die Kontaktkugel aus der Führungsöffnung in den Aufnahmeraum hineinfällt, wenn keine Steckkarte im Aufnahmeraum im Träger angeordnet ist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktelement ein Kontaktstift, der verschiebbar in der Führungsöffnung angeordnet ist. Ein Stift ist zwar etwas aufwendiger in der Herstellung, verspricht aber Vorteile hinsichtlich der HF-Signalübertragung.

Der Kontaktstift weist vorzugsweise eine abgerundete Spitze, einen zylindrischen Führungsabschnitt und daran anschließend einen erweiterten Halteabschnitt auf, wobei der Durchmesser des Führungsabschnittes etwas dem Durchmesser der Führungsöffnung entspricht. Auf diese Weise ist ein Absatz gebildet, der als Anschlag für den Kontaktstift dient, so daß die Führungsöffnung durchgehend mit demselben Durchmesser ausgeführt werden kann. Dies verringert den Herstellungsaufwand für den Trägerkörper.

Der Kontaktstift hat einen Durchmesser in der Größenordnung von maximal 0,5 mm, vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,1 mm. Auf diese Weise läßt sich ein kompakter Aufbau erzielen. In gleicher Weise wie die Kontaktkugel ist der Kontaktstift vorzugsweise vergoldet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Feder eine Bügelfeder mit einem Verankerungsabschnitt, einem Biegeabschnitt und einem Federabschnitt ist, der auf das Kontaktelement einwirkt. Auf diese Weise ergibt sich ein langer Federweg, was wiederum zu einer geringen Änderung der Federkraft bei einer Auslenkung des Kontaktelements führt. Die Feder ist vorzugsweise an einem Gehäuse angebracht, an dem der Träger befestigt ist. Zur Befestigung der Feder können am Gehäuse Befestigungszapfen vorgesehen sein, die in Befestigungsöffnungen im Verankerungsabschnitt der Feder eingreifen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Leiterbahn an einer flexiblen Leiterfolie gebildet ist und in einem Kontaktfeld endet, an dem das Kontaktelement anliegt. Die Leiterfolie ist aufgrund ihrer Flexibilität besonders gut geeignet, mit geringem Aufwand und geringem Bauraum eine zuverlässige Kontaktgabe zum beweglich angeordneten Kontaktelement zu erzielen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Kontaktfeld tropfenförmig ist, wobei die Breite des Kontaktfeldes etwa dem Durchmesser des Kontaktelements entspricht. Die Spitze des Kontaktfeldes dient dabei zum Anschluß an die zugehörige Leiterbahn, während der Bauch des Kontaktfeldes ausreichend groß ist, um auch bei eventuellen Herstellungstoleranzen eine zuverlässige Kontaktierung des Kontaktelements zu ermöglichen. Da die Breite des Kontaktfeldes etwa gleich dem Durchmesser des Kontaktelements ist, ergeben sich gute Hochfrequenzeigenschaften.

Um einen kompakten Aufbau zu erzielen, wird die Leiterfolie vorzugsweise zwischen der Feder und dem Träger angeordnet, wobei die Feder auf die von dem Kontaktfeld abgewandte Seite der Leiterfolie drückt. Zur präzisen Positionierung der Leiterfolie in diesem Bereich können Fixierzapfen vorgesehen sein, die am Träger ausgebildet sind und sich durch Fixieröffnungen in der Leiterfolie erstrecken.

Der Steckverbinder kann beispielsweise auf einer Leiterplatte montiert werden. Zum Anschließen der Leiterfolie ist vorgesehen, daß diese sich bis außerhalb des Gehäuses erstreckt und die Leiterbahn dort mit einer Lötfläche endet. Auf diese Weise können bekannte Oberflächenmontageverfahren verwendet werden, um den Steckverbinder mit der Leiterplatte elektrisch zu verbinden.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind eine erste und eine zweite Reihe von Kontaktelementen vorgesehen, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind. Bei dieser Anordnung der Kontaktelements ist eine besonders geringe Kraft erforderlich, um die Steckkarte in den Träger einzuschieben, da die Steckkarte beim Einschieben schwimmend zwischen den einander gegenüberliegenden Reihen von Kontaktelementen geführt wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Kontaktelemente der ersten Reihe mit Leiterbahnen in elektrisch leitender Verbindung stehen, die im Inneren einer abgeschirmten Leiterfolie verlaufen, und daß die Kontaktelemente der zweiten Reihe mit Leiterbahnen in elektrisch leitender Verbindung stehen, die auf der Oberfläche einer Leiterfolie verlaufen. Bei dieser Ausführungsform werden also Signalführungswege unterschiedlicher Qualität verwendet, nämlich bei den Kontakten der ersten Reihe besonders gut abgeschirmte Kontakte, die speziell für eine hochfrequente Signalübertragung geeignet sind, und bei den Kontakten der zweiten Reihe eine geringere Qualität, wie sie beispielsweise für die Leistungsübertragung ausreichend ist.

Bei der abgeschirmten Leiterfolie ist vorzugsweise vorgesehen, daß je zwei Leiterbahnen als symmetrisches Leiterpaar ausgeführt sind, um eine hohe Signalübertragungsqualität zu erzielen.

Wenn in den Aufnahmeraum des Steckverbinders eine Steckkarte eingesteckt ist, die mit Kontaktflächen versehen ist, liegen die Kontaktelemente auf den Kontaktflächen mit einer definierten Kontaktkraft auf, die durch die Feder bestimmt ist. Diese Kontaktkraft wird von eventuellen Herstellungstoleranzen kaum beeinflußt, da die Kontaktelemente einzeln, also unabhängig von dem benachbarten Kontaktelement, von der Feder beaufschlagt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen, geschnittenen Ansicht einen Steckverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer zugehörigen Steckkarte;
Fig. 2 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 1 verschiedene Bauteile des Steckverbinders von Fig. 1;
Fig. 3 in einer Schnittansicht die Bauteile von Fig. 2;
Fig. 4 in einer schematischen, geschnittenen Explosionsansicht den Träger des Steckverbinders von Fig. 1 mit einer Leiterfolie und einer Steckkarte;
Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht die verschiedenen Lagen einer Leiterfolie, die beim Steckverbinder von Fig. I verwendet wird;
Fig. 6 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht die Kontaktierung einer Steckkarte gemäß einer ersten Variante;
Fig. 7 in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht die Kontaktierung zwischen einander gegenüberliegenden Kontaktflächen gemäß der Variante von Fig. 6;
Fig. 8 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 7 eine zweite Variante; und
Fig. 9 in einer schematischen Seitenansicht einen Steckverbinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Steckverbinder 5 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Dieser Steckverbinder ist auf einer Leiterplatte 7 angeordnet, die mit schematisch angedeuteten Leiterbahnen 8 versehen ist. In den Steckverbinder 5 kann eine Steckkarte 9 so eingesteckt werden, daß Leiterbahnen der Steckkarte 9 elektrisch kontaktiert werden.
Der Steckverbinder 5 weist als zentrales Bauelement einen Träger 10 auf, in welchem ein Aufnahmeraum 12 mit rechteckigem Querschnitt für die Steckkarte 9 gebildet ist. Der Träger 10 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff. In den beiden größeren Seitenwänden 14 des Trägers 10 sind mehrere in einer Reihe nebeneinanderliegende Führungsöffnungen 16 ausgebildet, die sich als Durchgangsöffnung vom Aufnahmeraum 12 durch die Seitenwand 14 nach außen hin erstrecken. Jede Führungsöffnung 16 ist als Bohrung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, wobei auf ihrer dem Aufnahmeraum 12 zugewandten Seite ein Bund 18 vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des übrigen Bereichs der Führungsöffnung 16. Die Längsachse jeder Führungsöffnung erstreckt sich etwa senkrecht zur Einschubrichtung der Steckkarte in den Trägerkörper.
In jeder Führungsöffnung 16 ist ein Kontaktelement angeordnet, das hier als Kontaktkugel 20 ausgeführt ist. Der Durchmesser der Kontaktkugel ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Führungsöffnung, jedoch größer als der Innendurchmesser des Bundes 18. Auf diese Weise ist jede Kontaktkugel 20 in ihrer Führungsöffnung 16 bewegbar, wobei jedoch verhindert ist, daß sie in den Aufnahmeraum 12 vollständig eintritt. Die Abmessungen jeder Kontaktkugel 20 sowie der zugehörigen Führungsöffnung 16 mit Bund 18 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Kontaktkugel 20 über die innere Oberfläche der entsprechenden Seitenwand 14 hervor- und in den Aufnahmeraum 12 hineinragen kann.
Alternativ können die Führungsöffnungen 16 auch konisch ausgeführt sein, so daß auf den Bund 18 verzichtet werden kann. Der Durchmesser der Führungsbohrung hat dann einen solchen Verlauf, daß die Kontaktkugel 20 an dem im Aufnahmeraum 12 mündenden Ende der Führungsbohrung 16 nicht aus dieser austreten kann.
Jede Kontaktkugel 20 ist zumindest auf ihrer Oberfläche elektrisch leitend. Zu diesem Zweck ist jede Kontaktkugel 20 mit Gold beschichtet. Der Durchmesser jeder Kontaktkugel 20 beträgt in der Größenordnung von etwa 0,5 mm.
Jede Kontaktkugel 20 ist einer Kontaktfläche 22, 24 zugeordnet, die auf der Oberseite bzw. Unterseite der Steckkarte 9 ausgebildet sind. Die Kontaktflächen 22 dienen dabei zur Signalübertragung und sind paarweise zwischen den Kontaktflächen 24 angeordnet, die als Massekontakt dienen. Der Durchmesser der Signal-Kontaktflächen 22 und der Masse-Kontaktflächen 24 entspricht etwa dem Durchmesser der Kontaktkugeln 20. Die Masse-Kontaktflächen 24 sind auf einem Masseleiter 26 angeordnet, der die Oberseite und die Unterseite der Steckkarte 9 flächig bedeckt. Die Signal-Kontaktflächen 22 sind in Aussparungen 28, die zwischen zwei nebeneinanderliegenden Masse-Kontaktflächen 24 ausgebildet sind, angeordnet und mit Leiterbahnen 30 verbunden, die sich im Inneren der Steckkarte 9 erstrecken und daher durch die Masseleiter 26 abgeschirmt sind (siehe Fig. 4). Die nebeneinanderliegenden Leiterbahnen 30 von zwei nebeneinanderliegenden Signal-Kontaktflächen 22 bilden ein symmetrisches Leiterpaar.
Der Träger 10 ist in einem Gehäuse 21 aufgenommen, das zur Anbringung des Steckverbinders 5 auf der Leiterplatte 7 sowie zur Aufnahme von weiteren Bauteilen des Steckverbinders dient, die später erläutert werden. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich um ein Verbundgehäuse, das aus Kunststoff und einer aufgesetzten Verstärkungsplatte aus Metall besteht.
Zur Kontaktierung der Kontaktkugeln 20 sind zwei flexible Leiterfolien 32, 34 vorgesehen, die sich ausgehend von den Außenseiten der Seitenwände 14 aus dem Gehäuse 21 des Steckverbinders 5 heraus erstrecken. Jede Leiterfolie 32, 34 ist ähnlich aufgebaut wie die Steckkarte 9, weist also zwei flächige Masseleiter 36 auf, welche die Außenfläche bilden, sowie im Inneren angeordnete Leiterbahnen 38, die in ein isolierendes Trägermaterial 40 eingebettet sind. Auch hier bilden zwei nebeneinanderliegende Leiter 38 ein symmetrisches Leiterpaar.
An dem den Kontaktkugeln 20 zugewandten Ende der Leiterfolie 32 sind am Masseleiter 36 mehrere Masse-Kontaktfelder 40 ausgebildet, zwischen denen paarweise Signal-Kontaktfelder 42 angeordnet sind, die mit den Leiterbahnen 38 verbunden sind. Die paarweise angeordneten Signal-Kontaktfelder 42 sind jeweils in einer Aussparung 43 des Masseleiters 36 angeordnet. Am entgegengesetzten Ende der Leiterfolie 32, das aus dem Steckverbinder 5 herausgeführt ist, sind die Leiterbahnen 38 zu Signal-Lötflächen 44 geführt, die mit den Leiterbahnen 8 der Leiterplatte 7 verbunden werden können. Zwischen einem Paar von Signal- Lötflächen 44 ist jeweils eine Masse-Lötfläche 46 vorgesehen.
Zur Fixierung der Leiterfolien 32, 34 am Träger 10 ist dieser mit mehreren Fixierzapfen 48 versehen, die in entsprechende Fixieröffnungen 50 in den Leiterfolien 32, 34 eingreifen.
Im Innenraum des Steckverbinders zwischen dem Träger 14 und dem Gehäuse 21 sind zwei Federn 52 angeordnet, die dazu dienen, die Masse-Kontaktflächen 40 und die Signal-Kontaktflächen 42 der Leiterfolien 32, 34 gegen die Kontaktkugeln 20 und damit die Kontaktkugeln 20 zum Aufnahmeraum 12 hin zu drücken. Die Federn 52 sind nach Art einer Bügelfeder ausgeführt und weisen jeweils einen Verankerungsabschnitt 54 auf, der am Gehäuse 21 befestigt ist, einen Biegeabschnitt 56, der sich über einen Winkel von etwa 270° erstreckt, sowie einen Federabschnitt 58, der durch mehrere nebeneinanderliegende Federlaschen gebildet ist. Jeweils eine Federlasche ist gegenüber einer Kontaktkugel 20 angeordnet, so daß diese individuell beaufschlagt wird. Die Federn 52 sind mittels Befestigungszapfen 60, die am Gehäuse 21 ausgebildet sind und in Befestigungsöffnungen im Verankerungsabschnitt 54 eingreifen, im Gehäuse festgelegt.
Um die Leiterbahnen 30 der Steckkarte 9 mit den Leiterbahnen 8 der Leiterplatte 7 zu verbinden, wird die Steckkarte 9 unmittelbar in den Aufnahmeraum 12 des Steckverbinders 5 eingeschoben. Dabei werden die im Ruhezustand aufgrund der Vorspannung der Feder geringfügig in den Aufnahmeraum 12 hineinragenden Kontaktkugeln 20 von der Steckkarte 9 in den Führungsöffnungen 16 zurückgedrückt, bis die Kontaktkugeln 20 auf der Oberfläche der Steckkarte 9 aufliegen, also auf dem Masseleiter 26. Dies kann durch eine Schräge an der Vorderkante der Steckkarte 9 erleichtert werden. Beim weiteren Einschieben rutschen die Kontaktkugeln 20 über die Oberfläche der Steckkarte 9, wobei sich die Kontaktkugeln 20 in Abhängigkeit von den Reibungsverhältnissen auch mitdrehen können. Kurz bevor die Steckkarte 9 vollständig in den Aufnahmeraum 12 eingeschoben ist, tauchen die dem Signal- Kontaktflächen 22 zugeordneten Kontaktkugeln 20 noch kurz in die Aussparungen 28 ein, die um die Signal-Kontaktflächen herum vorgesehen sind. Dies ist jedoch aufgrund der federnden Anordnung der Kontaktkugeln 20 problemlos möglich.
Wenn die Steckkarte 9 vollständig in den Aufnahmeraum 12 eingeschoben ist, liegen die Kontaktkugeln 20 mittig auf den Signal-Kontaktflächen 22 und den Masse-Kontaktflächen 24. Da die Kontaktkugeln 20 von den Federlaschen des Federabschnittes 58 einzeln und unabhängig voneinander mit einer gleichbleibenden Kontaktkraft zwischen den Kontaktflächen der Steckkarte 9 und den Kontaktfeldern der Leiterfolien 32, 34 eingespannt sind, ergibt sich eine gute Kontaktierung. Da der Durchmesser der Kontaktflächen 22, 24 der Steckkarte 9 sowie der Kontaktfelder 40, 42 der Leiterfolien 32, 34 etwa dem Durchmesser der Kontaktkugeln 20 entspricht, ergibt sich eine hohe Übertragungsqualität für Hochfrequenzsignale. Zur hohen Signalübertragungsqualität trägt außerdem bei, daß die Leiterbahnen 30 in der Steckkarte 9 bzw. 38 in den Leiterfolien 32, 34 jeweils abgeschirmt zwischen flächigen Masseleitern geführt werden. Zur hohen Signalübertragungsqualität trägt schließlich bei, daß zwischen jedem Paar von Signalübertragungs-Kontakten ein Massekontakt angeordnet ist.
In den Fig. 6 und 7 sind die Details einer Ausführungsvariante zu der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Für die Bauelemente, die von der vorangegangenen Ausführungsform bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 6 und 7 sind die Leiterbahnen 39 der zweiten Leiterfolie 34 nicht abgeschirmt im Inneren der Leiterfolie angeordnet, sondern auf der Oberfläche in der Aussparung 43 des Masseleiters 36 geführt. In gleicher Weise sind die zugeordneten Leiterbahnen 31 der Steckkarte 9 nicht im Inneren der Steckkarte, sondern auf der Oberfläche geführt. Diese hinsichtlich der Abschirmung einfachere Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn über die zweite Leiterfolie 34 Signale mit niedrigerer Frequenz übertragen werden sollen.
Ein weiterer Unterschied zu der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform besteht darin, daß die Signal-Kontaktflächen 22 der Steckkarte 9 sowie die Signal-Kontaktflächen 42 der Leiterfolie 32 tropfenförmig ausgeführt sind (siehe insbesondere Fig. 7). Die Spitze des Tropfens dient dabei zur Kontaktierung mit den Leiterbahnen 30 bzw. 38, und die eigentliche Kontaktfläche liegt im Bereich des Bauches des Tropfens. Die Breite des Bauches entspricht etwa dem Durchmesser der Kontaktkugeln. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die zylindrische Verbindung zwischen den sich in unterschiedlichen Ebenen erstreckenden Leiterbahnen einerseits und Kontaktflächen bzw. Kontaktfeldern andererseits leichter herzustellen ist.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsvariante gezeigt. Abweichend von den vorhergehenden Ausführungen werden hier je Kontaktfeld bzw. Kontaktfläche zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Kontaktkugeln 20 verwendet. Dementsprechend ist jedes Kontaktfeld bzw. jede Kontaktfläche langgestreckt ausgeführt, und die (nicht dargestellten) Führungsöffnungen 16 für die Kontaktkugeln 20 haben die Form eines Langlochs, das auf der Seite des Aufnahmeraums 12 im Träger 10 verengt ist, so daß die Kontaktkugeln 20 in den Seitenwänden 14 gehalten sind.
In Fig. 9 sind schematisch die wesentlichen Bauteile eines Steckverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß anstelle der Kontaktkugel ein Kontaktstift 120 als Kontaktelement verwendet wird. Der Kontaktstift 120 weist eine abgerundete Spitze 122, einen zylindrischen Führungsabschnitt 124 und daran anschließend einen erweiterten Halteabschnitt 126 auf. Die abgerundete Spitze 122 ist dafür vorgesehen, die Kontaktflächen 22, 24 der Steckkarte 9 zu kontaktieren. Der Führungsabschnitt 124 ist verschiebbar in der Führungsöffnung 16 der Seitenwand 14 des Trägers aufgenommen; sein Durchmesser ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Führungsöffnung 16. Der Halteabschnitt 126 liegt außerhalb des Trägers. Da der Halteabschnitt einen größeren Durchmesser hat als der Führungsabschnitt 124, ist eine Absatzfläche 128 gebildet, mit welcher der Kontaktstift 120 auf der Außenseite der Seitenwand 14 aufliegen kann. Die Absatzfläche dient als Anschlag und bestimmt, wie weit der Kontaktstift 120 von der an ihm angreifenden Feder 52 in den Aufnahmeraum 12 hineingedrückt werden kann. Zwischen der Feder 52 und dem Halteabschnitt 126 ist die Leiterfolie 32, 34 so angeordnet, daß das entsprechende Kontaktfeld kontaktiert wird.
Der Durchmesser jedes Kontakstiftes beträgt weniger als 0,5 mm; im Hinblick auf eine möglichst kompakte Bauform wird vorzugsweise ein Durchmesser von rund 0,1 mm gewählt. In gleicher Weise wie die Kontaktkugeln sind die Kontaktstifte 120 vergoldet.
Der Vorteil der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß die Führungsöffnungen durchgehend mit demselben Durchmesser ausgeführt werden können; es ist keine Verengung der Führungsöffnung 16 erforderlich, um einen Anschlag für das Kontaktelement zu bilden. Ein weiterer Vorteil dürfte darin liegen, daß Kontaktstifte grundsätzlich besser für die Übertragung von HF- Signalen geeignet sind als Kontaktkugeln. Bezugszeichenliste 5 Steckverbinder
7 Leiterplatte
9 Steckkarte
10 Träger
12 Aufnahmeraum
14 Seitenwand
16 Führungsöffnung
18 Bund
20 Kontaktkugel
21 Gehäuse
22 Signal-Kontaktfläche Steckkarte
24 Masse-Kontaktfläche Steckkarte
26 Masseleiter Steckkarte
28 Aussparung Steckkarte
30 Leiterbahn Steckkarte
31 Leiterbahn Steckkarte
32 Leiterfolie
34 Leiterfolie
36 Masseleiter Leiterfolie
38 Leiterbahn Leiterfolie
39 Leiterbahn Leiterfolie
40 Masse-Kontaktfeld Leiterfolie
42 Signal-Kontaktfeld Leiterfolie
43 Aussparung Leiterfolie
44 Signal-Lötfläche Leiterfolie
46 Masse-Lötfläche Leiterfolie
48 Fixierzapfen
50 Fixieröffnung
52 Feder
54 Verankerungsabschnitt
56 Biegeabschnitt
58 Federabschnitt
60 Befestigungszapfen
120 Kontaktstift
122 Spitze
124 Führungsabschnitt
126 Halteabschnitt
128 Absatzfläche

Claims

1. Steckverbinder (5) zur Aufnahme einer Steckkarte (9), mit einem Träger (10), der einen Aufnahmeraum (12) für die Steckkarte (9) definiert, mindestens einer Führungsöffnung (16), die in dem Träger (10) ausgebildet ist und die in dem Aufnahmeraum (12) mündet, einem Kontaktelement (20; 120), das verschiebbar in der Führungsöffnung (16) angeordnet ist, einer Feder (52), die das Kontaktelement (20; 120) zum Aufnahmeraum (12) hin beaufschlagt, und einer Leiterbahn (38; 39), die mit dem Kontaktelement (20; 120) elektrisch leitend verbunden ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement eine Kontaktkugel (20) ist, die verschiebbar in der Führungsöffnung (16) angeordnet ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsöffnung (16) auf ihrer dem Aufnahmeraum (12) zugewandten Seite mit einem Bund (18) versehen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Kontaktkugel (20).

4. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kontaktkugel (20) in der Größenordnung von 0,5 mm beträgt.

5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinanderliegende Kontaktkugeln (20) vorgesehen sind, die in derselben Führungsöffnung (16) angeordnet sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement ein Kontaktstift (120) ist, der verschiebbar in der Führungsöffnung (16) angeordnet ist.

7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (120) eine abgerundete Spitze (122), einen zylindrischen Führungsabschnitt (124) und daran anschließend einen erweiterten Halteabschnitt (126) aufweist, wobei der Durchmesser des Führungsabschnittes (124) etwas dem Durchmesser der Führungsöffnung (16) entspricht.

8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (120) einen Durchmesser in der Größenordnung von maximal 0,5 mm hat.

9. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, der Kontaktstift (120) einen Durchmesser von etwa 0,1 mm hat.

10. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (20; 120) vergoldet ist.

11. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (52) eine Bügelfeder mit einem Verankerungsabschnitt (54), einem Biegeabschnitt (56) und einem Federabschnitt (58) ist, der auf das Kontaktelement (20; 120) einwirkt.

12. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (10) ein Gehäuse (21) angebracht ist und daß das Gehäuse (21) mit einer Befestigung (60) für die Feder (52) versehen ist.

13. Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) mit einem Befestigungszapfen (60) versehen ist und die Feder (52) mit einer Befestigungsöffnung, durch die sich der Befestigungszapfen erstreckt.

14. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn (38, 39) an einer flexiblen Leiterfolie (32, 34) gebildet ist und in einem Kontaktfeld (42) endet, an dem das Kontaktelement (20; 120) anliegt.

15. Steckverbinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktfeld (42) tropfenförmig ist, wobei die Breite des Kontaktfeldes (42) etwa dem Durchmesser des Kontaktelements (20; 120) entspricht.

16. Steckverbinder nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterfolie (32, 34) zwischen der Feder (52) und dem Träger (10) angeordnet ist, wobei die Feder (52) auf die von dem Kontaktfeld abgewandte Seite der Leiterfolie (32, 34) drückt.

17. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) mit einem Fixierzapfen (48) und die Leiterfolie (32, 34) mit einer Fixieröffnung (50) versehen ist, durch die sich der Fixierzapfen (48) erstreckt.

18. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterfolie (32, 34) mindestens einen zur Abschirmung dienenden Masseleiter (36) aufweist.

19. Steckverbinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn (38) im Inneren der Leiterfolie (32, 34) verläuft.

20. Steckverbinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn (39) auf der Oberfläche der Leiterfolie (32, 34) verläuft und durch den seitliche angeordneten Masseleiter abgeschirmt ist.

21. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterfolie (32, 34) sich bis außerhalb des Gehäuses (21) erstreckt und die Leiterbahn (38, 39) dort mit einer Lötfläche (44) endet.

22. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine ersten und eine zweite Reihe von Kontaktelementen (20; 120) vorgesehen sind, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers (10) angeordnet sind.

23. Steckverbinder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (20; 120) der ersten Reihe mit Leiterbahnen (38) in elektrisch leitender Verbindung stehen, die in einer abgeschirmten Leiterfolie (32) verlaufen, und daß die Kontaktelemente (20; 120) der zweiten Reihe mit Leiterbahnen (39) in elektrisch leitender Verbindung stehen, die auf der Oberfläche einer Leiterfolie (34) verlaufen.

24. Steckverbinder nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (52) mehrere Federlaschen aufweist, von denen jeder mit genau einem Kontaktelement (20; 120) zusammenwirkt.

25. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Leiterbahnen (38, 39) als symmetrisches Leiterpaar ausgeführt sind.

26. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Aufnahmeraum (12) eine Steckkarte (9) eingesteckt ist, die mit Kontaktflächen (22, 24) versehen ist, und daß die Kontaktelemente (20; 120) auf den Kontaktflächen (22, 24) mit einer definierten Kontaktkraft aufliegen, die durch die Feder (52) bestimmt ist.