DE10254091B4

DE10254091B4 - Steckverbinder mit Stiftführung

Info

Publication number: DE10254091B4
Application number: DE10254091.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Feye-Hohmann; Ralf Geske
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: DE10254091A1

Abstract

Steckverbinder (1) mit mehreren Steckkontakten (12) für den Anschluss flexibler oder starrer Leiter auf einer Leiterplatte, wobei der Steckverbinder (1) auf eine Kontaktstifte (2) enthaltende Stiftleiste gesteckt wird, der Steckverbinder (1) einen Isolierkörper (8) mit einem für jeden Steckkontakt (12) ausgeformten Aufnahmeraum (13) enthält, wobei jeder Steckkontakt (12) eine Kontaktfeder (4) und eine Leiteranschlussklemme (7) enthält, die Kontaktfeder (4) zwei sich gegenüberliegende Schenkel (5, 5a) umfasst, der Isolierkörper (8) im darin enthaltenen Aufnahmeraum (13) für jeden Steckkontakt (12) einen ausgeformten ersten Führungssteg (9) enthält, der eine Anlage (14) für die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) im ungesteckten Zustand bildet sowie zur Führung des Kontaktstiftes (2) dient, und der erste Führungssteg (9) sich in axialer Richtung, bezogen auf die Position des Kontaktstiftes (2), zwischen den zwei Schenkeln (5, 5a) der Kontaktfeder (4) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur lösbaren elektrischen Verbindung von Leiterplatten und Leitern.
Für den steckbaren Anschluss von elektrischen Leitern an eine auf einer Leiterplatte angebrachte Stiftleiste oder zur direkten Steckverbindung zwischen zwei parallel liegenden Leiterplatten sind zahlreiche Steckverbinder bekannt.
In EP 1 249 895 A2 ist ein Steckverbinder zur direkten Verbindung zweier Leiterplatten offenbart, welcher eine steckbare Kontaktierung einer Kontaktfeder mit einem in der Leiterplatte eingelöteten Kontaktstift bereitstellt. Die Kontaktfeder des Buchsenteils ist derart geformt, dass ein Verwinkeln der Kontaktfeder gegenüber des Kontaktstiftes ermöglicht wird. Der Kontaktstift drückt je nach Schräglage mehr oder weniger gegen die Kontaktfläche der Kontaktfeder. Nachteilig ist, dass bei einer schrägen Einstecklage, die einen geringen Druck der Kontaktfläche gegen den Kontaktstift erzeugt, ein erhöhter elektrischer Übergangswiderstand an der Kontaktstelle zwischen Kontaktfläche der Kontaktfeder und Kontaktstift entsteht. Eine derartige Verbindung kann sich auch nachteilig bei Vibrationen auswirken, da sich die Kontaktfeder im schrägen Steckzustand zur axialen Ausrichtung des Kontaktstiftes, vom Kontaktstift entfernen kann.
In DE 101 14 827 A1 ist ein Steckverbinder aufgezeigt, welcher eine geringe Schräglage der Kontaktfedern zu den Kontaktstiften erlaubt. Hier findet eine gewisse Führung des Steckerteils im Isoliergehäuse statt, wobei hier ein zusätzliches Isoliergehäuse für die in der Leiterplatte eingelöteten Kontaktstifte erforderlich ist. Auch hier variiert der Kontaktdruck zwischen Kontaktfläche und Kontaktstift je nach Größe der Schräglage im gesteckten Zustand.
In DE 196 10 958 A1 wird ein mehrpoliger Steckverbinder mit Zugfederanschlüssen für elektrische Leiter vorgeschlagen, dessen Gehäuse alle Anschlussplätze des Steckverbinders umgreift und aus einem Unterteil und einem Deckelteil besteht, zwischen denen für jeden Anschlussplatz je eine Aufnahmetasche für zugeordnete Zugfedern und Stromschienen vorgesehen ist und ein vormontierter Verband aus Zugfeder und Stromschiene in der Aufnahmetasche positionierbar und durch Fügen von Unterteil und Deckelteil festlegbar ist, wobei ein der Stromschiene zugeordnetes Positionierelement im Deckelteil klemmend fixiert ist.
DE 299 20 231 U1 beschreibt eine schraubenlose Anschlussklemme zum Anschluss eines elektrischen Leiters an einen Kontaktkörper, an dem eine Klemmfeder zum Anklemmen eines Leiters angeordnet ist, und einem Schiebeelement, das von einer Ausgangsposition in eine Entriegelungsposition bewegbar ist, um eine Klemmverbindung zwischen dem Leiter und der Klemmfeder herzustellen oder zu lösen, wobei das Schiebeelement nach der Betätigung mittels einer Spanneinrichtung in die Ausgangsposition verschiebbar ist.
DE 296 06 347 U1 beschreibt einen elektrischen Steckverbinder für ein elektrisch zu kontaktierendes Element, mit einem Isoliergehäuse mit einer Einführöffnung zur Aufnahme und Befestigung eines Leiters und mit einer der Einführöffnung abgewandten Kontaktöffnung als Anschluss an das zu kontaktierende Element, wobei eine Kontaktfeder allein sowohl den Leiter im Bereich der Einführöffnung klemmend fixiert als auch das Anschlussteil an das zu kontaktierende Element bildet.
DE 41 32 214 C2 beschreibt eine Anschlussklemmleiste zum Aufstecken auf Stiftleisten mit in einem Isoliergehäuse angeordneten, vorzugsweise mit einem Leiterschutzbügel versehenen Schraubklemmen zum Anschließen von elektrischen Leitern, wobei die Schraubklemmen mit einem Buchsenkontakt für die Stifte verbunden sind, wobei der Buchsenkontakt eine einstückig an dem eine Leiter-Einführöffnung aufweisenden Klemmkörper der Schraubklemme angeformte, an dem der Einstecköffnung für den Stift abgewandten Ende geschlitzte Hülse ist, die sich von der unteren Einstecköffnung, die einen größeren Durchmesser aufweist als die Stifte, auf einen Durchmesser im geschlitzten Ende verjüngt, der kleiner ist als der Stiftdurchmesser.
DE 197 10 422 C1 beschreibt eine elektrische Steckbuchse mit zwei Kontaktflächen zur Aufnahme eines Kontaktstifts, wobei eine Kontaktfläche eine Führungsfläche ist mit Vorsprüngen zur formschlüssigen Führung des Kontaktstifts beim Einschieben in die Buchse und wobei die zweite Kontaktfläche eine Reibfläche ist mit Vorsprüngen zur reibschlüssigen Fixierung des Kontaktstifts in seiner Einschubstellung in der Buchse.
DE 39 22 072 A1 beschreibt eine elektrische Anschlussklemme für Leiterplatten beschrieben, die auf die zur Leiterplatte parallelen Kontaktstifte einer Stiftenleiste der Leiterplatte aufsteckbar ist. Um ein Abheben der Anschlußklemme von der Leiterplatte zu verhindern, ist an dem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse zumindest ein Rasthaken angeformt, der eine Kante der Leiterplatte (10) hintergreift.
DE 197 10 306 C2 beschreibt eine elektrische Klemme, mit einem Kontakteinsatz, der in einem Stück aus einem flachen, federnden Bandmaterial geformt ist, das Bandmaterial besitzt zwei Endstücke, die jeweils als Blattfeder eine Klemmstelle zum Anschließen eines elektrischen Leiters bilden und das Bandmaterial besitzt einen etwa mittig in dem Band angeordneten Durchbruch, der einen Buchsenkontakt zum Aufstecken der Klemme auf einen Stiftkontakt einer Leiterplatte oder eines elektrischen Gerätes bildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder bereitzustellen, der eine Schräglage zwischen Kontaktfeder und Kontaktstift minimiert und einen nahezu gleich hohen Kontaktdruck zwischen Kontaktfeder und Kontaktstift, insbesondere zwischen den Kontaktflächen der Kontaktfeder und des Kontaktstifts, aufrecht erhält und die Schräglage derart begrenzt, dass der elektrische Übergangswiderstand sich nicht erhöht und der Steckverbinder sich in axialer Richtung mechanisch nicht vom Kontaktstift entfernt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem unabhängigen Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder besteht aus einem Isolierkörper mit jeweils einen für jeden Steckkontakt vorgesehenen Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Kontaktfeder mit einer daran befestigten Leiteranschlussklemme. Jeder der Schenkel der tulpenförmigen Kontaktfeder enthält jeweils mindestens eine Kontaktfläche, die zur Kontaktierung des korrespondierenden Kontaktstiftes der Stiftleiste dient. Als Kontaktstifte können bekannte sogenannte auf einer Leiterplatte einlötbare Stiftleisten verwendet werden. Der Isolierkörper enthält mindestens einen Führungssteg, der sich axial, bezogen auf die Position der einzelnen Kontaktstifte, in den Aufnahmeraum des Kontaktstiftes hin erstreckt. Dieser Führungssteg begrenzt das seitliche Kippen des Steckverbinders in Relation zum Kontaktstift beim Einstecken und im gesteckten Zustand. Der Führungssteg ist dabei vorteilhafterweise mit dem Isolierkörper einstückig verbunden bzw. ist einstückig im Steckergehäuse ausgeformt und aus dem gleichen Material hergestellt. Dadurch ist ein Kippen bzw. eine Schräglage des Steckverbinders quer zur Richtung der Aneinanderreihung der Kontaktstifte in einem nur geringfügigen Maße möglich. Dynamisches Kippen, wie es bei Vibrationen auftritt, wird ebenfalls stark begrenzt und führt nicht zum Lösen des Steckverbinders in axialer Richtung, bezogen auf die Richtung des Kontaktstiftes. Ein Kippen oder eine Schräglage des Steckverbinders in Richtung der Aneinanderreihung der Kontaktstifte ist aufgrund der Vielzahl der aneinander gereihten Kontaktstellen nicht oder in nicht nennenswerten Maßen vorhanden. Der besondere Vorteil besteht auch darin, dass der Steckverbinder keine gehäuseseitige Führung oder Abstützung auf der Leiterplatte benötigt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Kontaktfeder in ihrer Breite den freien Raum zwischen zwei sich gegenüberliegenden Führungsstegen überragt, wodurch die gegenüberliegenden Schenkel der Kontaktfeder seitlich gegen die sich gegenüberliegenden Führungsstege unter Wirkung einer Vorspannung anliegen. Generell ist die hier dargestellte Erfindung nicht auf den Anschluss von Leitern an eine Leiterplatte eingeschränkt.
1: zeigt einen Steckverbinder im gesteckten Zustand
2: zeigt den Isolierkörper mit eingelegter Kontaktfeder und Anschlussklemme.
3: zeigt den Steckverbinder im gesteckten Zustand in einer Schnittansicht.
4: zeigt den Steckverbinder im gesteckten Zustand quer zum Verlauf des Steckkontaktes.
In 1 ist der erfindungsgemäße Steckverbinder 1 in einem horizontalen Halbschnitt dargestellt, dessen tulpenförmige Kontaktfeder 4 mit dem Kontaktstift 2 lösbar verbunden ist. Den elektrischen Kontakt zwischen Kontaktfeder 4 und Kontaktstift 2 bildet dabei die Kontaktfläche 6, welche unter Vorspannung an der Oberfläche des Kontaktstifts 2 anliegt. Für jeden Steckkontakt 12 ist jeweils ein Aufnahmeraum 13 vorgesehen, der die Kontaktfeder 4 und die daran angeschlossene Leiteranschlussklemme 7 in ortsrichtiger Position hält. Die hier gezeigte Position des Steckkontaktes 12 wird als längst verlaufend bezeichnet. Die Leiteranschlussklemme 7 ist hier beispielsweise als Schraubklemme ausgeführt, andere als Stand der Technik bekannte Leiteranschlussarten, wie beispielsweise eine Federkraftklemme sind ebenfalls möglich. Im dargestellten gesteckten Zustand ist der im Einlötbereich 3 auf der Leiterplatte eingelötete Kontaktstift 2 von zwei sich gegenüberliegenden Schenkeln 5, 5a der Kontaktfeder 4 umschlossen. Die Kontaktfeder 4 ist derart positioniert, dass die federnde Bewegung der Schenkel 5, 5a in Richtung der Aneinanderreihung der Kontaktstifte 2 erfolgt.
2 zeigt den Steckverbinder 1 im ungesteckten Zustand in einer Schnittdarstellung, bei der ein Führungssteg 9, 9b im Aufnahmeraum 13 zu erkennen ist. Der Führungssteg 9, 9b ist hier beispielsweise einstückig aus dem Isoliergehäuse ausgeformt. Der Führungssteg 9, 9b kann auch in anderer Art und Weise, beispielsweise als zusätzliches Teil eingeklebt oder angeschweißt, werden. 2 zeigt weiterhin jeweils einen mit einem Steckkontakt 12 bestückten und einen unbestückten Aufnahmeraum 13. Hierbei ist in der mit dem Steckkontakt 12 versehenen Position der Schenkel 5, 5a der Kontaktfeder 4 im ungesteckten Zustand dargestellt. Der Führungssteg 9 dient den beiden Schenkeln 5, 5a der Kontaktfeder 4 als Begrenzung für die Rückfederung, so dass sie im vorgespannten Zustand mit einem Teil ihres Schenkels an der Anlage 14 am Führungssteg 9 seitlich anliegt. Dadurch kann die Kontaktfeder 4 vorgespannt werden, wobei die Federöffnung 15 für die Aufnahme des Kontaktstiftes 2 in der durch die Breite des Führungssteges 9 vorgegebenen Größe gleich bleibt. Um die Einführung des Kontaktstiftes in die Federöffnung 15 zu gewährleisten, enthalten die sich gegenüberliegenden Schenkel 5, 5a der Kontaktfeder 4 an ihrem vorderen Ende zur Einführungsbohrung in Längsrichtung gewandt eine nach außen gerichtete Abwinkelung 17a.
3 zeigt den Steckverbinder 1 im gesteckten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung. Die hier zu erkennenden Führungsstege 9, 9a begrenzen die mögliche Position des Kontaktstiftes 2 bei einer Schräglage des Kontaktstiftes in Querrichtung 19, wodurch ein Kippen in Querrichtung 19 vermindert oder gar nahezu verhindert wird. Eine Schräglage bzw. Kippen in Längsrichtung 18 ist unkritisch, da mehrere Kontaktstifte 2 in Längsrichtung positioniert eine Schräglage in Längsrichtung 18 in nur sehr geringem Maße zulassen.
4 zeigt die Möglichkeit, den Steckverbinder quer zum Verlauf der Kontaktfeder 4 auf die Kontaktstifte 2 aufzustecken. Wie in 2 dargestellt, enthält der Isolierkörper 8 jeweils eine Einführungsbohrung 11 in Querrichtung, wobei der Kontaktstift an den Querseiten der Führungsstege 9, 9b geführt wird. Eine Abwinkelung 17b an den Federschenkeln 5, 5b zur Einführungsbohrung 11 in Querrichtung gewandt sichert die Einführung des Kontaktstiftes 2 in Querrichtung. In 4 ist zu erkennen, dass der in die Einführungsbohrung 11 in Querrichtung gesteckte Kontaktstift 2 durch die gegenüberliegenden Führungsstege 9, 9b derart geführt wird, dass eine Schräglage oder ein Kippen des Steckverbinders 1 in Querrichtung minimiert oder verhindert wird.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
2: Kontaktstift
3: Einlötbereich des Kontaktstiftes
4: Kontaktfeder
5, 5a: Schenkel der Kontaktfeder
6: Kontaktfläche
7: Leiteranschlussklemme
8: Isolierkörper
9, 9a: Führungssteg
9b: schmaler Führungssteg
10: Einführungsbohrung in Längsrichtung
11: Einführungsbohrung in Querrichtung
12: Steckkontakt
13: Aufnahmeraum
14: Anlage
15: Federöffnung
16: Keilform
17a: vordere Abwinkelung des Schenkels
17b: untere Abwinkelung des Schenkels
18: Schräglage/Kippen in Längsrichtung
19: Schräglage/Kippen in Querrichtung

Claims

Steckverbinder (1) mit mehreren Steckkontakten (12) für den Anschluss flexibler oder starrer Leiter auf einer Leiterplatte, wobei der Steckverbinder (1) auf eine Kontaktstifte (2) enthaltende Stiftleiste gesteckt wird, der Steckverbinder (1) einen Isolierkörper (8) mit einem für jeden Steckkontakt (12) ausgeformten Aufnahmeraum (13) enthält, wobei jeder Steckkontakt (12) eine Kontaktfeder (4) und eine Leiteranschlussklemme (7) enthält, die Kontaktfeder (4) zwei sich gegenüberliegende Schenkel (5, 5a) umfasst, der Isolierkörper (8) im darin enthaltenen Aufnahmeraum (13) für jeden Steckkontakt (12) einen ausgeformten ersten Führungssteg (9) enthält, der eine Anlage (14) für die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) im ungesteckten Zustand bildet sowie zur Führung des Kontaktstiftes (2) dient, und der erste Führungssteg (9) sich in axialer Richtung, bezogen auf die Position des Kontaktstiftes (2), zwischen den zwei Schenkeln (5, 5a) der Kontaktfeder (4) erstreckt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktfeder (4) derart positioniert ist, dass die federnde Bewegung der Schenkel (5, 5a) in Richtung der Aneinanderreihung der Kontaktstifte (2) erfolgt.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Isolierkörper (8) jeweils einen zweiten Führungssteg (9a) gegenüberliegend zu dem ersten Führungssteg (9) im Einführraum des Kontaktstiftes (2) aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) in ihrer Breite einen für den Kontaktstift (2) freibleibenden Schlitz zwischen den gegenüberliegenden Führungsstegen (9, 9a) überragen.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 4, wobei die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) unter einer Vorspannung gegen die Anlage (14) drücken.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 5, wobei die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) im Einführbereich des Kontaktstiftes (2) im Bereich einer Einführungsbohrung (10) in Längsrichtung zugewandten Seite eine Abwinklung (17a) enthalten.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 6, wobei der zweite Führungssteg (9b) in dem der Einführungsbohrung (10) entfernten Bereich einen Abschnitt (9b) mit einer geringeren Breite als im Bereich der Einführungsbohrung (10) enthält.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Führungssteg (9b) an dem der Einführungsbohrung (10) des Kontaktstiftes (2) entfernten Ende eine Keilform (16) aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Isolierkörper (8) eine Einführungsbohrung (11) zum Einführen eines Kontaktstiftes (2) enthält, wobei sich der Verlauf der Einführungsbohrung (11) quer zum Verlauf der Kontaktfeder (4) erstreckt.
Steckverbinder nach Anspruch 9, wobei die Schenkel (5, 5a) der Kontaktfeder (4) im Einführbereich des Kontaktstiftes (2) im Bereich der Einführungsbohrung (11) in Querrichtung zugewandten Seite eine Abwinklung (17b) enthalten.