DE10257308B3

DE10257308B3 - Steckverbinder für Leiterplatten

Info

Publication number: DE10257308B3
Application number: DE10257308A
Authority: DE
Inventors: Manfred Müller; Ralf-Dieter Busse; Harald Klein
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Service GmbH
Priority date: 2002-12-07
Filing date: 2002-12-07
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2022-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) für Leiterplatten (70), umfassend eine Anzahl von Kontaktelementen (30), wobei die Kontaktelemente (30) jeweils zwei Anschlussseiten aufweisen, wobei die eine Anschlussseite als Schneid-Klemm-Kontakt (31) zum Anschließen von Adern und die andere Anschlussseite als Gabelkontakt (32) zum Kontaktieren von Anschlussflächen auf einer Leiterplatte (70) ausgebildet ist, und ein Kunststoffgehäuse, in das die Schneid-Klemm-Kontakte (31) der Kontaktelemente (30) einsteckbar sind, wobei die Kontaktelemente (30) derart in dem Kunststoffgehäuse abgestützt sind, dass diese bei auftretenden Anschaltkräften auf die Schneid-Klemm-Kontakte (31) verliersicher in dem Kunststoffgehäuse gehalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für Leiterplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 38 28 904 C2 ist ein Steckverbinder für Leiterplatten bekannt, bestehend aus mit den Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch leitend verbundenen Kontaktelementen und aus einer mit Gegenkonakten versehenen Steckbuchse, wobei die Kontaktelemente als elektrisch leitfähige, mit abgewinkelten Streifenteilen zum Durchgreifen von an der Leiterplatte ausgebildeten Aufnahmeöffnungen versehene und zur Kontaktierung mit einer der Leiterbahnen dienenden flachen Metallstreifen ausgebildet sind, die mit den Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden und auf einem Randbereich der Leiterplatte aufgebracht sind, wobei die Steckbuchse mit einer Aufnahmeöffnung zum Aufstecken auf den Randbereich der Leiterplatte und mit den Gegenkontakten zur Kontaktierung der Metallstreifen versehen ist, wobei jeder Metallstreifen zwei mit Längsschlitzen und mit seitlichen Rastnasen zum Hintergreifen der Leiterplatte versehene, abgewinkelte federnde Streifenteile zum Durchstecken durch und zum Verrasten in zwei im Bereich der Leiterbahn der Leiterplatte angebrachten, als Aufnahmeöffnungen dienenden Durchgangsbohrungen aufweist. Nachteilig an dem bekannten Steckverbinder ist die relativ aufwendige Kontaktierung der Leiterplatte.

Aus der DE 100 29 649 C2 ist ein Verteileranschlussmodul für die Telekommunikations- und Datentechnik bekannt, umfassend ein Gehäuse, in dem von außen zugänglich Eingangs- und Ausgangskontakte zum Anschließen von Leitungen oder Adern angeordnet sind, wobei das Gehäuse mit einem Hohlraum ausgebildet ist, in dem eine Leiterplatte mit Funktionselementen angeordnet ist, die in dem Gehäuse abgestützt ist, wobei die Funktionselemente elektrisch zwischen den Eingangs- und Ausgangskontakten und die Eingangskontakte und die Ausgangskontakte an gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses angeordnet sind. Die Eingangs- und Ausgangskontakte können dabei als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sein, die jeweils mit einem gabelförmigen Kontakt ausgebildet sind, mittels dessen eine kraftschlüssige elektrische Verbindung zu den Funktionselementen herstellbar ist. Auf der Leiterplatte sind Kontaktpads angeordnet, die sich vorzugsweise auf der Ober- und der Unterseite der Leiterplatte befinden. Diese kraftschlüssigen Verbindungen sind erheblich toleranter gegenüber Fertigungs- und Montagetoleranzen als Lotverbindungen. Dadurch können durch Aufrasten der gabelförmigen Kontakte auf die Kontaktpads alle Schneid-Klemm-Kontakte simultan kontaktiert werden. Des Weiteren erlaubt diese Kontaktierung eine einfache Demontage, falls beispielsweise eine defekte Leiterplatte ausgewechselt werden muss. Zur Herstellung des Verteileranschlussmoduls wird die Leiterplatte mit den Funktionselementen in ein erstes Gehäuseteil eingeschoben und ein zweites, die Eingangskontakte tragendes Gehäuseteil, aufgerastet. Hierzu sind die Schneid-Klemm-Kontakte am Gehäuse fixiert, wohingegen die Gabelkontakte freistehen. Da beim nachfolgenden Beschalten der Schneid-Klemm-Kontakte große Kräfte auftreten können, kann zusätzlich über die volle Breite der Leiterplatte ein kunststoffförmiges Halte- bzw. Stützelement auf die Leiterplatte aufgerastet werden, was die gabelförmigen Kontakte auf der Leiterplatte fixiert.

Aus der DE 101 11 571 A1 ist ein elektrisches Kontaktelement für eine Steckverbinderanordnung bekannt. Das Kontaktelement ist an einem Ende mit einem Schneidklemmbereich und anderseitig mit einem Gabelkontakt ausgebildet. Zur Erhöhung der Elastizität des Gabelkontaktes sind die Kontaktierungsarme direkt an dem unteren Bereich eines seitlichen Verbindungsstückes der Doppelschneidklemmen angebunden und anschließend zur Mitte des Kontaktelementes hin abgekröpft, so dass ein verlängerter Federweg resultiert.

Aus der DE 38 06 263 A1 bzw. der DE 199 45 412 A1 ist jeweils ein Steckverbinder für Leiterplatten bekannt, umfassend eine Anzahl von Kontaktelementen, wobei die Kontaktelemente jeweils zwei Anschlussseiten aufweisen, wobei die eine Anschlussseite als Schneid-Klemm-Kontakt zum Anschließen von Adern und die andere Anschlussseite als Gabelkontakt zum Kontaktieren von Anschlussflächen auf einer Leiterplatte ausgebildet ist, und ein Kunststoffgehäuse, in das die Schneid-Klemm-Kontakte der Kontaktelemente einsteckbar sind, wobei der Schneid-Klemm-Kontakt und der Gabelkontakt zueinander verdreht angeordnet sind und mindestens eine Unterkante des Schneid-Klemm-Kontaktes sich am Kunststoffgehäuse abstützt, so dass die Kontaktelemente bei auftretenden Anschaltkräften auf die Schneid-Klemm-Kontakte verliersicher in dem Kunststoffgehäuse gehalten werden, wobei das Kunststoffgehäuse mindestens einen kammerförmigen Bereich umfasst und die Gabelkontakte in Längsrichtung von dem Kunststoffgehäuse vollständig aufgenommen sind.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, einen Steckverbinder zu schaffen, mittels dessen der Kontaktierungsvorgang zwischen Steckverbinder und Leiterplatte verbessert wird sowie ein zugehöriges Verteileranschlussmodul zu schaffen.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu sind die Kontaktelemente derart in dem Kunststoffgehäuse abgestützt, dass diese bei auftretenden Anschaltkräften auf die Schneid-Klemm-Kontakte verliersicher in dem Kunststoffgehäuse gehalten sind. Dadurch kann der Steckverbinder bereits vor dem Aufstecken auf die Leiterplatte, die im Stand der Technik das Gegenlager zur Aufnahme der Anschaltkräfte bildet, mit den aufzuschließenden Adern beschaltet werden. Der dann vorkonfektionierte Steckverbinder kann dann einfach auf die Leiterplatte gesteckt werden. Hierdurch muss zum einen die Leiterplatte keine Anschaltkräfte aufnehmen und auch ein komplettes Wechseln der Steckverbinder mit den angeschalteten Adern ist einfach möglich. Dabei stützt sich mindestens eine Unterkante des Schneid-Klemm-Kontaktes am Gehäuse ab. Das die Kontaktelemente tragende Kunststoffgehäuse umfasst mindestens einen kammerförmigen Bereich, in dem an der Innenseite Rippen angeordnet sind, die Führungen für die Gabelkontakte definieren, wobei die Gabelkontakte in Längsrichtung von dem Kunststoffgehäuse vollständig aufgenommen sind und die Kontaktbereiche der Gabelkontakte über die Rippen hervorstehen. Hierdurch sind alle Gabelkontakte definiert zueinander ausgerichtet und lassen sich einfacher auf die Leiterplatte aufschieben, da ein verkanten der Gabelkontakte ausgeschlossen ist. Die Rippen sind im vorderen Bereich abgeschrägt, wodurch der Aufsteckvorgang vereinfacht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Schneid-Klemm-Kontakt und der Gabelkontakt zueinander im Bereich von ca. 45° zueinander verdreht angeordnet. Die Anordnung der Kontaktkanten eines Schneid-Klemm-Kontaktes im Winkel von ca. 45° ist hinsichtlich des Anschaltvorganges von Vorteil, so dass sich bei der einstöckigen Ausbildung des Kontaktelementes als Stanz- oder Biegeteil zwangsläufig eine Kante bildet, die zum Abstützen geeignet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kunststoffgehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei die Gehäuseteile miteinander verrastbar sind. Dies vereinfacht wesentlich die Abstützung des Kontaktelementes im Gehäuse. Hierzu können dann die Kontaktelemente wie bekannt zunächst von unten mit den Schneid-Klemm-Kontakten in das erste Gehäuseteil geschoben werden, wo diese gehalten werden. Anschließend wird dann das zweite Gehäuseteil von unten aufgerastet, wodurch die Kontaktelemente verliersicher abgestützt werden und die Abstützstellen die Anschaltkräfte aufnehmen können. Ein weiterer Vorteil des zweiteiligen Gehäuses ist die leichtere Demontage, wodurch sehr einfach Kunststoff- und Metallteile für Recyclingzwecke getrennt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auf der Außenseite des Kunststoffgehäuses Rastelemente angeordnet, mittels derer der Steckverbinder mit einem eine Leiterplatte aufnehmenden weiteren Gehäuse verrastbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Steckverbinder mit Drahtführungsösen für die anzuschließenden Adern ausgebildet.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet, des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist der Einsatz in einem Verteileranschlussmodul.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Steckverbinders für Leiterplatten,
2 einen Querschnitt durch den zusammengesetzten Steckverbinder,
3 eine perspektivische Rückansicht des Steckverbinders,
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Verteileranschlussmoduls und
5 eine perspektivische Darstellung des zusammengesetzten Verteileranschlussmoduls.
In der 1 ist perspektivisch der Steckverbinder 1 dargestellt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein erstes Gehäuseteil 10, ein zweites Gehäuseteil 20 und eine Vielzahl von Kontaktelementen 30. Das erste Gehäuseteil 10 ist mit Klemmstegen 11, Drahtführungsösen 12 und Rastnasen 13 ausgebildet. Das zweite Gehäuseteil 10 ist mit Rastaufnahmen 21 und Rastnasen 22 ausgebildet. Des weiteren bildet der zur Leiterplatte zugewandte Teil des zweiten Gehäuseteils 20 einen kammerartigen Bereich, an dessen Innenseiten oben und unten Rippen 23 angeordnet sind, was teilweise in 3 erkennbar ist, wobei die Rippen 23 im vorderen Bereich abgeschrägt sind. Durch die Abschrägung lässt sich der Steckverbinder leichter auf die Leiterplatte schieben. Die Kontaktelemente 30 weisen jeweils einen Schneid-Klemm-Kontakt 31 und einen Gabelkontakt 32 auf, wobei Schneid-Klemm-Kontakt 31 und Gabelkontakt 32 um ca. 45° zueinander verdreht sind. Der Gabelkontakt 32 weist jeweils zwei abgerundete, nach innen gewölbte Kontaktbereiche 33 auf. Die Schneid-Klemm-Kontakte 31 der Kontaktelemente 30 werden in Aufnahmen zwischen den Klemmrippen 11 gesteckt, wo diese mechanisch fixiert sind. Anschließend wird das zweite Gehäuseteil 20 auf das erste Gehäuseteil 10 aufgerastet, wobei die Rastnasen 13 in die Rastaufnahmen 21 eingreifen. Des weiteren werden die Kontaktelemente 30 an den Unterkanten 34 und/oder Unterkante 35 der Schneid-Klemm-Kontakte 31 an nicht sichtbaren mechanischen Anschlägen im zweiten Gehäuseteil 20 mechanisch abgestützt.
Dieser zusammengesetzte Zustand ist in den 2 und 3 dargestellt. Dabei stellt 2-einen Querschnitt durch den Steckverbinder dar, wobei die Schnittstelle zwischen zwei Klemmrippen liegt. Wie man insbesondere in 2 erkennen kann, liegt die Unterkante 35 auf einem Anschlag des zweiten Gehäuseteils 20 auf. Die Kontaktelemente 30 sind dabei mechanisch in dem Steckverbinder 1 verliersicher gehalten, so dass in diesem Zustand eine Ader an einen Schneid-Klemm-Kontakt 31 angeschaltet werden kann, ohne dass die Anschaltkräfte das Kontaktelement 30 herausdrücken können. Die mechanischen Anschaltkräfte werden dabei durch die mechanischen Anschläge im zweiten Gehäuseteil 20 aufgenommen. Die Rippen 23 sind von der Höhe so dimensioniert, dass die Kontaktbereiche 33 hervorstehen. Somit ist sichergestellt, dass ein ausreichender Kontaktdruck zwischen Kontaktbereich 33 und einem auf der Leiterplatte angeordneten Kontaktpad zustande kommt.
In der 4 ist perspektivisch ein Verteileranschlussmodul 40 für die Telekommunikations- und Datentechnik mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 dargestellt. Das Verteileranschlussmodul 40 umfasst ebenfalls ein erstes Gehäuseteil 50 und ein zweites Gehäuseteil 60, die miteinander verrastbar sind. In dem Verteileranschlussmodul 40 ist eine Leiterplatte 70 angeordnet. Das zweite Gehäuseteil 60 ist mit zwei halbkreisförmigen Klemmelementen 61 ausgebildet, über die das Verteileranschlussmodul 40 auf nicht dargestellte Profilstangen aufgerastet werden kann. Zum Durchschleifen eines Masseanschlusses sind die Klemmelemente 61 geschlitzt, so dass ein ringförmiger Massekontakt, der auf der Leiterplatte 70 angeordnet ist, durch die Schlitze 62 ragt und einen elektrischen Kontakt mit den Profilstangen herstellt. Das erste Gehäuseteil 50 umfasst Klemmstege 51 und Rastnasen 52, die in Rastaufnahmen des zweiten Gehäuseteils 60 eingreifen. Die Klemmstege 51 weisen dabei eine unterschiedliche Breite auf, so dass das Übersprechen zwischen Kontaktpaaren reduziert wird. Zwischen den Klemmstegen 51 sind ebenfalls nicht dargestellte Kontaktelemente angeordnet, die im Bereich der Klemmstege 51 als Schneid-Klemm-Kontakte und zur Leiterplatte 70 als Gabelkontakte ausgebildet sind. Im Normalfall sind dabei diese Kontaktelemente identisch zu den Kontaktelementen 30 ausgebildet. Prinzipiell kann dabei das Gehäuseteil 50 analog dem Steckverbinder 1 ausgebildet sein. Sollen jedoch Trennkontakte auf der Leiterplatte 70 angeordnet werden, so wie in der DE 100 29 649 C2 beschrieben, so kommt vorzugsweise das dort beschriebene kunststoffförmige Halte- bzw. Stützelement zum Einsatz. Dieses Halteelement kann vor oder nach dem Verrasten mit der Leiterplatte mit den Kontaktelementen bestückt werden, so dass die Gabelkontakte die Leiterplatte 70 kontaktieren. Die dann nach oben freistehenden Schneid-Klemm-Kontakte werden dann in die Öffnungen des ersten Gehäuseteils 50 geschoben und das erste Gehäuseteil 50 mit dem zweiten Gehäuseteil 60 verrastet. Jedoch ist es auch möglich, über die Schneid-Klemm-Kontakte die Kontaktelemente am ersten Gehäuse 50 zu fixieren und anschließend die Gabelkontakte simultan in entsprechende Öffnungen des Halteelementes zu schieben. Das nicht dargestellte Halteelement ist über Rastnasen 80, 81 sowohl mit dem ersten Gehäuseteil 50 als auch dem zweiten Gehäuseteil 60 verrastet. An den Seitenwänden ist das zweite Gehäuseteil 60 mit Lüftungsschlitzen 63 ausgebildet, um die Verlustwärme der Bauelemente auf der Leiterplatte 70 abzuführen.
In der 5 ist schließlich das komplette Verteileranschlussmodul 40 mit eingerastetem Steckverbinder 1 dargestellt.

1: Steckverbinder
10: Gehäuseteil
11: Klemmstege
12: Drahtführungsösen
13: Rastnasen
20: Gehäuseteil
21: Rastaufnahmen
22: Rastnasen
23: Rippen
30: Gehäuseteil
31: Schneid-Klemm-Kontakt
32: Gabelkontakt
33: Kontaktbereiche
34: Unterkante
35: Unterkante
40: Verteileranschlussmodul
50: Gehäuseteil
51: Klemmstege
52: Rastnasen
60: Gehäuseteil
61: Klemmelemente
62: Schlitze
63: Lüftungsschlitze
70: Leiterplatte
80: Rastnasen
81: Rastnasen

Claims

Steckverbinder für Leiterplatten, umfassend eine Anzahl von Kontaktelementen, wobei die Kontaktelemente jeweils zwei Anschlussseiten aufweisen, wobei die eine Anschlussseite als Schneid-Klemm-Kontakt zum Anschließen von Adern und die andere Anschlussseite als Gabelkontakt zum Kontaktieren von Anschlussflächen auf einer Leiterplatte ausgebildet ist, und ein Kunststoffgehäuse, in das die Schneid-Klemm-Kontakte der Kontaktelemente einsteckbar sind, wobei der Schneid-Klemm-Kontakt und der Gabelkontakt zueinander verdreht angeordnet sind und mindestens eine Unterkante des Schneid-Klemm-Kontaktes sich am Kunststoffgehäuse abstützt, so dass die Kontaktelemente bei auftretenden Anschaltkräften auf die Schneid-Klemm-Kontakte verliersicher in dem Kunststoffgehäuse gehalten werden, wobei das Kunststoffgehäuse mindestens einen kammerförmigen Bereich umfasst und die Gabelkontakte in Längsrichtung von dem Kunststoffgehäuse vollständig aufgenommen sind dadurch gekennzeichnet, dass in dem kammerförmigen Bereich an den Innenseiten Rippen (23) angeordnet sind, die Führungen für die Gabelkontakte (32) definieren, wobei die Kontaktbereiche (33) der Gabelkontakte (32) über die Rippen (23) hervorstehen und die Rippen (23) im vorderen Bereich abgeschrägt sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneid-Klemm-Kontakt (31) und der Gabelkontakte (32) zueinander im Bereich von 45° zueinander verdreht angeordnet sind.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgehäuse zweistückig ausgebildet ist, wobei die Gehäuseteile (10, 20) miteinander verrastbar sind.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) mit Drahtführungsösen (12) ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Steckverbinders (1) Rastelemente angeordnet sind, mittels derer der Steckverbinder (1) mit einem eine Leiterplatte (70) aufnehmenden weiteren Gehäuse verrastbar ist.
Verteileranschlussmodul für die Telekommunikations- und Datentechnik, umfassend ein Gehäuse, in dem von außen zugänglich Eingangs- und Ausgangskontakte zum Anschließen von Leitungen oder Adern angeordnet sind, wobei das Gehäuse mit einem Hohlraum ausgebildet ist, in dem eine Leiterplatte mit Funktionselementen angeordnet ist, die in dem Gehäuse abgestützt ist, wobei die Funktionselemente elektrisch zwischen den Eingangs- und Ausgangskontakten und die Eingangs- und Ausgangskontakte an gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses angeordnet sind, und mindestens die Ausgangskontakte als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Ausgangskontakte als Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind.