DE19820144C1 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Abstract

Für einen elektrischen Steckverbinder mit in Kontaktkammern angeordneten einteiligen Kontaktelementen mit spiegelbildlich angeordneten Federschenkeln mit einer geprägten Kontur wird vorgeschlagen, die Federschenkel derart auszubilden, daß diese bei in die Kontaktkammern eingefügten Kontaktelementen einen Abstand zu den Kontaktkammerwänden aufweisen, wobei die Federschenkel beim Einfügen eines Kontaktstiftes in die Kontaktelemente derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit in Kontaktkam­ mern angeordneten Kontaktelementen, wobei mit einer geprägten Kontur versehene Federschenkel der Kontaktelemente spiegelbildlich angeordnet sind.

Derartige Steckverbinder werden als Leiterplattensteckverbinder verwendet. Dabei wird angestrebt, die Anzahl der Kontaktelemente eines Steckverbin­ ders immer mehr zu erhöhen, die Größe des Steckverbinders selbst aber immer mehr zu verringern. Damit zweischenkelige Federkontaktelemente auch bei kleinen Rasterabständen von < 2 mm wirtschaftlich hergestellt wer­ den können, ist es erforderlich diese bereits im jeweiligen Montageraster aus einem fortlaufenden Metallband auszustanzen. Durch die daraus resultie­ rende Enge der Abstände wird es jedoch schwierig den Kontakt zweiseitig auszuführen, da dieser von der Abwicklung her bei herkömmlichen Kontakte­ lementen mit einem U-förmigen bzw. gefalteten Kontaktkörper nicht mehr in ein kleines Stanzraster paßt. Insbesondere gilt dies für Steckverbinderaus­ führungen für die Oberflächen- Löttechnologie (Surface Mounted Technolo­ gy, SMT), bei der die Größe der oberflächenmontierbaren Bauteile (Surface Mounted Device, SMD) sehr flach und sehr klein gehalten ist und die Anzahl der Kontakte kaum verringert werden kann. Zusätzlich steigt mit zunehmen­ der Kontaktzahl die Steckkraft des Steckverbinders an.

Aus der DE-OS 18 13 739 ist ein Steckverbinder für gedruckte Schaltungen bekannt, der in seinen Kontaktkammern spiegelbildlich angeordnete Feder­ schenkel mit einer geprägten Kontur aufweist, wobei die Kontaktelemente bzw. deren Federschenkel derart ausgebildet sind, daß sie sich im Ruhezu­ stand an den Kontaktwänden abstützen.

Bei diesem Steckverbinder ist in der ersten Hälfte des Steckbereiches keine Kontaktierung zwischen den Federschenkeln und einem eingeführten Kon­ taktstift gegeben, diese erfolgt erst bei fast vollständig eingeschobenem Kontaktstift, wobei hohe Einsteckkräfte auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der ein­ gangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß die Steckkräfte trotz gleichbleibender Kontaktkräfte und gleichbleibender Kontaktanzahl gegen­ über herkömmlichen Steckverbindern reduziert werden, wobei beim Einfü­ gen der Messerkontakte in die Kontaktelemente der Kontaktkammern zu­ nächst ein geringer Anpreßdruck der Federschenkel auf die Messerkontakte ausgeübt wird, so daß ein weiches Einfügen des Gegensteckers erzielt wird - gleichzeitig aber eine sofortige sichere Kontaktierung gewährleistet ist - und daß die maximalen Kontaktkräfte erst bei vollständig eingeführten Mes­ serkontakten wirken.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Federschenkel derart ausgebil­ det sind, daß diese bei in die Kontaktkammern eingefügten Kontaktelemen­ ten einen Abstand zu den Kontaktkammerwänden aufweisen, und wobei die Federschenkel beim Einfügen eines Kontaktstiftes in die Kontaktelemente derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden ab­ stützen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Steckkräfte des erfindungsgemäßen Steckverbinders gegenüber her­ kömmlichen Steckverbindern niedriger sind. Dies wird dadurch erreicht, daß während des Einsteckens eines Gegensteckers (Messerleiste) die Feder­ schenkel, aufgrund einer längeren Wirk-Federlänge und einer schmalen Fe­ derwurzel, mit geringer Kraft ausgelenkt werden. Durch eine entsprechend ausgebildeten Kontur stützen sich die Federschenkel anschließend an den Kontaktkammerwänden ab und erzeugen, hervorgerufen durch eine kürzere Wirk-Federlänge in Zusammenhang mit den breiteren Kontaktschenkeln, ei­ ne erhöhte Federkraft, die für eine sichere Kontaktierung notwendig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders und eines Gegensteckers im nicht gestecktem Zustand,

Fig. 2 die Kontur eines aus einem Bandmaterial ausgestanzten Kontakte­ lementes,

Fig. 3 die Aufsicht eines Kontaktelementes,

Fig. 4 die Seitenansicht des Kontaktelementes gemäß Fig. 3,

Fig. 5 die perspektivische Ansicht des Kontaktelementes gemäß Fig. 3,

Fig. 6 eine Teilansicht eines Steckverbinders und eines Gegensteckers in noch nicht gestecktem Zustand,

Fig. 7 die Teilansicht des Steckverbinders und des Gegensteckers gemäß Fig. 6 in gestecktem Zustand,

Fig. 8 ein Diagramm der Steckkräfte eines herkömmlichen und eines erfin­ dungsgemäßen Steckverbinders, und

Fig. 9 ein Diagramm der Federkräfte der Kontaktfederschenkel eines her­ kömmlichen und eines erfindungsgemäßen Steckverbinders.

In der Fig. 1 ist eine Steckverbindung, bestehend aus einem Steckverbin­ der 1 und einem Gegenstecker 2 dargestellt, die dazu dient, eine gedruckte Leiterplatte 3 (schematisch ohne elektronische Bauteile dargestellt) elek­ trisch mit einer weiteren Leiterplatte 4 zu verbinden. Die Steckverbindung enthält einen als Messerleiste ausgebildeten Gegenstecker 2, der mit der Leiterplatte 4 verlötet ist, sowie einen als Federleiste ausgebildeten Steck­ verbinder 1, der mit der Leiterplatte 3 verbunden ist. Mit der Leiterplatte 4 sind ein -oder mehrreihige Signalkontakte (Messerkontakte) 5 verbunden, die als Stifte gestaltet sind und nach oben durch den Boden 6 des Isolier­ körpers 7 des Gegensteckers 2 hindurchragen, (die weitere Ausgestaltung des Gegensteckers 2 wird hier nicht näher beschrieben) um mit einer ent­ sprechenden Anzahl von federnden Kontaktelementen 8 zusammenzuwir­ ken, die sich in Ausnehmungen eines Isolierkörpers 9, mit entsprechenden Kontaktkammern 10, befinden. Das Kontaktelement 8 weist einen festen Be­ reich den sogenannten Festsitz 11 auf, mit diesem werden die Kontaktele­ mente 8 in den Kontaktkammern 10 des Steckverbinders 1 fest verankert. Des weiteren ist ein Leiterplattenanschluß 12 an der Leiterplatte 3 erkenn­ bar. Dieser kann, wie dargestellt, in Oberflächen-Löttechnik (Surface Moun­ ted Technology, SMT) oder in herkömmlicher Einpreßtechnik ausgeführt sein.

Das in den Fig. 2-5 dargestellte Kontaktelement 8 ist als einteilige, zwei­ schenkelige Kontaktfeder mit einer Federschenkelverbindung 14 und mit spiegelbildlich gegenüberliegenden Kontaktkuppen 15 versehen und wird, wie in Fig. 2 dargestellt, zunächst durch fortlaufende Stanzungen aus einem Metallband mit einer verengten Federwurzel 16 und verbreiterten Feder­ schenkeln 13 hergestellt. Anschließend wird das Kontaktelement durch Prä­ gebiegungen in die in den in den Fig. 3-5 dargestellte Form gebracht.

In der Fig. 6 ist eine Steckverbindung dargestellt, bei der die Messerkontak­ te 5 des Gegensteckers 2 noch nicht in die Kontaktelemente 8 des Steck­ verbinders 1 eingeführt sind. Hierbei ist erkennbar, daß zwischen den Kon­ taktkammerwänden 18 und den Kontaktschenkeln 13 aufgrund einer ent­ sprechenden Kontur 17 ein geringer Abstand (B) vorhanden ist. Im Moment des Einsteckens der Messerkontakte 5 des Gegensteckers 2 in den Kontak­ teinlauf (KE) der Kontaktelemente 8 werden die Federschenkel 13 mit gerin­ ger Kraft seitlich ausgelenkt, wobei durch die Kombination von langer Wirk- Federlänge (I) und schmaler Federwurzel 16 niedrige Steckkräfte erzielt werden.

In der Fig. 7 ist die Steckverbindung gezeigt, bei der die Messerkontakte 5 des Gegensteckers 2 in die Kontaktelemente 8 des Steckverbinders 1 einge­ führt sind. Hierbei ist erkennbar, daß die Federschenkel 13 bei weiterem Einstecken der Messerkontakte 5 mit ihrer Kontur 17 gegen die Kontakt­ kammerwände 18 drücken. Dadurch wird erreicht, daß sich die Kontaktkraft aufgrund der kürzeren Wirk-Federlänge (I') und der breiteren Federschenkel 13 erhöht.

Zur Verdeutlichung des Steckverhaltens eines herkömmlichen Steckverbin­ ders und eines erfindungsgemäßen Steckverbinders ist in der Fig. 8 in ei­ nem Diagramm der Steckkraftverlauf der Steckverbinder über dem Ein­ steckweg aufgetragen. Dabei wird ersichtlich, daß die Steckkraft (SH) eines herkömmlichen Steckverbinders einen wesentlich steileren Verlauf und auch größere Höhe aufweist als die Steckkraft (SN) eines erfindungsgemä­ ßen Steckverbinders.

In der Fig. 9 sind in einem weiteren Diagramm die Federkräfte der Feder­ schenkel eines Kontaktelementes herkömmlicher Bauart und eines erfin­ dungsgemäßen Kontaktelementes/Steckverbinders dargestellt. Wie er­ sichtlich steigt die Federkraft (FH) der Federschenkel bei herkömmlichen Steckverbindern linear an, während die Federkraft (FN) der Federschenkel des erfindungsgemäßen Kontaktelementes/Steckverbinders zunächst mit geringer Steigung ansteigt und bei Anlage der Federschenkel an den Kon­ taktkammerwänden steil ansteigt.

Claims (2)

1. Elektrischer Steckverbinder mit in Kontaktkammern (10) angeordne­ ten einteiligen Kontaktelementen (8) mit spiegelbildlich angeordneten Federschenkeln (13) mit einer geprägten Kontur, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Federschenkel (13) derart ausgebildet sind, daß diese bei in die Kontaktkammern (10) eingefügten Kontaktelementen (8) einen Abstand (B) zu den Kontaktkammerwänden (18) aufweisen, und
wobei die Federschenkel (13) beim Einfügen eines Kontaktstiftes (5) in die Kontaktelemente (8) derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden (18) abstützen.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Federschenkel (13) eine verengte Federwurzel (16) aufwei­ sen.