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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der US 2006/0014410 A1 ist ein als Datenbuchse ausgebildeter Steckverbinder
bekannt, der ein Gehäuse
und eine im Gehäuse
positionierte Verbindungseinrichtung aufweist. Das Gehäuse wird von
zwei Abschnitten gebildet, nämlich
von einem vorderen Gehäuseabschnitt,
in welchen ein Datenstecker unter Kontaktierung der Verbindungseinrichtung
einführbar
ist, und von einem hinteren Gehäuseabschnitt, über welchen
ein Datenkabel an die im Gehäuse
positionierte Verbindungseinrichtung heranführbar ist. Die Verbindungseinrichtung
verfügt über eine
starre Leiterplatte sowie eine flexible Leiterplatte, wobei ein
erster Abschnitt der flexiblen Leiterplatte sandwichartig in die
starre Leiterplatte eingelagert ist, und wobei ein zweiter Abschnitt
der flexiblen Leiterplatte Kontaktfinger bildet, auf welchen Kontaktfedern
abschnittsweise aufliegen. Wird ein Datenstecker mit seinen Kontakten
in die Datenbuchse eingeführt,
so kontaktieren die Kontakte des Datensteckers die Kontaktfedern
der Verbindungseinrichtung, wobei die Kontaktfedern der Verbindungseinrichtung die
Kontaktfinger der flexiblen Leiterplatte kontaktieren. Bei dem aus
dem Stand der Technik bekannten Steckverbinder kontaktieren demnach
die Kontakte eines Datensteckers mittelbar bzw. indirekt unter Zwischenschaltung
der Kontaktfedern die flexible Leiterplatte der Verbindungseinrichtung.
Hierdurch werden lange elektrische Leitungswege verursacht. Die
Kontaktfedern der Verbindungseinrichtung übernehmen eine doppelte Funktion,
nämlich
einerseits die Bereitstellung einer mechanischen Andruckkraft zu
den Kontakten des Datensteckers und andererseits die elektrische
Kontaktierung der Kontakte des Datensteckers mit der Verbindungseinrichtung
der Datenbuchse.
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Der
hier vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen neuartigen
elektrischen Steckverbinder zu schaffen.
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Dieses
Problem wird durch einen elektrischen Steckverbinder gemäß Anspruch
1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine
flexible oder starrflexible Leiterplatte über ein Andruckelement, welches
elektrisch isoliert an Abschnitten einer ersten Seite der flexiblen
oder starrflexiblen Leiterplatte anliegt, mit einer zweiten Seite
unmittelbar bzw. direkt gegen Kontakte eines Datensteckers drückbar, um
so eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten des Datensteckers
und dem elektrischen Leitungsweg der Datenbuchse bereitzustellen.
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Im
Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird beim Einführen eines
Datensteckers in die Datenbuchse die flexible oder starrflexible
Leiterplatte der Verbindungseinrichtung des Datensteckers unmittelbar
bzw. direkt gegen die Kontakte des Datensteckers gedrückt und
damit unmittelbar mit den Kontakten des Datensteckers kontaktiert.
Von einem gegen die flexible oder starrflexible Leiterplatte drückenden
Andruckelement wird eine mechanische Andruckkraft bereitgestellt,
mit Hilfe derer die flexible oder starrflexible Leiterplatte gegen
die Kontakte des Datensteckers gedrückt werden. Die Erfindung stellt einen
völlig
neuartigen Aufbau für
einen elektrischen Steckverbinder bereit, der eine optimale Kontaktierung
der Kontakte des Datensteckers mit der flexiblen oder starrflexiblen
Leiterplatte der Verbindungseinrichtung der Datenbuchse ermöglicht.
Es können kurze
elektrische Leitungswege realisiert werden.
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Vorzugsweise
dient das Andruckelement ausschließlich der Bereitstellung einer
mechanischen Andruckkraft zum Kontaktieren der flexiblen oder starrflexiblen
Leiterplatte mit den Kontakten des Datensteckers, wobei das Andruckelement
als elastischer, insbesondere als metallischer, Federkamm ausgebildet
ist, und wobei der Federkamm und/oder die erste Seite der flexiblen
oder starrflexiblen Leiterplatte, an welcher der Federkamm abschnittsweise anliegt,
zumindest abschnittsweise mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff
beschichtet ist.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die flexible
oder starrflexible Leiterplatte als geschlitzte Leiterplatte mit
mehreren parallel zueinander verlaufen Schlitzen ausgebildet, wobei
die Schlitze Kontaktzungen begrenzen, mit welchen die flexible oder
starrflexible Leiterplatte gegen die Kontakte eines Datensteckers
druckbar ist.
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Vorzugsweise
sind Kontaktzungen der flexiblen oder starrflexiblen Leiterplatte
an einem einer insbesondere starren Leiterplatte abgewandten Ende unter
Bildung von zwei Kontaktzungengruppen mechanisch miteinander verbunden,
wobei die Kontaktzungen weiterhin an einem der insbesondere starren Leiterplatte
zugewandten Ende mechanisch miteinander verbunden sind, und wobei
die Kontaktzungen einer der beiden Kontaktzungengruppen an dem der oder
insbesondere starren Leiterplatte zugewandten Ende eine andere Länge aufweisen
als die Kontaktzungen der anderen Kontaktzungengruppe.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden, ohne hierauf beschränkt
zu sein, anhand der Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
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1:
eine Seitenansicht einer Verbindungseinrichtung eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2:
eine perspektivische Ansicht der Verbindungseinrichtung der 1;
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3:
eine Explosionsansicht der Verbindungseinrichtung der 1;
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4:
eine flexible Leiterplatte der Verbindungseinrichtung der 1 in
Alleindarstellung;
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5:
eine alternative flexible Leiterplatte für eine Verbindungseinrichtung;
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6:
eine weitere alternative flexible Leiterplatte für eine Verbindungseinrichtung;
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7:
eine Seitenansicht einer Verbindungseinrichtung eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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8:
eine perspektivische Ansicht der Verbindungseinrichtung der 7;
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9:
eine Explosionsansicht der Verbindungseinrichtung der 7.
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1 bis 3 zeigen
unterschiedliche Ansichten einer Verbindungseinrichtung 10 eines
als Datenbuchse ausgebildeten, elektrischen Steckverbinders zusammen
mit Kontakten 11 eines sonst im Detail nicht gezeigten
Datensteckers, wobei die Verbindungseinrichtung 10 in einem
nicht-dargestellten Gehäuse
der Datenbuchse positioniert ist, in welche der Datenstecker mit
seinen Kontakten 11 über
eine Öffnung
des Gehäuses
zur elektrischen Kontaktierung der Verbindungseinrichtung 10 der
Datenbuchse eingeführt
werden kann.
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Die
Verbindungseinrichtung 10 verfügt über eine erste starre Leiterplatte 12 sowie
eine flexible Leiterplatte 13. Im Ausführungsbeispiel der 1, 2 verläuft die
flexible Leiterplatte 13 in etwa senkrecht zur ersten starren
Leiterplatte 12, wobei die flexible Leiterplatte 13 an
einer zweiten starren Leiterplatte 14 geführt ist.
Wie am besten 1, 2 entnommen
werden kann, ist zwischen der zweiten starren Leiterplatte 14 und
der ersten starren Leiterplatte 12 ein Freiraum bzw. Spalt 15 ausgebildet,
im Bereich dessen die flexible Leiterplatte 13 mit einem
umgebogenen Abschnitt 13a geführt ist. Die zweite starre
Leiterplatte 14 und die flexible Leiterplatte 13 bilden
zusammen eine starrflexible Leiterplatte.
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Gemäß 1, 2 liegen
bei einem in eine Datenbuchse eingeführten Datenstecker die Kontakte 11 desselben
unmittelbar an der flexiblen Leiterplatte 13 an, wobei
eine Andruckkraft der flexiblen Leiterplatte 13 an die
Kontakte 11 des Datensteckers von einem Andruckelement 16 bereitgestellt wird.
Das Andruckelement 16 liegt elektrisch isoliert an Abschnitten
einer ersten Seite 17 der flexiblen Leiterplatte 13 an,
wobei das Andruckelement 16 im gezeigten Ausführungsbeispiel
als metallischer Federkamm ausgeführt ist. Der Federkamm kann
auch aus einem anderen elastischen Werkstoff wie z. B. Kunststoff
bestehen.
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Der
elastische Federkamm 16 verfügt über mehrere voneinander getrennte
Schenkel 18, die mit einem Abschnitt 19 an der
ersten Seite 17 der flexiblen Leiterplatte 13 elektrisch
isoliert zur Anlage kommen. Hierzu sind entweder die Abschnitte 19 der Schenkel 18 des
Andruckelements 16 mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff
beschichtet, alternativ kann auch die erste Seite 17 der
flexiblen Leiterplatte 13 abschnittsweise mit einem elektrisch
isolierenden Werkstoff beschichtet sein, und zwar in solchen Abschnitten,
an welchen die Abschnitte 19 der Schenkel 18 des
Andruckelements 16 zur Anlage kommen.
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Über das
Andruckelement 16 ist die flexible Leiterplatte 13 mit
einer der ersten Seite 17 gegenüberliegenden zweiten Seite 20 unmittelbar
bzw. direkt gegen die Kontakte 11 eines Datensteckers drückbar, um
so eine direkte und kurze elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 11 des
Datensteckers und einem elektrischen Leitungsweg der Verbindungseinrichtung 10 der
Datenbuchse bereitzustellen. Dieser elektrische Leitungsweg wird
von elektrischen Leitern gebildet, die einerseits der flexiblen Leiterplatte 13 und
andererseits der ersten starren Leiterplatte 12 zugeordnet
sind. So trägt
die flexible Leiterplatte 13 im Bereich der zweiten Seite 20 elektrische
Leiter, die mit elektrischen Leitern der ersten starren Leiterplatte 12 elektrisch
leitend verbunden sind. Das Andruckelement 16 übernimmt
demnach eine rein mechanische Funktion, nämlich die Funktion der Bereitstellung
einer mechanischen Andruckkraft für die flexible Leiterplatte 13 zum
Kontaktieren der flexiblen Leiterplatte 13 mit Kontakten 11 des
Datensteckers. Das Andruckelement 16 ist im Gehäuse des
erfindungsgemäßen Steckverbinders
elektrisch isoliert angeordnet, so dass demnach das Andruckelement 16 mit
keiner weiteren Baugruppe des erfindungsgemäßen Steckverbinders in einem
elektrisch leitenden Kontakt steht.
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Wie
am besten 4 entnommen werden kann, ist
die flexible Leiterplatte 13 der Verbindungseinrichtung 10 des
erfindungsgemäßen Steckverbinders
als geschlitzte Leiterplatte ausgeführt, die mehrere in etwa parallel
zueinander verlaufende Schlitze 21 aufweist.
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Die
Schlitze 21 begrenzen Kontaktzungen 22 der flexiblen
Leiterplatte 13. Mit den Kontaktzungen 22 ist
die flexible Leiterplatte 13 gegen die Kontakte 11 des
Datensteckers drückbar.
Im Ausführungsbeispiel
der 4 sind in die flexible Leiterplatte 13 insgesamt
sieben Schlitze 21 eingebracht, die insgesamt acht Kontaktzungen 22 begrenzen.
Mit den acht Kontaktzungen 22 der flexiblen Leiterplatte 13 wirken
acht Schenkel 18 des Andruckelements 16 zusammen,
wobei an jeder Kontaktzunge 22 der flexiblen Leiterplatte 13 ein
Schenkel 18 des Andruckelements 16 im Bereich
der ersten Seite 17 der flexiblen Leiterplatte 13 anliegt.
Im Bereich der gegenüberliegenden
zweiten Seite 20 der flexiblen Leiterplatte 13 tragen
die Kontaktzungen 22 derselben elektrische Leiter, die
mit den Kontakten 11 des Datensteckers kontaktierbar sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 sind die Kontaktzungen 22 der
geschlitzten, flexiblen Leiterplatte 13 an einem der starren
Leiterplatte 12 abgewandten Ende 23 und an einem
der starren Leiterplatte 12 zugewandten Ende 24 mechanisch
miteinander verbunden. An dem von der starren Leiterplatte 12 abgewandten
Ende 23 sind dabei die Kontaktzungen 22 der flexiblen
Leiterplatte 13 unter Bildung von zwei Kontaktzungengruppen
miteinander verbunden, wobei eine erste Kontaktzungengruppe im gezeigten
Ausführungsbeispiel
von den inneren bzw. mittleren vier Kontaktzungen 22 gebildet
ist. Diese vier mittleren bzw. inneren Kontaktzungen 22 sind über einen
sich quer zur Längsrichtung
der Kontaktzungen 22 erstreckenden Steg 25 miteinander verbunden.
Eine zweite Kontaktzungengruppe wird von äußeren Kontaktzungen 22 gebildet,
im gezeigten Ausführungsbeispiel
von den beiden linken sowie den beiden rechten Kontaktzungen 22 der
flexiblen Leiterplatte 13, wobei auch diese äußeren vier
Kontaktzungen über
einen sich quer zur Längsrichtung der
Kontaktzungen 22 erstreckenden Steg 25 mechanisch
verbunden sind. Die beiden Stege 25 und 26, die
einerseits die mittleren Kontaktzungen und andererseits die äußeren Kontaktzungen
mechanisch miteinander verbinden, verlaufen parallel zueinander
und sind durch einen Schlitz 27 voneinander getrennt.
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Im
Bereich der Stege 25 und 26 sind vorzugsweise
passive und/oder aktive elektrische Bauelemente auf der flexiblen
Leiterplatte 13 angeordnet, mit Hilfe derer eine Kompensation
von Nebensprechen durchgeführt
werden kann.
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Wie
bereits ausgeführt,
sind die Kontaktzungen 22 der flexiblen Leiterplatte 13 auch
an dem der starren Leiterplatte 12 zugewandten Ende 24 miteinander
mechanisch verbunden. Wie 4 entnommen
werden kann, weisen die mittleren Kontaktzungen 22 der
ersten Kontaktzungengruppe an dem der starren Leiterplatte 12 zugewandten
Ende 24 eine geringere Länge als die äußeren Kontaktzungen 22 der
zweiten Kontaktzungengruppe auf. Hierdurch kann für die mittleren
Kontaktzungen eine andere Flexibilität eingestellt werden als für die äußeren Kontaktzungen 22,
was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn Datenstecker mit einer
unterschiedlichen Anzahl an Kontakten 11 in einen erfindungsgemäßen Steckverbinder
eingesteckt werden sollen.
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Wie
am besten 2, 3 entnommen werden
kann, verfügt
die erste starre Leiterplatte 12 über Ausnehmungen bzw. Bohrungen 28,
in welche vorzugsweise als IDC-Schneidklemmen ausgebildete Kontaktanschlüsse eingeführt und
mit den elektrischen Leitern der ersten starren Leiterplatine 12 elektrisch
leitend verbunden sind. Die in die Bohrungen 28 eingeführten IDC-Schneidklemmen
bilden Ausgangsanschlüsse
des elektrischen Leitungswegs der Verbindungseinrichtung 11,
an die vorzugsweise Übertragungsadern
eines Datenkabels angeschlossen sind. Die Kontaktzungen 22 der
flexiblen Leiterplatte 13, nämlich die auf der zweiten Seite 20 derselben
verlaufenden elektrischen Leiter, bilden Eingangsanschlüsse des
elektrischen Verbindungswegs der Verbindungseinrichtung 10,
an welche die Kontakte eines Datensteckers kontaktierbar sind.
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Obwohl
die Ausführung
der flexiblen Leiterplatte 13 gemäß 1 bis 4 bevorzugt
ist, können
beim erfindungsgemäßen, elektrischen
Steckverbinder auch flexible Leiterplatten zum Einsatz kommen, wie
sie in 5 und 6 gezeigt sind.
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So
zeigt 5 eine flexible Leiterplatte 29, deren
Kontaktzungen 22 in Übereinstimmung
zum Ausführungsbeispiel
1 bis 4 sowohl an dem der starren Leiterplatte 12 zugewandten
Ende 24 als auch an dem der starren Leiterplatte 12 abgewandten
Ende 23 mechanisch miteinander verbunden sind, bei welcher
jedoch sämtliche
Kontaktzungen 22 an dem der starren Leiterplatte 12 zugewandten
Ende 24 über die
gleiche Länge
verfügen.
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Bei
der flexiblen Leiterplatte 30 der 6 hingegen
sind die Kontaktzungen 22 lediglich an dem der starren
Leiterplatte 12 zugewandten Ende 24 mechanisch
miteinander verbunden, an dem der starren Leiterplatte 12 abgewandten
Ende 23 sind dieselben jedoch nicht mechanisch miteinander
verbunden, sondern vielmehr frei.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 verläuft die erste starre Leiterplatte 12 mit
den Bohrungen 28 für
die IDC-Schneidklemmen in etwa senkrecht zur flexiblen Leiterplatte 13 der
Verbindungseinrichtung 10. 7 bis 9 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Verbindungseinrichtung 31, eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders zusammen mit den Kontakten 11 eines Steckers,
wobei beim Ausführungsbeispiel
der 7 bis 9 eine starre Leiterplatte 32 mit
den Bohrungen für
die IDC-Schneidklemmen in etwa parallel zur flexiblen Leiterplatte 33 verläuft. Hinsichtlich
der übrigen
Details stimmt jedoch das Ausführungsbeispiel der 7 bis 9 mit
dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 überein, so dass hier zur Vermeidung
unnötiger
Wiederholungen für
gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden und auf die
Ausführungen
zum Ausführungsbeispiel
der 1 bis 4 verwiesen wird. Die starre
Leiterplatte 32 und die flexible Leiterplatte 33 bilden
zusammen eine starrflexible Leiterplatte. Gegebenenfalls kann auf
die starre Leiterplatte 32 verzichtet und nur die flexible
Leiterplatte 33 eingesetzt werden.
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- 10
- Verbindungseinrichtung
- 11
- Kontakt
- 12
- starre
Leiterplatte
- 13
- flexible
Leiterplatte
- 14
- starre
Leiterplatte
- 15
- Spalt
- 16
- Andruckelement
- 17
- erste
Seite
- 18
- Schenkel
- 19
- Abschnitt
- 20
- zweite
Seite
- 21
- Schlitz
- 22
- Kontaktzunge
- 23
- Ende
- 24
- Ende
- 25
- Steg
- 26
- Steg
- 27
- Schlitz
- 28
- Bohrung
- 29
- flexible
Leiterplatte
- 30
- flexible
Leiterplatte
- 31
- Verbindungseinrichtung
- 32
- starre
Leiterplatte
- 33
- flexible
Leiterplatte