DE4001104A1 - Steckverbindung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder insbe­ sondere für Leiterplatten gemäß Gattungsbegriff des Patent­ anspruches 1. Derartige handelsübliche Steckverbinder bestehen aus einem Buchsenteil und einem Steckerteil jeweils der vorge­ gebenen Polzahl, wobei beim Einsatz im Zusammenhang mit Leiterplatten vielfach das Steckerteil an der Leiterplatte festgelegt wird, während an das Buchsenteil in darin vorge­ sehenen Leiteranschlüssen Leiter angeschlossen werden. Neben der elektrischen Verbindung beim Ineinanderstecken der Steck­ verbinderteile werden die Steckverbinderteile durch eine Rastverbindung, beispielsweise Rasthaken am Isolierstoff­ gehäuse des Buchsenteiles und eine entsprechende zu hinter­ greifende Leiste am Isolierstoffgehäuse des Steckerteiles auch mechanisch miteinander verriegelt.

Derartige bekannte Steckverbinder sind insbesondere insoweit für den Anwender wenig flexibel, als an dem blockartigen Gehäuse des Steckverbinderteiles mit den Leiteranschlüssen jeweils nur eine Leiteranschlußrichtung fest vorgegeben ist. Neben der unterschiedlichen Polzahl auch noch unterschied­ liche Leiteranschlußrichtungen durch entsprechende Öffnungen im Isolierstoffgehäuse vorzusehen oder Gehäuse mit unter­ schiedlichen Anordnungen der Rastverbindungselemente für die mechanische Verrastung von Buchsenteil und Steckerteil vorzu­ sehen, erhöht die Werkzeugkosten außerordentlich. Das Vor­ sehen jeweils unterschiedlicher Mischformen bezüglich der Leiteranschlußrichtung innerhalb derartiger Steckverbinder­ teile vorgegebener Polzahl ist von daher undenkbar.

Im Schadensfall, der oft nur eine Polstelle betrifft, muß das gesamte Steckverbinderteil ausgewechselt werden. Selbst soweit es sich dabei um das mechanisch mit dem mit einer Leiterplatte fest verbundenen Steckverbinderteil nur verrastete Steckverbinderteil handelt, führt schon die erforderliche Lösung der mechanischen Rastverbindung viel­ fach zu Beschädigungen an der empfindlichen Leiterplatte. Es verbietet sich andererseits jedoch auch, beispielsweise ein derartiges Steckverbinderteil aus einer Aneinander­ reihung beispielsweise über ihre Einzelgehäuse verrasteter Einzelelemente aufzubauen, da dies die Einhaltung des vor­ gegebenen und erforderlichen Rastermaßes in einem der­ artigen mehrpoligen Steckverbinder unmöglich machen würde. In einem solchen Fall würden sich die unvermeidbaren Fertigungstoleranzen der Einzelgehäuse summieren.

Es ist andererseits grundsätzlich bei elektrischen Verbindern bekannt (DE 36 09 684 A1), einen großvolumigen elektrischen Verbinder, bestehend aus einzelnen Steckverbinderteilmodulen jeweils vorgegebener Polzahl und Bauart, mit Hilfe eines Montagerahmens aufzubauen, der entsprechende Aufnahmekammern für die Module hat, die darin festsetzbar sind. Diese Bauweise findet man insbesondere bei elektrischen Steckverbindern für Kabelbäume. Unterschiedliche Anordnungs- und Anschlußmöglich­ keiten für die einzelnen Steckverbindermodule in den Aufnahme­ kammern des Rahmens sind dabei nicht vorgesehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei zuverlässiger Einhaltung des Rastermaßes entsprechend der vorgegebenen Polzahl bezüglich der möglichen Leiteranschluß­ richtungen sowie bezüglich Umrüstung, Nachrüstung und Reparatur flexibel ist.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Dadurch, daß die Steckverbinderteile mit Leiteranschlüssen aus einem das Rastermaß gewährleistenden Rahmen mit Aufnahme­ kammern entsprechend der vorgegebenen Polzahl gebildet sind, wobei in die Aufnahmekammern die Einzelelemente eingesteckt sind, ist durch das Vorsehen auch von beidseitigen Leiter­ durchtrittsöffnungen bei den Aufnahmekammern des Rahmens in Verbindung mit der Verrastbarkeit der Einzelelemente in den beiden um 180° zueinander versetzten Lagen in den Aufnahme­ kammern eine bezüglich der Leiteranschlußrichtung flexible Ausgestaltung dieses Steckverbinderteiles möglich, wobei problemlos innerhalb eines Steckverbinderteiles im Bedarfs­ fall auch unterschiedliche Leiteranschlußrichtungen durch entsprechend unterschiedliches Einstecken der Einzelelemente verwirklicht werden können. Es ergibt sich insoweit eine außerordentlich große Flexibilität. Die Rastverbindung der Einzelelemente in den Aufnahmekammern des Rahmens kann auch nachträglich noch problemlos wieder gelöst werden, so daß Umrüstarbeiten problemlos sind und im Schadensfall die einzelnen betroffenen Einzelelemente problemlos ausgewechselt werden können. Der Rahmen als solcher bleibt dabei mit dem anderen Steckverbinderteil, das beispielsweise an einer Leiterplatte befestigt ist, mechanisch verrastet, so daß beim Auswechseln der Einzelelemente keine Beschädigungs­ gefahr für die Leiterplatte besteht.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine sprengbildliche Darstellung eines Einzelelementes mit einem Leiteranschluß- und Kontaktelement eines Steckverbinderteiles eines Steckverbinders gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer Teilschnittdar­ stellung durch eine Aufnahmekammer für das Einzel­ element eines Rahmens des Steckverbinderteiles,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in fertig montiertem und zusammengesteckten Zustand,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Steckverbinder­ teiles eines Steckverbinders gemäß der Erfindung mit Illustration unterschiedlicher Anordnungsmöglich­ keiten der Einzelelemente in dem Rahmen sowie der Illustration eines weiteren anderweitig ausgestal­ teten Einzelelementes.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird von einem Steck­ verbinder ausgegangen, dessen eines Steckverbinderteil, hier konkret das Steckerteil, zur Befestigung an einer Leiterplatte vorgesehen ist. Das Steckerteil besteht somit aus einem im wesentlichen U-förmigen Rahmen 1 aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, in dem als Kontaktelemente in einer der vorgegebenen Polzahl ent­ sprechenden Anzahl einerseits Steckstifte 2 und anderer­ seits Anschlußstifte 3 zur elektrischen Verbindung mit einer Leiterplatte vorgesehen sind. Auf der einen Längs­ seite des U-Rahmens 1 befindet sich in seinem oberen Rand­ bereich eine Rastleiste 4 zur mechanischen Verbindung mit dem anderen Steckerteil im Rahmen der Steckverbindung. Es kann sich insoweit um ein handelsübliches Steckerteil handeln.

Das andere Steckverbinderteil des Steckverbinders, hier konkret nunmehr das Buchsenteil, besteht demgegenüber nach seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Rahmen 5 mit einer der vorgegebenen Polzahl entsprechenden Anzahl von Aufnahme­ kammern 6 sowie Einzelelementen 7, 8 zum Einsetzen in die Aufnahmekammern 6, wobei diese Einzelelemente 7, 8 jeweils als elektrisch leitendes Bauteil einen Leiteranschluß 9 mit Kontaktbuchse 10 aufweisen.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann das Bauteil gebildet aus Leiteranschluß 9 und Kontaktbuchse 10 in das seitlich offene Isolierstoffgehäuse 11 des Einzel­ elementes 7 eingesetzt werden. Das Isolierstoffgehäuse 11 des Einzelelementes hat auf seiner einen Schmalseite eine Leiterzugangsöffnung 12 für den anzuschließenden Leiter, während die gegenüberliegende Wand geschlossen ist und hat im dargestellten Ausführungsbeispiel oberseitig eine Zugangs­ öffnung 13 zum Hindurchführen eines Schraubendrehers zur Betätigung der Klemmschraube 14 des Leiteranschlusses 9.

Das Isolierstoffgehäuse 11 des Einzelelementes ist bezüg­ lich der senkrechten Mittellängsachse in seinen Außen­ abmessungen symmetrisch aufgebaut. Dies gilt auch bezüglich der Lage und Anordnung zweier Rasthaken 15, die im unteren Bereich daran angeformt sind und die der Verrastung des Einzelelementes 7 in einer der Aufnahmekammern 6 des Rahmens 5 dienen.

Der Rahmen 5 seinerseits hat eine Länge entsprechend der vorge­ gebenen Polzahl, resultierend aus der entsprechenden Anzahl von Aufnahmekammern 6 für die Einzelelemente. Der Rahmen 5 ist dabei so ausgestaltet, daß jede der einzelnen Aufnahme­ kammern 6 oberseitig eine Einführungsöffnung 16 zum Einstecken eines Einzelelementes 7 aufweist, wobei sich dieser Einführungs­ öffnung 16 gegenüberliegend ein schmaler Kammerabschnitt 17 zur Aufnahme der Kontaktbuchse 10 befindet, wobei der Kammer­ abschnitt 17 unterseitig eine Zugangsöffnung 18 für einen der Steckstifte 2 des anderen Steckverbinderteiles aufweist. Der Randbereich der Zugangsöffnung 18 ist als Einführungsschräge 19 ausgestaltet. Der Rahmen 5 hat ferner im Bereich jeder Aufnahmekammer 6 im Übergangsbereich zum unteren schmaleren Kammerabschnitt 17 Durchtrittsöffnungen 20 für die Rasthaken 15 der Einzelelemente 7, die nach entsprechendem Durchtritt einen unteren Wandungsbereich der Schmalseiten im Bereich der Aufnahmekammern 6 rastend untergreifen können. Der Rahmen 5 hat ferner im Bereich jeder Aufnahmekammer 6 beidseitig einander gegenüberliegende Zugangsöffnungen 21, durch die insbesondere die anzuschließenden Leiter gesteckt werden können.

An dem Rahmen 5 sind ferner auf einer Seite in der Nähe der beiden durch die jeweils vorgegebene Polzahl definierten Enden Rasthaken 22 angeformt. Bei Vollzug der Steckverbin­ dung, also bei Aufsetzen des Buchsenteiles, bestehend aus dem Rahmen und den Einzelelementen, auf das eingangs geschilderte Steckerteil verrasten sich diese Rasthaken 22 mit der Rastleiste 4 am U-förmigen Rahmen 1 des Stecker­ teiles und sorgen somit für die mechanische Sicherung des Buchsenteiles am Steckerteil.

Aufgrund der vorstehend geschilderten Ausgestaltung können die Einzelelemente 7 wahlweise und in völlig beliebiger Aufeinanderfolge in zwei zueinander um 180° versetzten Lagen in die entsprechenden Aufnahmekammern 6 des Rahmens 5 einge­ steckt und darin verrastet werden, mit dem Ergebnis, daß mit dem Rahmen und nur diesem einen Einzelelement allein durch die unterschiedliche Einsteckmöglichkeit schon zwei unter­ schiedliche Leiteranschlußrichtungen zu verwirklichen sind. Dies ist in Fig. 3 illustriert. Dadurch, daß die Isolier­ stoffgehäuse 11 der Einzelelemente 7 auch nur eine Leiter­ zugangsöffnung 12 haben, während die gegenüberliegende Wand geschlossen ist, ist nach Einstecken eines Einzelelementes 7 in eine Aufnahmekammer 6 des Rahmens 5 die jeweils nicht benötigte Zugangsöffnung 21 für den Leiterdurchtritt auto­ matisch durch die geschlossene Wand des Einzelelementes 7 verschlossen. Dies ist im Hinblick auf elektrische Kriech­ strecken und zur Irrtumsvermeidung besonders vorteilhaft.

Im Rahmen des vorstehend geschilderten Systemes ist es ohne weiteres möglich, zusätzliche Einzelelementenausge­ staltungen vorzusehen. In Fig. 3 ist beispielsweise ein weiteres Einzelelement 8 angedeutet, bei dem abweichend von der geschilderten Ausgestaltung des Einzelelementes 7 die Zugangsöffnung 21 für den Schraubendreher seitlich liegt, während die Zugangsöffnung 20 für den anzuschlie­ ßenden Leiter oberseitig liegt. Im elektrischen Bereich ist der Leiteranschluß in seiner Raumlage entsprechend anders gestaltet. Mit einem solchen Einzelelement 8 kann man auch eine Leiteranschlußrichtung von oben verwirklichen. Da die Gehäusesymmetrie und die Lage der Rasthaken am Isolierstoffgehäuse unverändert bleibt, kann ein solches Einzelelement 8 ohne weiteres mit den Einzelelementen 7 in beliebiger Folge in dem Rahmen 5 kombiniert werden.

In weiterer Ausgestaltung können unter Beibehalt der ge­ nannten Gehäusesymmetrie weitere Einzelelemente vorgesehen werden, die beispielsweise unterschiedliche Anschlußtech­ niken wie Crimp-Anschluß, Löt-Anschluß, diverse bekannte Steckanschlußtechniken und dergleichen verwirklichen. Auch derartige Einzelelemente können mit den im Ausführungs­ beispiel ausführlich geschilderten und untereinander belie­ big im Rahmen eines derartigen Steckverbinderteiles kombi­ niert werden.

Es kann ferner daran gedacht werden, im Rahmen eines solchen Steckverbinderteiles einige der Aufnahmekammern 6 des Rahmens 5 nicht mit Einzelelementen 7, 8 zu bestücken, sondern hier in der Gehäusegeometrie adaptierte Zusatzteile mit entsprechenden Zusatzfunktionen, wie beispielsweise Zugentlastungen, zusätzliche gesonderte Rastverbindungen, Prüfsteckeinrichtungen und dergleichen einzubringen.

Claims (7)

1. Steckverbinder, insbesondere für Leiterplatten, bestehend aus einem Buchsen- und einem Steckerteil vorgegebener Polzahl, von denen mindestens ein Steckverbinderteil Leiteranschlüsse aufweist, wobei das Buchsen- und das Steckerteil Isolierstoffgehäuse haben, die bei der Steckung über eine Rastverbindung mechanisch miteinander verriegelbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leiteranschlüsse (9) auf­ weisende Steckverbinderteil (5, 6, 7, 8) aus einer der Polzahl entsprechenden Anzahl von Einzelelementen (7, 8) mit jeweils einem Kontakt (10) und einem Leiteranschluß (9) sowie einem Rahmen (5) mit einer der Polzahl ent­ sprechenden Anzahl von Aufnahmekammern (6) für die Einzelelemente (7, 8) gebildet ist, wobei die Aufnahme­ kammern (6) neben den Einführungsöffnungen (16) für die Einzelelemente (6) und Zugangsöffnungen (18) für die Steckverbindung weitere beidseitige Zugangsöffnungen (21) aufweisen, die Einzelelemente (7, 8) in den Aufnahme­ kammern (6) in zwei um 180° zueinander versetzten Lage verrastbar sind und die Rastelemente (22) für die Rast­ verbindung mit dem anderen Steckverbinderteil an dem Rahmen (5) vorgesehen sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffgehäuse (11) der Einzelelemente (7) bezüglich ihrer senkrechten Mittellängsebene in der Außengeometrie symmetrisch und ferner symmetrisch beid­ seitig mit Rasthaken (15) zur Rastverbindung in einer der Aufnahmekammern (6) des Rahmens (5) versehen sind.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammern (6) Durchtrittsöffnungen (20) für die Rasthaken (15) der Einzelelemente (7) im Bereich von von den Rasthaken (15) zu untergreifenden Wand­ abschnitten aufweisen.

4. Steckverbinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoff­ gehäuse (11) der Einzelelemente (7) nur jeweils eine Leiterzugangsöffnung (12) aufweisen, während die dem gegenüberliegende Wand geschlossen ist.

5. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelelemente (8) vorgesehen sind, in deren Isolier­ stoffgehäusen eine Leiterzugangsöffnung oberseitig sowie eine Zugangsöffnung für einen Schraubendreher seitlich vorgesehen sind.

6. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelelemente mit unterschiedlichen Anschlußtechniken für das Anschließen eines elektrischen Leiters vorgesehen sind.

7. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Aufnahmekammern (6) des Rahmens (7) an­ stelle mit Einzelelementen (7, 8) mit anderweitigen bezüglich der Gehäusesymmetrie adaptierten Zusatz­ funktionsteilen bestückt sind.