DE4123768C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckersystem zur Herstellung von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Kontaktelementen zweier Trägerplatten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Steckverbindungen aus einem Stecker mit Kontaktstiften und entsprechend ausgebildeten Buchsen mit Kontaktelemen­ ten zur Aufnahme der Kontaktstifte gehören seit langem zum Stand der Technik.

Aus US-PS-27 52 580 ist ein Steckersystem zur Herstellung von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Kontakte­ lementen zweier Platinen mit einem Stecker bekannt, der mindestens einen Kontaktstift aufweist, der über ein Kon­ taktelement sowohl mechanisch mit der Steckerplatine als auch elektrisch leitend mit den darauf angeordneten Lei­ terbahnen verbunden ist, und einer Buchse, die ein Kontakt­ elemente für jeden Kontaktstift des Steckers aufweist, das mechanisch mit der Buchsenplatine und elektrisch lei­ tend mit den darauf angeordneten Leiterbahnen verbunden sind. Dabei sind die die Kontaktelemente des Steckers und der Buchse mit über die Leiterbahnen herausstehenden Flanschen versehen, die beim Verbinden beider Platinen zusätzlich als Abstandshalter fungieren.

In US-PS-32 05 469 ist eine vergleichbare Anordnung im Zusammenhang mit einer elektrischen Schalttafel beschrie­ ben.

In DE-AS-25 59 957 ist eine Isolierstoffplatte für den Aufbau einer elektrischen Schaltung mit metallisierten Löchern offenbart, in die elektrische Leiter eingesteckt werden. Die Löcher sind mit einem Material gefüllt, des­ sen elektrischer Widerstand unter Druckbeanspruchung abnimmt. Beim Einstecken der Leiter in die Löcher nimmt daher der Widerstand dieses Materials deutlich ab, so daß eine leitende Verbindung zwischen dem Leiter und der Metallisierung der Löcher entsteht.

Aus US-PS-35 24 960 ist ein Steckersystem bekannt, bei dem ein konischer Kunststoffstecker, der in einem Bereich seiner äußeren Oberfläche eine Metallbeschichtung auf­ weist und dessen Spitze wärmeschmelzbar ist, in die Buch­ se einer Schalttafel eingesteckt wird. Zur Ausbildung einer festen mechanischen und elektrischen Verbindung wird die Kunststoffspitze des Steckers aufgeschmolzen und somit beide Kontaktelemente miteinander verschweißt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckersy­ stem zur Herstellung von elektrisch leitenden Verbindun­ gen zwischen Kontaktelementen zu schaffen, das auf fla­ chen isolierenden Trägern, wie Platinen, angeordnet ist und das sich durch eine im Vergleich zu den bekannten Steckverbindungen höhere Betriebssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steckersystem dadurch gelöst, daß die Trägerplatten sowohl des Steckers als auch der Buchse im Bereich der Kontaktelemente vollständig mit einer Kunststoffschicht überzogen sind, aus der beim Stecker mindestens ein Konus zur Führung eines Kontaktstiftes herausragt und die Buchse in der Kunststoffschicht auf der dem Stecker zugewandten Seite mindestens eine Ausneh­ mung zur Aufnahme des mindestens einen Kunststoffkonus mit dem Kontaktstift aufweist, unterhalb der jeweils ein Kontaktelement angeordnet ist und der Raum, der von die­ sem Kontaktelement umgeben ist, mit elektrisch leitendem Polymermaterial ausgefüllt ist, in das der Kontaktstift bei Herstellung der Steckverbindung eingreift.

Das Kontaktelement des Steckers und das Kontaktelement der Buchse sind jeweils in Bohrungen eines flachen, elek­ trisch isolierenden Trägermaterials angeordnet. Die Ver­ bindungsleitungen sind als sogenannte Leiterbahnen auf dem flachen Trägermaterial, wie Platinen, ausgebildet. Die Buchse des Steckersystems kann mittels Einlegespritz­ guß hergestellt werden, wobei die Kontaktelemente bis zum Herstellen der ersten Steckverbindung hermetisch eingekap­ selt sind. Im Bereich des Steckers bzw. der Buchse sind auch die Leiterbahnen mit der Kunststoffschicht umgeben.

Das erfindungsgemäße Steckersystem besteht aus einem Stecker und einer aufnehmenden Buchse, bei denen die den Kontakt herstellenden Teile sich auf einer die zuführen­ den Leitungen als Leiterbahnen tragenden Platine befin­ den. Auf einer Platine können ein oder mehrere Steckersy­ steme angeordnet sein. Die Kontaktstifte des Steckers bestehen aus üblichen Metallen und sind in durch Kontakt und mit Leiterbahnen verbundenen Bohrungen im flachen Trägermaterial mechanisch befestigt. Zur besseren Führung weist die Kunststoffummantelung der Leiterbahnen und Kon­ taktelemente einen nach außen ragenden Konus auf, in des­ sen Achse sich der Kontaktstift befindet. Die Steckver­ bindungsbuchse ist vor dem ersten Verbindungsvorgang durch die Kunststoffumhüllung hermetisch abgekapselt. Die Kunststoffumhüllung von Stecker und Buchse kann durch Spritzguß hergestellt werden, wobei die mit den Kontakte­ lementen und Leiterbahnen ausgerüsteten Platinen mit elektrisch nicht leitenden thermoplastischen Polymeren umspritzt werden.

Die das Kontaktelement und das elastische Polymere in dem von dem Kontaktelement umschlossenen Raum umgebende Kunststoffschicht ist bei der erfindungsgemäßen Ausbil­ dung der Buchse am Boden der Ausnehmung so dünn ausgebil­ det, daß sie beim erstmaligen Herstellen der Verbindung vom Kontaktstift durchstoßbar ist.

Die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung des Stecker­ systems wird nun anhand der Figur noch näher beschrieben.

Die Figur zeigt das Steckersystem mit Stecker und korrespondierender Kupplung oder Buchse. Die die elektrische Verbindung mit der Zuführleitung herstellen­ den Metallkontaktelemente 3, 3a sowie die Leitungen in Form von Leiterbahnen 19, 19a sind auf einem flachen iso­ lierenden Träger 1, 1a oder einer Platine angeordnet, wobei die Leiterbahnen 19, 19a wie in der Figur gezeigt sowohl auf beiden Seiten der Platine 1, 1a als auch nur auf einer Seite angeordnet sein können. Die Kontaktele­ mente 3, 3a sind vorzugsweise Metallbuchsen mit Flan­ schen, die mechanisch durch Verpressen an den Platinen 1, 1a befestigt sein können. Geeignete Metalle sind Gold, Platin, Silber, Kupfer, Messing, Zinn, Aluminium oder Legierungen dieser Metalle. Auch die Leiterbahnen 19, 19a können aus solchen Metallen oder Metallegierungen herge­ stellt sein. Der Raum 2, der von dem Kontaktelement 3 der Kupplung oder Buchse umschlossen ist, und die unmittelba­ re Umgebung ist mit einem elastischen, elektrisch leitfä­ higen Material ausgefüllt, das gegebenenfalls zur leich­ teren Einführbarkeit des Kontaktstiftes 11 eine Perforie­ rung 9 im Zentrum aufweisen kann. Im Falle des Steckers nimmt der Kopf des Kontaktstiftes 11 den Raum innerhalb des Kontaktelementes 3a ein. Die Flanschelemente des Kop­ fes des Kontaktstiftes 11 dienen dazu, den Kopf mit dem Kontaktelement 3a fest zu verbinden. Die Platinen 1, 1a sind im Bereich des Steckersystems, d. h. des Steckers und der Kupplung, mit einem elektrisch nicht leitenden Poly­ mermaterial 4 umhüllt, so daß die elektrischen Kontakte 3, 3a hermetisch eingeschlossen sind. Die Polymerhülle 4 weist bei der Buchse eine kegelförmige Vertiefung (Innen­ kegel) 6 zur Aufnahme eines Gegenkonus (Außenkegel) 6a des Steckers auf. Der Innenkegel 6 und der Außenkegel 6a verlaufen senkrecht zu den Platinen 1, 1a. Der Kontaktstift 11 aus Metall erstreckt sich in der Längsachse des Außenkegels 6a und ragt über diesen so weit hinaus, daß er nach Zusammenführen von Stecker und Buchse, wobei der Außenkegel 6a in den Innenkegel (Ausnehmung) 6 geschoben wird, bis in den mit elektrisch leitendem elastischem Material 2 ausgefüllten Raum, der von dem Kontaktelement 3 der Buchse umschlossen wird, reicht. Eine elektrisch leitende Verbindung ist dann zwischen dem Stecker und der Buchse vorhanden. Dabei wird bei dem ersten Gebrauch des Systems die Polymerschicht (4) am Boden des Innenkegels 6 vom Kontaktstift 11 durchstoßen und die hermetische Ver­ siegelung aufgebrochen.

Claims (5)

1. Steckersystem zur Herstellung von elektrisch leiten­ den Verbindungen zwischen Kontaktelementen (3, 3a) zweier Trägerplatten (1, 1a) mit

• - einem Stecker, der mindestens einen Kontaktstift aufweist, der über ein Kontaktelement (3a) sowohl mechanisch mit der Trägerplatte (1a) als auch elek­ trisch leitend mit den darauf angeordneten Leiterbah­ nen (19a) verbunden ist, und
• - einer Buchse, die ein Kontaktelement (3) für jeden Kontaktstift (11) des Steckers aufweist, das mecha­ nisch mit der Trägerplatte der Buchse (1) und elek­ trisch leitend mit den darauf angeordneten Leiterbah­ nen (19) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Trägerplatten (1, 1a) sowohl des Steckers als auch der Buchse im Bereich der Kontaktelemente (3, 3a) vollständig mit einer Kunststoffschicht (4) über­ zogen sind,
• - aus der beim Stecker mindestens ein Konus (6a) zur Führung eines Kontaktstiftes (11) herausragt und die Buchse in der Kunststoffschicht (4) auf der dem Stecker zugewandten Seite mindestens eine Ausnehmung (6) zur Aufnahme des mindestens einen Kunststoffkonus (6a) mit dem Kontaktstift (11) aufweist, unterhalb der jeweils ein Kontaktelement (3) angeordnet ist
• - und der Raum, der von diesem Kontaktelement (3) umgeben ist, mit elektrisch leitendem Polymermaterial (2) ausgefüllt ist, in das der Kontaktsfift (11) bei Her­ stellung der Steckverbindung eingreift.

2. Steckersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (3) des Steckers und der Buchse in Bohrungen der Trägerplatten (1, 1a) angeordnet sind.

3. Steckersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktelemente (3) und die das elasti­ sche Polymermaterial (2) umgebende Kunststoffschicht (4) der Buchse am Boden der Ausnehmung (6) so dünn ausgebildet ist, daß sie beim erstmaligen Herstellen einer Steckverbindung vom Kontaktstift (11) des Stec­ kers durchstoßbar ist.

4. Steckersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker in Abstand voneinander auf der Trä­ gerplatte (1a) im Bereich der Kunststoffschicht (4) mehrere von vorstehenden Kunststoffkonen (6a) geführ­ te Kontaktstifte (11) aufweist und die Buchse in der Kunststoffschicht (4) mehrere entsprechend angeordne­ te Ausnehmungen (6) mit darunter an der Trägerplatte (1) befestigten Kontaktelementen (3) aufweist.