DE4332996C2 - Steckverbinder zur Kontaktierung einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Kontaktierung einer Leiterplatte mit einem annähernd quaderförmigen, einteilig ausgebildeten Träger aus Isolierstoff, der eine Leiterplattenseite und eine dazu senkrechte Steckerseite aufweist, und mit einer Mehrzahl von Winkelkontaktelementen, die jeweils zur Leiterplattenseite aus dem Träger tretende Leiterplattenanschlüsse sowie zur Steckerseite aus dem Träger tretende Steckelemente bilden, wobei sich jedes Kontaktelement in einer einzigen Ebene erstreckt und für jede Spalte von Kontaktelementen ein abgestufter Einsteckschlitz vorgesehen ist, der zur Rückseite und zur Leiterplatte hin offen ist und in Richtung auf die Steckerseite in ringsum geschlossene Kanäle mündet, in denen die Steckelemente fixiert sind.

Ein derartiger Steckverbinder ist aus der US 4,054,345 bekannt.

Ein Steckverbinder mit Winkelkontaktelementen ist aus der DE 39 25 958 C1 bekannt. Dort sind allerdings die Kontakt­ elemente in ihrem jeweiligen Übergangsbereich zwischen dem als Einpreßstiel ausgebildeten Leiterplattenanschluß und dem abgewinkelten Steckerstift kompliziert zur Seite abgekröpft und gebogen, wodurch nicht nur die Kontaktelemente verhältnismäßig viel Platz benötigen, sondern auch die Einleitung der Einpreßkraft auf die Einpreßstifte nicht ohne weiteres über den Trägerkunststoff möglich ist. Zum Einpressen der Einpreßstiele in die Leiterplatte muß dort also entweder ein kompliziertes Werkzeug verwendet werden, welches mit Einzelzapfen in Löcher des Stiftträgers eingreift und direkt auf die Oberseite der Einpreßstiele einwirkt, oder es müssen zusätzliche Druckübertragungsstifte als Verlängerungen der Einpreßstiele oder als getrennte Stifte vorgesehen werden. Weiterhin ist bei dem bekannten Steckver­ binder nachteilig, daß die Kontaktelemente mit den Stecker­ stiften von der Leiterplattenseite her in durchgehende Schlitze des Stiftträgers eingesetzt werden, so daß sie in dem eigentlichen Stiftträger nicht fixiert sind, sondern erst durch den zusätzlich aufgesteckten Stiftleistenkragen endgül­ tig positioniert und fixiert werden. Dieser Stiftleistenkra­ gen bildet somit einen unverzichtbaren zweiten Teil des Stiftträgers, ohne den der letztere mit den eingesteckten Kontaktelementen nicht handhabbar ist, da die Steckerstifte nicht allseitig fixiert sind und wegen der Abkröpfung auch leicht verbogen werden können. Der Stiftleistenkragen muß dort also in seiner Konstruktion und auch in der Befestigung an dem Stiftträger genau an diesen angepaßt sein, so daß an­ wenderorientierte Abwandlungen der Steckerseite nicht möglich sind.

Durch das Gebrauchsmuster DE 91 14 052 U1 ist ein Winkelstecker mit in einem Träger aus Isoliermaterial aufgenommenen Kontaktstiften bekannt. Der Träger besteht aus einem ersten und einem zweiten Isolierteil, wobei das erste Isolierteil an seiner Oberseite gestuft ist und an jeder Stufe eine vertikale Bohrung mündet. Zu den Stufen an der Oberseite des ersten Isolierteiles paßt ein zweites, linksseitig gestuftes Isolierteil, wobei an jeder Stufe dieses Isolierteiles eine horizontal verlaufende Bohrung mündet. Die unterste Bohrung wird zur Hälfte von dem ersten Isolierteil und zur anderen Hälfte von dem zweiten Isolierteil gebildet. Die Kontaktstifte sind in die miteinander verbundenen und zueinander rechtwinklig verlaufenden vertikalen beziehungsweise horizontalen Bohrungen eingesetzt und an beiden über die Bohrungen überstehenden Enden mit einem deformierbaren Abschnitt versehen und damit in eine Leiterplatte beziehungsweise eine Kontaktleiste eingepreßt. Es ist hierbei also sowohl leiterplattenseitig als auch steckerseitig eine Einpreßverbindung vorgesehen.

Bei dem aus der US 4,054,345 bekannten Steckverbinder ist der aus Isoliermaterial bestehende Träger für die rechtwinkligen Kontaktstifte einteilig ausgebildet und zum Einsetzen der Kontaktstifte mit zur Rückseite und zu einer Leiterplattenseite hin offenen, abgestuften vertikalen Einsteckschlitzen sowie mit horizontalen Bohrungen versehen, in welche die Kotaktstifte eingesteckt und durch eingedrückte Vertiefungen gehalten sind. Die aus dem Träger vorstehenden Enden der Kontaktstifte sind an einem Ende in durchkontaktierte Bohrungen einer Leiterplatte eingelötet und am anderen Ende durch Bohrungen einer weiteren Leiterplatte hindurchgesteckt und mit wire-wrap-Stiften verbunden. Dieser bekannte Steckverbinder ist nicht für einen Leiterplattenanschluß in Einpreßtechnik vorgesehen und daher auch nicht in hierzu geeigneter Weise ausgebildet.

Schließlich ist aus der DE 39 15 777 A1 ein Steckverbinder bekannt, dessen isolierendes Gehäuse mit Befestigungsmitteln versehen ist, mit denen das Gehäuse an einer Leiterplatte lösbar befestigt werden kann. Die Befestigungsmittel weisen durch Vorsprünge gebildete Rastelemente auf, die in entsprechenden Öffnungen in der Leiterplatte aufnehmbar sind. Dieser bekannte Steckverbinder ist weder ein gattungsgemäßer Winkelsteckverbinder noch in Einpreßtechnik an der Leiterplatte befestigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art, also einen Winkelsteckverbinder, so zu gestalten, daß er möglichst einfach im Aufbau und in der Herstellung ist, einen Leiterplattenanschluß in Einpreßtechnik und auf der Steckerseite den Anschluß unterschiedlichster Gegen­ steckeranordnungen und damit eine vielseitige Anwendung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Steckverbinder der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder sind die Kontaktele­ mente nicht nur einfach in der Form und damit auch einfach in der Herstellung, sie benötigen durch diese einfache Form auch nur wenig Platz und sind in dem Träger einfach zu verankern, und sie sind mit ihren Steckelementen im Träger allseitig po­ sitioniert und fixiert, so daß dieser Träger mit den Kontakt­ elementen als selbständige Baueinheit gehandhabt und verar­ beitet werden kann. Für die Fixierung der Steckelemente ist also kein zusätzliches Teil, etwa ein Stiftleistenkragen, er­ forderlich. Dies wiederum macht den erfindungsgemäßen Steck­ verbinder vielseitig verwendbar, da vom Anwender unterschied­ liche Bauteile auf diesen Steckverbinder aufgesetzt werden können, welche lediglich Eingangsöffnungen für die Steckele­ mente und passende Gegenrastelemente für die an den Seiten­ flächen des Trägers angebrachten Rastelemente aufweisen müs­ sen. Durch den Leiterplattenanschluß in Einpreßtechnik ist der erfindungsgemäße Steckverbinder vor allem für Kontaktie­ rungen geeignet, die von der Lötseite einer Leiterplatte her durchgeführt werden müssen. Die Einpreßkraft kann dabei auf einfache Weise mit einem flachen Stempel auf den Kunststoff­ träger ausgeübt werden, der seinerseits diese Kraft auf die in einer Ebene fest verankerten Kontaktelemente bzw. auf die senkrecht stehenden Einpreßstiele weitergibt, ohne daß diese zur Seite ausweichen und verbogen werden könnten. Bei zwei oder mehr Reihen von Kontaktelementen stehen die jeweils spaltenweise angeordneten Einpreßstiele der verschiedenen Reihen in einer Ebene hintereinander, während ihre zugehöri­ gen Steckelemente übereinander in getrennten Löchern des Trä­ gers liegen. Die Einpreßkraft wird dabei in der gemeinsamen Ebene über das oben liegende Kontaktelement und den Kunst­ stoff des Trägers auf den Einpreßstift des unten liegenden Kontaktelementes übertragen.

Die Steckelemente sind in der Regel als Steckerstifte ausge­ bildet, obwohl grundsätzlich auch an eine Ausgestaltung von Steckerbuchsen gedacht werden kann. Bei Steckerstiften mit gleichmäßigem Querschnitt erfolgt die Verankerung durch Einpressen in eng tolerierte Löcher des Trägers.

Vorteilhaft ist es, jedoch, die Kontaktelemente durch Stanzen aus einem Blech zu formen, da auf diese Weise eine schärfere Ab­ winkelung im Übergangsbereich von den Steckerstiften zu den Einpreßstielen möglich ist, wodurch wiederum die Einpreßkraft besser auf die völlig senkrecht abgewinkelten Einpreßstiele geleitet werden kann. Falls nötig, kann bei dieser Art der Herstellung der rechtwinklig ausgeformte Mittelabschnitt mit etwas größerer Breite als der Bereich des Steckerstiftes ausgestanzt werden.

Die Rastelemente sind vorzugsweise an dem Träger als federnde Haken ausgebildet, so daß an dem Gegen-Gehäuse lediglich starre Rastnasen erforderlich sind. Dadurch ist dieses Gegen- Gehäuse auch hinsichtlich der Materialauswahl völlig frei va­ riierbar. Das Gegen-Gehäuse braucht also lediglich eine Bo­ denwand mit Löchern für die Steckerstifte und mit Rastnasen für die federnden Haken des Trägers, während es ansonsten be­ liebig gestaltet sein kann, also beispielsweise mit seinen Außenabmessungen zum Einrasten in ein Aufnahmegehäuse für die Leiterplatte ausgestattet sein kann. Das Gegen-Gehäuse dann dabei als Stiftleistenkragen zur Aufnahme eines Gegensteckers ausgebildet sein; es kann aber auch als aufsteckbarer Schal­ ter ausgebildet sein, dessen Kontaktelemente unmittelbar auf die Steckerstifte des erfindungsgemäßen Steckverbinders ge­ steckt werden können.

An dem Träger können weiterhin an sich bekannte Positionie­ rungszapfen vorgesehen werden, welche in Bohrungen der Lei­ terplatte einsteckbar sind, um beispielsweise als Codierung ein seitenverkehrtes Einstecken oder die Verwendung eines falschen Steckverbinders zu verhindern.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäß gestalteten Steckverbinder mit einem schematisch gezeigten Gegen-Gehäuse in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 den Steckverbinder von Fig. 1 in Seitenansicht und

Fig. 3 den Steckverbinder von Fig. 2 in einem Schnitt neben der Ebene eines Kontaktelementes (Linie III-III) in Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Steckverbinder besitzt einen Träger 1 aus Kunststoff, welcher im vorliegenden Beispiel zwei Reihen von Kontaktelementen 2 und 3 aufnimmt, die je­ weils spaltenweise angeordnet sind (in Fig. 1 ist ein Steck­ verbinder mit drei Spalten gezeigt).

Der Träger 1 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und besitzt eine nach vorn weisende Steckerseite 11, eine nach unten weisende Leiterplattenseite 12, eine der Leiterplatten­ seite gegenüberliegende Oberseite 13 und eine der Stecker­ seite gegenüberliegende Rückseite 14. Für jede Spalte von Kontaktelementen 2 und 3 ist ein Einsteckschlitz 4 vorgese­ hen, der zur Rückseite 14 und zur Leiterplattenseite 12 hin offen ist und in Richtung auf die Steckerseite 11 in ringsum geschlossene Kanäle 15 und 16 mündet.

Die Kontaktelemente 2 und 3, die spaltenweise jeweils in ei­ ner Ebene in einem Schlitz 4 liegen, sind rechtwinkelig je­ weils aus einem Blech gestanzt und besitzen jeweils einen senkrecht aus der Leiterplattenseite austretenden Einpreß­ stiel 21 bzw. 31 sowie einen dazu senkrechten, aus der Steckerseite austretenden Steckerstift 22 bzw. 32. Im rechtwinklig ausge­ formten Mittelabschnitt 23 bzw. 33 können diese Steckerstifte, wie in der Figur leicht angedeutet, eine etwas größere Breite auf­ weisen, um die Einpreßkräfte besser übertragen zu können.

Bei der Montage werden zunächst die unten liegenden Kontakt­ elemente 3 und dann die oben liegenden Kontaktelemente 2 in Längsrichtung der Steckerstifte 22 bzw. 32 von der Rückseite 14 her in die Schlitze 4 eingepreßt, wobei die Steckerstifte 22 und 32 durch die Steckkanäle 15 und 16 gesteckt und in diesen durch Festsitz fixiert werden. Durch angeformte Nasen 24 bzw. 34, Widerhaken oder dergleichen kann der Festsitz noch verbessert werden. Die nach unten weisenden Einpreßstiele 21 bzw. 31 erhalten dabei ihre Position in der jeweiligen Ein­ preßstielreihe entsprechend dem zu kontaktierenden Raster der nicht dargestellten Leiterplatte.

Bei der Montage des Steckverbinders auf einer Leiterplatte werden die Einpreßstiele 21 und 31 in die entsprechenden Boh­ rungen der Leiterplatte eingesetzt, wobei ein oder mehrere Positionierstifte 17 in eigene Bohrungen, beispielsweise Co­ dierbohrungen, der Leiterplatte eingreifen. Durch Druck eines flachen Stempels auf die Oberseite 13 des Trägers 1 werden die Einpreßstiele 21 und 31 in den metallisierten Bohrungen der Leiterplatte fixiert und kontaktiert.

Auf die Steckerseite 11 des Trägers 1 kann dann nach Belieben ein Stiftleistenkragen 5 oder ein beliebiges anderes Gehäuse aufgesteckt werden, wie dies in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Dieser Stiftleistenkragen braucht lediglich Stecköffnun­ gen 51 entsprechend dem Raster der Steckerstifte 22 und 32 aufzuweisen, außerdem Gegenrastelemente 52, welche mit am Träger 1 angeformten Rastfederzungen 6 zusammenwirken. Beim Aufstecken des Stiftleistenkragens 5 auf den Träger 1 laufen die Gegenrastelemente 52 entlang von angeformten Schrägen in den Zwischenraum zwischen dem Träger 1 und den Rastfederzun­ gen 6, wobei die freien Enden 61 der Rastfederzungen nach au­ ßen deformiert werden, bis die hinterschnittenen Nasen 53 der Rastelemente 52 an den Hinterschneidungen 62 der Rastfeder­ zungen einrasten und dabei den Stiftleistenkragen verriegeln. Wie erwähnt, kann der Stiftleistenkragen 5 ein Teil eines Steckverbinders, eines Schalters oder eines sonstigen Bauele­ mentes sein.

Nochmals sei darauf hingewiesen, daß der Stiftleistenkragen 5 zur Fixierung und Stabilisierung der Kontaktelemente 2 und 3 bzw. der Steckerstifte 22 und 32 nicht erforderlich ist, son­ dern daß diese vielmehr in dem Träger 1 unmittelbar so posi­ tioniert und fixiert sind, daß der Steckverbinder auch ohne aufgesetzten Stiftleistenkragen in einer Leiterplatte durch Einpressen kontaktiert werden kann.

Claims (5)

1. Steckverbinder zur Kontaktierung einer Leiterplatte mit einem annähernd quaderförmigen, einteilig ausgebildeten Träger (1) aus Isolierstoff, der eine Leiterplattenseite (12) und eine dazu senkrechte Steckerseite (11) aufweist, und mit einer Mehrzahl von Winkelkontaktelementen (2; 3), die jeweils zur Leiterplattenseite (12) aus dem Träger (1) tretende Leiterplattenanschlüsse (21; 31) sowie zur Steckerseite (11) aus dem Träger (1) tretende Steckelemente (22; 32) bilden, wobei sich jedes Kontaktelement (2; 3) in einer einzigen Ebene erstreckt und für jede Spalte von Kontaktelementen (2; 3) ein abgestufter Einsteckschlitz (4) vorgesehen ist, der zur Rückseite (14) und zur Leiterplattenseite (12) hin offen ist und in Richtung auf die Steckerseite (11) in ringsum geschlossene Kanäle (15; 16) mündet, in denen die Steck­ elemente (22; 23) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Leiterplattenanschlüsse als Einpreßstiele (21; 31) ausgebildet sind,
• b) jeder Einsteckschlitz (4) in dem Träger (1) so abgestuft ist, daß der zwischen dem Leiterplattenanschluß (21; 31) und dem Steckelement (22; 32) rechtwinklig ausgeformte Mittel­ abschnitt (23; 33) eines Kontaktelementes (2; 3) in Gegen­ richtung zum Leiterplattenanschluß (21; 31) im Material des Trägers (1) abgestützt ist,
• c) die Kontaktelemente (2; 3) aus einem Blechmaterial in ihrer Winkelform gestanzt sind,
• d) die Kontaktelemente (2; 3) von der der Steckerseite (11) entgegengesetzten Seite (14) in die Einsteckschlitze (4) des Trägers (1) eingepreßt sind und jedes Steckelement (22; 32) vor seinem Austritt zur Steckerseite (11) von dem Material des Trägers (1) ringsum umschlossen und durch Festsitz fixiert ist und
• e) an den beiden zu den Ebenen der Kontaktelemente (2; 3) parallelen Seitenflächen (18; 19) des Trägers (1) jeweils Rastelemente (6) angeformt sind, welche mit entsprechenden Gegenrastelementen (52) eines auf die Steckelemente (22; 32) aufsteckbaren Gehäuses (5) verrastbar sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckelemente als Steckerstifte (22; 32) ausgebildet sind.

3. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (2; 3) im Mittelabschnitt (23; 33) eine etwas größere Breite als der Bereich der Steckerstifte (22; 32) aufweisen.

4. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (6) mit federnden Haken (61) ausgebildet sind, welche an starren Rastnasen (53) der Gegensteckelemente (52) des aufsteckbaren Gehäuses (5) verrastbar sind.

5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (1) mindestens ein zu den Leiterplattenan­ schlüssen (21; 31) paralleler Positionierungszapfen (17) angeformt ist.