DE4439262C2 - Kontaktvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung mit einer Anzahl von im Abstand nebeneinander aufgereihten, jeweils aus einem elastisch nachgiebigen Metallfederstreifen be­ stehenden Einzelkontakten, die mit ihrem einen Ende in einem Isolierkörper festgelegt und zur Unterstützung beim Kontakt­ schließen einseitig durch ein elastisch nachgiebiges Stützkissen abgestützt sind.

Bei einer bekannten Kontaktvorrichtung dieser Art (US-PS 2,874,363 sind ausgestanzte Kontaktstreifen zwischen zwei stei­ fen Trägerplatten befestigt. Diese Kontaktstreifen werden unter Zwischenlage eines Kissens aus elastischem Material umgebogen, wobei zwei dieser Einheiten zu einem vielpoligen Steckverbinder zusammengefügt werden, in den eine Leiterplatte oder ein kom­ plementärer Steckverbinder einsteckbar ist.

Bekannt ist im Steckerbau ferner (DE 29 25 853) die ein­ stückige Ausbildung eines Steckverbindergehäuses mit zwei Kunst­ stoffen unterschiedlicher Eigenschaften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß trotz eines sehr einfachen Aufbaus, der eine rationelle Herstellung zuläßt, eine sichere Kontaktgabe an mehreren Kontaktstellen gleichzeitig gewährleistet und dabei dennoch Beschädigungen dieser Kontaktstellen ausgeschlossen sind.

Die Kontaktvorrichtung nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß sich die den Isolierkörper mit ihrem einen Ende quer durch­ setzenden Einzelkontakte mit ihrem anderen abgebogenen Ende im Abstand über der Oberfläche des Isolierkörpers erstrecken und auf dem an der Oberseite des Isolierkörpers fixierten Stütz­ kissen liegend im Bereich zwischen jeweils vom Isolierkörper quer abstehenden isolierenden Schutzrippen einer Schutzvorrich­ tung frei auslaufen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Einzelkontakte einen aus zumindest einer Biegung in eine Rich­ tung und zumindest einer weiteren Biegung in eine entgegen­ gesetzte Richtung gebildeten Überhang aufweisen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Kontaktvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine entlang der Linie A-A in Fig. 1 genommene Schnitt­ ansicht, wobei eine Leiterplatte zur Illustration hinzu­ gefügt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Kontaktvorrich­ tung nach dem ersten Ausführungsbeispiel von vorne rechts oben,

Fig. 4 eine Vorderansicht der Kontaktvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine entlang der Linie A-A in Fig. 4 genommene Schnittansicht, wobei eine Leiterplatte zur Illustration hinzugefügt ist,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Kontaktvorrich­ tung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel von vorne rechts oben.

Fig. 1 zeigt die Kontaktvorrichtung nach dem ersten Aus­ führungsbeispiel mit einer alternierenden Reihe aus Schutz­ rippen 1 einer Schutzvorrichtung und Einzelkontakten 2 in Form von Metallbügeln. Die Metallbügel sind von einer Isola­ tionseinrichtung in Form eines einstückigen Isolationskörpers 4 gehalten und mit ihrem oberen Kontaktbereich 2a von einer Auffangeinrichtung in Form von Auffangkissen 3 hinterfüttert, wie im Querschnitt in Fig. 2 zu sehen ist. Dadurch ergibt sich eine alternierende Reihe aus Schutzrippen 1 und Auffang­ kissen 2, die im ersten Ausführungsbeispiel aus einem wei­ chen, in seinem Volumen elastisch verformbaren Kunststoff einstückig gebildet sind. Dieses eine Stück ist zusammen mit dem aus einem harten Kunststoff bestehenden Isolationskörper 4 mit dem Mehrkanal-Spritzgußverfahren hergestellt.

Anschließend an den in dem Isolationskörper 4 einge­ schlossenen Abschnitt 2b und entgegengesetzt zu dem Kon­ taktabschnitt 2a weist jeder Metallbügel 2 einen Ver­ bindungsabschnitt 2c auf, der aus dem Isolationskörper 4 her­ ausragt. In Fig. 2 ist angedeutet, wie dieser Verbindungsab­ schnitt in einer Bohrung einer Leiterplatte 5 angeordnet ist.

In Fig. 2 erkennt man ferner, daß der Kontaktabschnitt 2a über eine für die Elastizität des Metallbügels sorgende Biegung mit dem in dem Isolationskörper eingeschlossenen Ab­ schnitt verbunden ist. Eine weitere, von oben gesehen konvexe Biegung des Kontaktabschnitts sorgt für eine abgerundete Kon­ taktfläche zur Kontaktierung eines obenliegenden Gegenkon­ taktes. Dieser Gegenkontakt kann beispielsweise aus einfachen flachen Stanzkontakten wie im eingangs geschilderten Beispiel eines Mobiltelefons bestehen; insbesondere wegen der in der Horizontalen relativ langgestreckten abgerundeten Form des Kontaktabschnitts ist die Kontaktvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel aber auch für eine Vielzahl anderer For­ men von Gegenkontakten geeignet. So können auch Stifte, Me­ tallbügel oder Leiterbahnen auf der Gegenseite verwendet wer­ den; im besonderen kann auf der Gegenseite auch eine erfin­ dungsgemäße Kontaktvorrichtung vorgesehen sein.

Die geschilderte Formgebung hat weiterhin den Vorteil, daß die Richtung des Kontaktschließens, d. h. die Orientie­ rung der Gegenkontaktvorrichtung relativ zur gezeichneten Kontaktvorrichtung, einen relativ großen Winkeltoleranzbe­ reich in der Zeichenebene von Fig. 2 aufweist. Diese Winkel­ toleranz gilt insbesondere auch für die elastischen Eigen­ schaften des Metallbügels und des Auffangkissens.

Mit diesem Ausführungsbeispiel und anhand Fig. 2 werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Auffangkissens 3 besonders deutlich. Der Metallbügel 2 und das Auffangkissen bilden ge­ wissermaßen eine Hybridfeder, so daß die Federkonstante des Metallbügels nach Bedarf verstärkt sein kann; im besonderen können auch besonders dünne Metallbügel Verwendung finden, die für sich alleine nicht die notwendige Stabilität bieten würden. Das kann aus Gewichts- oder Kostengründen - bei­ spielsweise bei Edelmetallkontakten - vorteilhaft sein.

Neben dem Gesichtspunkt der Federkonstante bzw. Feder­ kraft ist auch zu berücksichtigen, daß bei Metallfederelemen­ ten, besonders bei der in Fig. 2 gezeichneten einfachen, im wesentlichen über eine einzige Biegung federnden Form, die Gefahr der irreversiblen plastischen Verformung besteht. Bei entsprechender Auslegung der Härte des Auffangkissens 3 kann diese Gefahr ausgeschlossen werden.

Neben der geschilderten Schutzfunktion gegen plastische Verbiegung des Metallbügels 2 durch zu starken Andruck, z. B. auf die Gegenkontaktvorrichtung, bietet das Auffangkissen 3 noch eine weitere Schutzfunktion. Diese besteht darin, daß eine Beschädigung des Metallbügels 2 durch plastische Verbie­ gung nach oben durch Eingreifen eines spitzen Gegenstandes unter den Metallbügel durch die lückenlose Ausfüllung dieses Volumens durch das Auffangkissen 3 weitgehend vermieden wird. Insgesamt wird eine mutwillige oder unbeabsichtigte Verbie­ gung des Metallbügels in alle denkbaren Richtungen bei diesem Ausführungsbeispiel weitgehend ausgeschlossen.

Dazu tragen auch die Schutzrippen 1 bei, die ein seitli­ ches Verschieben der Metallbügel 2 in Richtung der Reihe der Einzelkontakte auffangen. Durch ihr Vorstehen vor den Kon­ taktabschnitt 2a jedes Metallbügels in alle denkbaren Kon­ taktrichtungen bieten sie zudem einen wirksamen Schutz gegen mechanische Beschädigung und Verschmutzung. Im Hinblick auf die Winkeltoleranz beim Kontaktschließen sind die Ecken der Schutzrippen 1 im Ausführungsbeispiel abgerundet ausgeführt.

Ferner haben die Schutzrippen 1 Sicherheitsfunktionen in elektrischer Hinsicht. So kann ein unbeabsichtigter Kurz­ schluß mit einem die Kontaktvorrichtung berührenden elektri­ schen Leiter so lange verhindert werden, wie dieser nicht mit dem notwendigen Anpreßdruck die Schutzrippen 1 zurückdrängt. Auch die Isolation zwischen den Einzelkontakten 2 kann mit den Schutzrippen wirksam verbessert werden. Bei geeignetem Material und entsprechender Wandstärke ist die Durchschlagge­ fahr durch die Schutzrippen 1 zu vernachlässigen; ferner kön­ nen durch entsprechend weites Vorstehen und entsprechende Wandstärke die Kriech- und Luftstrecken bei relativ eng be­ nachbart angeordneten Metallbügeln 2 vergrößert werden.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen das zweite Ausführungsbei­ spiel der Erfindung. Die dem ersten Ausführungsbeispiel ent­ sprechenden Merkmale werden nicht mehr besonders beschrieben.

Die wesentlichen Unterschiede zum ersten Ausführungsbei­ spiel werden aus dem Vergleich der Fig. 5 und 2 deutlich. Jeder Metallfederbügel 2 und mit ihm die Auffangkissen 3 weisen einen seitlichen Überhang 2d auf, der durch eine Ab­ folge einer ersten Biegung des Metallbügels nach rechts di­ rekt über der Isolationseinrichtung 4 und eine nach oben dar­ auf folgende zweite Biegung nach links gebildet ist. Dadurch wird im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel die Feder­ konstante des Metallbügels 2 erniedrigt und sein elastischer Bereich erhöht, da nun zwei Biegungen zur Aufnahme der ela­ stischen Verbiegung zur Verfügung stehen. Durch den Freiraum unter dem beschriebenen Überhang 2d, in den der Überhang hin­ einfedern kann, wird auch das elastische Verhalten des Auf­ fangkissens verändert.

Ferner ist die Isolationseinrichtung aus zwei Isolati­ onskörpern 4a und 4b zusammengesetzt, die die Metallbügel 2 zwischen sich einschließen. In dem beschriebenen Ausführungs­ beispiel sind die Schutzrippen 1 und die Auffangkissen 3 ein­ stückig ausgebildet und mit dem ersten Isolationskörper 4a mit einem Mehrkanal-Spritzgußverfahren hergestellt. Auf die aufgesetzten Metallbügel 2 wird dann der zweite Isolations­ körper 4b aufgesetzt und befestigt. Er kann beispielsweise mit dem ersten Isolationskörper 4a zwischen den Metallbügeln 2 und/oder mit den Schutzrippen 1 verklebt werden.

Die zweistückige Ausbildung der Isolationseinrichtung kann bei dem in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten seitli­ chen Überhang 2d besonders vorteilhaft sein, weil dieser nach dem Mehrkanal-Spritzgießen von Schutzrippen 1, Auffangkissen 3 und Isolationskörper 4 das Einführen der Metallbügel in Aussparungen im Isolationskörper 4 behindert.

Die genauen Abmessungen und Materialeigenschaften der Kontaktvorrichtung nach der Erfindung sind im Anwendungsfall vom Fachmann geeignet zu bestimmen. Das gilt im besonderen für die Höhe und Elastizität der Auffangkissen 3 und die überstehende Höhe und Elastizität der Schutzrippen 1.

Die im Rahmen der Beschreibung der beiden Ausführungs­ beispiele offenbarten Merkmale können einzeln sowie in belie­ bigen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.

Claims (12)

1. Kontaktvorrichtung mit einer Anzahl von im Abstand nebeneinander aufgereihten, jeweils aus einem elastisch nach­ giebigen Metallfederstreifen bestehenden Einzelkontakten (2), die mit ihrem einen Ende in einem Isolierkörper (4) festgelegt und zur Unterstützung beim Kontaktschließen einseitig durch ein elastisch nachgiebiges Stützkissen (3) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den Isolierkörper (4) mit ihrem einen Ende (2b) quer durchsetzenden Einzelkontakte (2) mit ihrem anderen abgebogenen Ende (2a) im Abstand über der Oberfläche des Isolierkörpers (4) erstrecken und auf dem an der Oberseite des Isolierkörpers (4) fixierten Stützkissen (3) liegend im Bereich zwischen jeweils vom Isolierkörper (4) quer abstehenden isolie­ renden Schutzrippen (1) einer Schutzvorrichtung frei auslaufen.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einzelkontakte (2) einen aus zumindest einer Biegung in eine Richtung und zumindest einer weiteren Biegung in eine entgegengesetzte Richtung gebildeten Überhang (2d) aufwei­ sen.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einzelkontakt (2) einen aus der Kon­ taktvorrichtung heraustretenden integrierten Verbindungsab­ schnitt (2c) zur Verbindung mit einem elektrischen Anschluß auf­ weist.

4. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (4) zweistückig ausgebildet ist und zwischen einander einen Teil (2b) eines je­ den Einzelkontaktes (2) umschließen.

5. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzrippen (1) und der Iso­ lierkörper (4) einstückig ausgebildet sind.

6. Elektrische Einrichtung mit einer Kontaktvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

7. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung auf einer Leiterplatte (5) angebracht und über die Verbindungsabschnitte (2c) mit An­ schlüssen der Leiterplatte elektrisch verbunden ist.

8. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest ein Verbindungsabschnitt (2c) in einer Öffnung der Leiterplatte (5) angeordnet ist.

9. Elektrische Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung über zumindest einen Verbindungsabschnitt (2c) nach der SMD-Technik (Surface-Mounted Design) auf der Leiterplatte (5) angebracht ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch den Schritt des Spritzgießens der elastischen Elemente (1, 3).

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den Schritt des Spritzgießens des Isolierkörpers (4).

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des Spritzgießens des Isolierkörpers (4) und der ela­ stischen Elemente (1, 3) mit der Mehrkanaltechnik.