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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit
einem Kontakt. Genauer, kommt er für Anschlüsse, Telefonie- und Computeranwendungen
und insbesondere als RJ45-Stecker zum Einsatz. Nach dem Stand der
Technik werden zum elektrischen Verbinden zweier Elemente, beispielsweise
eines Kabels und einer gedruckten Schaltung, zwei Gegenstücke bildende
Steckverbinder verwendet, die jeweils einen Kontakt umfassen, der
das Gegenstück
zu dem anderen bildet. Diese beiden Kontakte soffen miteinander
verbunden werden. Jeder Kontakt wird mit einem ersten Ende mit einem
der beiden Elemente verbunden und hat an dem anderen Ende eine feste
Oberfläche,
die an der des Gegenkontaktes angelegt wird. Die Erfindung stellt
einen einzelnen Kontakt bereit, der in einem einzelnen Steckverbinder
enthalten ist, der direkt mit den beiden elektrisch zu verbindenden Elementen
verbunden werden kann. Das Interesse an der Erfindung liegt darin
begründet,
dass eine geringere Anzahl an Bauteilen erforderlich ist, um zwei Elemente
miteinander zu verbinden.
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Nach dem Stand der Technik wird ein
erster Kontakt mit einem ersten Element verbunden. Dieses erste
Element ist beispielsweise ein Kabel. Der erste Kontakt ist in einem
ersten Steckverbinder enthalten. Dieser erste Kontakt enthält eine
Isolierungsverdrängungseinrichtung,
so dass er mit den Leitern des Kabels elektrisch verbindbar ist.
Er hat auch eine freie Kante zum Herstellen des Kontaktes mit einem
zweiten Kontakt. Die Kante des ersten Kontaktes ist eine flache
und feste Oberfläche.
Der zweite Kontakt ist mit einem zweiten Element verbunden. Dieses
zweite Element ist beispielsweise die Metallauflage einer gedruckten
Schaltung. In diesem Fall wird der zweite Kontakt mit diesem zweiten
Element durch Schweiften verbunden. Der zweite Kontakt ist in einem
zweiten Steckverbinder enthalten, der das Gegenstück zum ersten
Steckverbinder bildet. Er hat auch zugängliche flache und feste Oberflächen, die
mit der Kante des ersten Kontaktes verbindbar sind.
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Steckverbinder nach dem Stand der
Technik stellen ein erstes Problem im Hinblick auf die Abmessungen
dar. Steckverbinder nach dem Stand der Technik bestehen nämlich aus
vielen Bauteilen: mindestens zwei komplementären Steckverbindern und zwei
Kontakten, die miteinander verbindbar sind. Die Bereitstellung von
zwei Steckverbindern erfordert eine Konstruktion, die eine Verkleinerung
der Gruppe nicht zulässt.
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Die Anzahl der Bauteile der Gruppe
macht eine Reihe von Vorgängen
zum Herstellen einer derartigen Verbindungsvorrichtung und zum Herstellen der
Verbindung unverzichtbar. Kontakte müssen nämlich in einen Steckverbinder
eingeführt
werden, Steckverbinder müssen
mit den Elementen verbunden werden, und schließlich müssen Steckverbinder miteinander
verbunden werden.
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Auch ein RJ45-Steckverbinder nach
dem Stand der Technik lässt
eine umkehrbare Verbindung von zwei Elementen, etwa eines Kabels
und einer gedruckten Schaltung, nicht zu. Die gedruckte Schaltung
ist nämlich
flach und fest. Sie hat keinen Hohlraum zur Aufnahme des RJ45-Steckverbinders,
der ebenfalls flache und feste Kontakte hat. Weiter ist die Qualität elektrischer
Verbindungen zwischen zwei flachen Kontakten selbst dann nicht gewährleistet, wenn
die gedruckte Schaltung eine Vorrichtung zum Befestigen eines RJ45-Steckverbinders
hat. Wenn sich zwischen dem Kontakt des Steckverbinders und der
Metallauflage der gedruckten Schaltung ein Spalt oder ein Zwischenraum
befindet, der von der Befestigungsvorrichtung nicht erkannt wird,
kann die Verbindung nicht hergestellt werden. Ein solcher Steckverbinder
ermöglicht
keine direkten Verbindungen mit gedruckten Schaltungen, die nicht
vollkommen flach sind. Ist eine Klaue als Befestigungsvorrichtung bereitgestellt,
die an dem Steckverbinder angeordnet ist, um die gedruckte Schaltung
aufzunehmen, bewirkt die veränderte
Stärke
der gedruckten Schaltungen, dass der elektrische Kontakt nicht gewährleistet ist.
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Ein Steckverbinder zum Durchverbinden
eines Kabels mit einer Leiterplatte ist nach EP-A-O 227 153 bekannt.
Dieser Steckverbinder umfasst eine Kontaktfeder, die in einer Ebene
angeordnet ist. An einem Ende ist die Kontaktfeder mit einem Zahn
versehen, der in ein Kabel eingeführt wird, und an dem anderen
Ende ist sie mit einem Federschenkel versehen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, die vorhergehend beschriebenen Probleme durch Bereitstellen
eines einzigen Steckverbinders mit einem Kontakt zu lösen, der
elektrisch mit seinen Enden mit zwei Elementen verbindbar ist. Insbesondere macht
der Kontakt mit Hilfe einer Isolierungsverdrängungseinrichtung zum Entfernen
der Isolierung ein erstes Ende mit einem Kabel verbindbar. An einem zweiten
Ende ist der Kontakt mit einer elastischen Zunge versehen, so dass
die Zunge gegen ein festes und flaches Element, etwa eine gedruckte
Schaltung, gedrückt
werden kann. Die elastische Zunge ist eine Vorrichtung, die eine
sichere elektrische Verbindung mit einem festen Element gewährleistet.
Dieses zweite feste und flache Element wird dadurch mit dem Kabel
verbunden.
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Weiter ist der dieser Erfindung zugrundeliegende
Kontakt mit einer Verbindung zum Verbinden dieser beiden Enden versehen.
Durch diese Verbindung lässt
sich einerseits die elastische Zunge in dem Steckverbinder an einer
Stelle anordnen, an der sie frei ist und den Kontakt mit einer gedruckten Schaltung
herstellen kann. Weiter ermöglicht
diese Verbindung eine weitere Verschiebung der elastischen Zunge
gegenüber
dem Kontaktkörper.
Der auf diese Weise erhaltene Kontakt kann außer mit gedruckten Schaltungen
auch mit mehreren verschiedenartigen festen und flachen Elementen
oder gedruckten Schaltungen mit verschiedenen Stärken Kontakt aufnehmen.
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Ein RJ45-Stecker mit einem solchen
eingebauten Kontakt ist so ausgeführt, dass er in eine Aufnahme
hinein passt. Eine solche Aufnahme ist mit einer gedruckten Schaltung
ausgestattet, die aus einer ihrer Öffnungen hervorsteht. In diesem
Fall ist die gedruckte Schaltung senkrecht zu der Ebene gehalten, die
von der Öffnung
gebildet wird. Die Zunge dieses Kontaktes wird beim Einführen der
gedruckten Schaltung in die Öffnung
gegen die Metallauflage der gedruckten Schaltung gedrückt. Die
von der Zunge beschriebene Kurve gewährleistet eine elektrische
Verbindung mit der Metallauflage, wobei sie eine geringfügig veränderte Position
des Schaltkreises wie auch eine geringfügig veränderte Stärke zulässt.
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Die Erfindung beschreibt somit einen
Steckverbinder mit einem Kontakt mit einem flachen Körper, der
an einem Ende mit einer festen Platte, einer elastischen Zunge an
einem zweiten Ende und einem Arm, der die feste Platte mit der elastischen
Zunge verbindet, versehen ist, wobei die Platte eine Isolierungsverdrängungseinrichtung
zum Verbinden eines Leiters mit einem Kabel hält, dadurch gekennzeichnet,
dass der Arm in der Ebene des Körpers
mindestens zwei Biegungen beschreibt und die elastische Zunge mit
dem Arm durch eine letzte Biegung verbunden ist.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden
Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen deutlich. Letztere
sind nur beispielhaft gezeigt und begrenzen die Erfindung in keiner
Weise. Es zeigen:
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1 die
Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines der Erfindung zugrundeliegenden Kontaktes mit einer darauf
wirkenden Belastung;
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2b eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung zugrundeliegender Kontakte;
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3 eine
Ansicht des Kontaktes nach 1,
der in einen der Erfindung zugrundeliegenden Steckverbinder eingeführt ist.
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Ein Steckverbinder 1 gemäß der Erfindung nach 3 umfasst einen Kontakt 2,
der auf den Leitern 3 eines Kabels 4 aufgesetzt
ist. Der Kontakt 2 nach 1 ist
mit einer festen Platte 5 ausgestattet, die über einen
Arm 6 mit einer elastischen Zunge 7 verbunden
ist. Der Kontakt 2 ist flach und vorzugsweise flach zu
einem Metallstreifen geschnitten, so dass seine Elastizität und damit
der Druck auf die gedruckte Schaltung wirksam steuerbar ist. In
einem Beispiel hat der Kontakt eine Stärke von 0,25 mm. Die Platte 5 ist
an einem ersten Ende des Kontaktes 2 angeordnet. Die Platte 5 hat
einen ersten Zahn 8 und einen zweiten Zahn 9.
Die Zähne 8 und 9 sind durch
eine Vertiefung 10 voneinander getrennt. Sie erheben sich
von der Platte 5 in der Ebene des Kontaktes 2 nach
oben. Die Zähne 8 und 9 erheben
sich auf der Platte 5 in der Ebene des Kontaktes 2.
Sie erheben sich parallel zu einer Achse 11. Die Platte 5 hat
insgesamt die Form eines Parallelepipeds. Die Vertiefung 10 nimmt
einen Leiter 3 des Kabels 4 auf, während die
Zähne 8 und 9 diesen
Leiter 3 durchdringen und seine Drähte teilen. Die Zähne 8 und 9 und die
Platte 5 sind widerstandsfähiger als die Leiter 3. Wenn
auf eine Kante 12 des Kontaktes 2 Druck aufgebracht
wird, bleiben die Platte 5 und die Zähne 8 und 9 nämlich erhalten
und durchdringen einen Mantel der Leiter 3. Der Kontakt 2 besteht
vorzugsweise aus einer Phosphor-Bronze-Legierung, die im Gesenkformverfahren
hergestellt wird.
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Die Zähne 8 und 9 sind
mit scharfen Kanten versehen, so dass sie mit dem Kern (nicht gezeigt) des
Leiters 3 in Kontakt treten. Die Kante 12 steht senkrecht
zu der Ebene, die von dem Kontakt 2 gebildet wird. Der
Kontakt wird nach 3 in
den Steckverbinder 1 durch Aufbringen einer Kraft parallel zu
dessen Ebene auf die Kante 12 eingeführt. Diese Kraft wird beispielsweise
durch eine Quetschklemme aufgebracht. Die Montage erfolgt in zwei Schritten.
Zunächst
wird der Kontakt in einer vorgespannten Stellung in einem schmalen
Gehäuse
für den
Körper
des Steckverbinders 1 angeordnet. In dieser Stellung bleibt
ein Raum zum Einführen
der Leiter 3 offen. Um den Kontakt in diesem vorgespannten
Zustand zu erhalten, ist die Platte über ihrer ebenen Fläche mit
Verformungen versehen, das heißt,
eine oder mehrere Kerben 13 liegen an den Wänden des
schmalen Gehäuses
an.
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Dann werden die Kontakte 2 aus
ihrer vorgespannten Stellung heraus in den Leitern 3 des
Kabels 3 versenkt, die vorher in einen Hohlraum 14 des Steckverbinders 1 eingeführt waren.
Somit ist der Steckverbinder 1 elektrisch mit dem Kabel 4 verbunden.
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Der Arm 6 erstreckt sich
nach 1 von der Platte 5 weg.
Ein erster Abschnitt 15 dieses Armes 6 erstreckt
sich senkrecht zur Achse 11 der Platte 5. Der
Arm 6 bildet nach 1 eine
Biegung 16, die einen zweiten Abschnitt 17 des
Armes 6 begrenzt. Der Abschnitt 17 erstreckt sich
parallel zur Achse 11. Der Abschnitt 17 hat eine
veränderliche
Breite. Er ist insbesondere mit einem schmaleren Teil 18 versehen. Dieser
schmalere Teil 18 befindet sich hinter einem breiteren
Teil des Abschnittes 17. Der Abschnitt 17 ist an
eine Seite der Platte 5 angrenzend. In einem Beispiel ist
der Abschnitt 17 länger
als die Platte 5 mit den aufgesetzten Zähnen 8 und 9.
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Der Abschnitt 17 bildet
an einem Ende 19 gegenüber
der Biegung 16 eine zweite Biegung 20. Die Biegung 20 ist
so ausgebildet, dass sich ein Teil 21 des Armes 6 entlang
dem und parallel zum Ende 19 des Abschnitts 17 biegt.
Dieser Teil 21 ist kurz und beschreibt durch eine dritte
Biegung 22 direkt hinter der Biegung 20 eine Schleife.
Diese Biegung 22 begrenzt einen zweiten Teil 23 des
Armes 6. Dieser Teil 23 erstreckt sich senkrecht
zur Achse 11. Die Biegung 22 beschreibt einen
Winkel von etwa 90°.
Die Länge
des Teils 23 ist nach 3 kürzer als
die Tiefe eines Hohlraums 24, um den Arm 6 aufzunehmen. Der
Teil 23 ist durch eine vierte Biegung 25 begrenzt, die
gegenüber
der Biegung 22 einen Winkel von etwa 90° beschreibt. Der Teil 23 beschreibt
einen letzten Abschnitt 26 des Armes 6. Der Abschnitt 26 verläuft so im
Wesentlichen parallel zur Achse 11. Kurz, der Arm 6 ist
aus den Abschnitten 15, 17, 21, 23 und 26 gebildet
und umfasst auch die Biegungen 16, 20, 22 und 25.
Die mehrfach gebogene Struktur bewirkt eine erhöhte Steifigkeit und dadurch
eine kontrollierte Elastizität
des Armes 6 bei gleichzeitig möglicher Verschiebung in der
Breite.
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Die elastische Zunge 7 ist
mit dem Abschnitt 26 des Armes 6 über eine
letzte Biegung 27 verbunden. Die elastische Zunge 7 ist
gebogen ausgeführt. Der
Bogen der elastischen Zunge 7 bildet einen Vorsprung 28.
Dieser Vorsprung 28 ist parallel zur Achse 11 ausgerichtet.
Die elastische Zunge 7 ist kürzer als der Abschnitt 23.
Die elastische Zunge 7 erstreckt sich unter den Abschnitt 23.
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Die elastische Zunge ist v-förmig ausgebildet,
wobei der Scheitelpunkt des V den Vorsprung 28 bildet.
Der Scheitelpunkt des V ist umgekehrt zu den Spitzen ausgebildet,
die von den Zähnen 8 und 9 gebildet
werden. Der Vorsprung 28 ist so ausgeführt, dass er einen Kontakt
eines Steckverbinders berührt, der
im weiteren Sinne sein Gegenstück
bildet. Dieser Gegensteckverbinder kann das Gegenstück zu dem Steckverbinder 1 sein.
Durch die deutliche Verschiebung der biegsamen Zunge 7 wird
der Abstand, der zwischen diesen beiden Steckverbindern bestehen kann,
ausgefüllt.
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Wird eine gedruckte Schaltung nach 3 in den Hohlraum 24 eingeführt, kann
die Metallauflage der gedruckten Schaltung mit dem Vorsprung 28 der elastischen
Zunge 7 in Kontakt kommen. Die Höhe 29 des Hohlraumes 24 ist
geeignet, eine gedruckte Schaltung aufzunehmen, deren Stärke kleiner
ist als die Höhe 29.
Der Hohlraum 24 hat eine untere Kante zur Aufnahme einer
gedruckten Schaltung. Vor dem Einführen der gedruckten Schaltung
ragt der Vorsprung 28 in den Hohlraum 24 hinein.
Die um den Vorsprung 28, der in den Hohlraum 24 hineinragt, verkleinerte
Höhe 29 ist
kleiner als die übliche
Stärke einer
gedruckten Schaltung. In einer anderen Form steht der Vorsprung 28 mit
einer Nut der unteren Kante 30 in Eingriff, durch die der
Kontakt 2 eingeführt wurde.
In diesem letzteren Fall ist der Abschnitt 26 geneigt,
damit die Zunge 7 beim Einführen der gedruckten Schaltung
angehoben werden kann.
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Wird eine gedruckte Schaltung in
den Hohlraum 24 eingeführt,
drückt
sie den Vorsprung 28 und damit den Aufbau, bestehend aus
der elastischen Zunge 7 und dem Arm 6, nach oben,
um den Raum zur Aufnahme ihrer Stärke in dem Hohlraum 24 zu finden.
Das Einführen
einer gedruckten Schaltung erzeugt einen in eine Richtung 31 gerichteten
Druck, die der Richtung entspricht, in der sich die Zähne 8 und 9 parallel
zur Achse 11 erstrecken. Die elastische Zunge 7 und
der Arm 6 werden durch diese Belastung verformt, was zu
einer Anhebung 32 des Vorsprungs 28 führt. Die
Anhebung 32, die auf die verschiedenen Biegungen 27, 25, 22 und 20 übertragen wird,
führt zu
einer Gesamtdrehung des Armes 6. Der Kontakt 2 nach 1 stellt eine größere Verschiebung
und eine erhöhte
Steifigkeit bereit, weil die gerichtete Belastung 31 auf
alle Biegungen übertragen wird,
die durch diesen Kontakt 2 gebildet werden.
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Da der Kontakt flach ausgeschnitten
ist, ist der Vorsprung 28 scharf genug, eine zinnbeschichtete
Kontaktfläche
der gedruckten Schaltung zu durchdringen und dadurch eine sehr sichere
elektrische Verbindung herzustellen.
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Eine weitere Ausführungsform des Kontaktes 2 zeigt 2b. In dieser Ausführungsform
ist der Kontakt 2 mit einem Arm 6 versehen, der
sich etwas von dem Arm 6 nach 1 unterscheidet. Der Arm 6 des
Kontaktes 2 ist in diesem Fall nicht mit den Biegungen 22 und 25 ausgestattet.
Weiter ist er nicht mit den Abschnitten 23 und 26 ausgestattet.
Die Biegung 20 bildet einen rechten Winkel, so dass der
Abschnitt 21, der aus der Biegung 20 gebildet
ist, etwa senkrecht zur Achse 11 steht. Dieser Arm 6 besteht
aus den Abschnitten 15, 17 und 21 und
umfasst die Biegungen 16, 20 und 27.
Die Biegung 27 begrenzt den Arm 6 der elastischen
Zunge 7. Die Biegung 27 ist so ausgerichtet, dass
sich die elastische Zunge 7 unter den Abschnitt 21 des
Armes 6 faltet. Hier ist der Vorsprung 28, der
von der elastischen Zunge 7 gehalten wird, in dieselbe
Richtung weisend angeordnet wie in 1.
Jedoch ist die Verschiebung der elastischen Zunge 7 enger
als die, die bei dem Kontakt nach 1 erhalten
wird, weil der Aufbau des Armes 6 weniger biegsam ist.
Insbesondere stößt die Biegung 27 leicht
gegen die Decke des Hohlraums 24. Diese letzte Ausführungsform
ist weniger biegsam. Der Arm hat nämlich eine geringere Anzahl
Biegungen als der Arm 6 nach 1.
Wie in 2a, hat diese Ausführungsform
des Kontaktes 2 eine geringere Toleranz gegenüber der
innerlichen Veränderung,
die sich zwischen den Stärken
der gedruckten Schaltungen ergeben kann. Der Druck auf die gedruckte
Schaltung wird verstärkt.
Diese Ausführungsform
eignet sich vorzugsweise für
Anwendungen, bei denen eine beträchtliche
Kraft zum Einsetzen aufgebracht werden muss, und die Anzahl der
Verbindungen gering sein muss. Der Steckverbinder 1 nach 3 ist ein RJ45-Stecker,
der über
dem Hohlraum 24 mit einem elastischen Hebel 35 versehen
ist. Dieser elastische Hebel 35 kann gesenkt werden, damit
der Steckverbinder 1 in eine Öffnung einer Aufnahme mit einer
gedruckten Schaltung einführbar
ist, die mit dem Steckverbinder verbunden werden soll. Die mit dem
Steckverbinder zu verbindende Metallauflage kann auf einer oberen
oder unteren Fläche
der gedruckten Schaltung angeordnet sein. Entsprechend der Art der Kontakte
nach 1, 2a oder 2b wird die Verbindung an
einer der beiden Flächen
der gedruckten Schaltung ausgeführt.
Daher können
Steckverbinder 1 bereit gestellt sein, die die verschiedenen
Arten von Kontakten 2 enthalten, insbesondere im Fall von
doppelseitig beschichteten gedruckten Schaltungen. Die Kontakte 2 werden
jeweils in eine einzelne schmale Zelle des Steckverbinders 1 eingeführt.