DE69017925T2

DE69017925T2 - Elektrischer Steckverbinder mit niedriger Einsteckkraft und elektrischer Kontakt dafür.

Info

Publication number: DE69017925T2
Application number: DE69017925T
Authority: DE
Inventors: Masahiro C O Du Pont Ja Yamada
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Berg Electronics Manufacturing BV
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2010-01-19
Also published as: JPH0295183U; HK1000404A1; KR900015002U; EP0379365B1; EP0379365A1; IE900197L; KR960001306Y1; US5015196A; AU622375B2; ATE120311T1; DE69017925D1; JPH073582Y2; AU4861090A; CA2007995A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckverbinder, insbesondere einen Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft, und elektrische Kontakte hierfür, die mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden werden sollen.
Beispiele für mit geringer Einsetzkraft arbeitende Steckverbinder für Leiterplatten sind in dem am 11. März 1986 veröffentlichen US-Patent 4 575 172 und in dem am 12. April 1988 veröffentlichten US-Patent 4 737 120 veröffentlicht. Ein Querschnitt des Steckverbinders des US- Patents 4 575 172 ist schematisch in Fig. 1 gezeigt, während ein ähnlicher Querschnitt des Steckverbinders des US-Patents 4 737 120 in Fig. 2 gezeigt ist. Beide sind von der Bauart, bei der eine Leiterplatte 15 in den Steckverbinder eingesetzt und in der passenden Stellung senkrecht gehalten wird.
Der in Fig. 1 gezeigte, bekannte Steckverbinder hat zwei gekrümmte Federelemente 16, deren Kontaktteile gegeneinander versetzt sind. Da die Federelemente aus ein und demselben kurzen Stab geformt sind, sind sie nicht ausreichend flexibel, wenn eine Leiterplatte in den Steckverbinder eingesetzt wird. Um die Flexibilität dieser Federelemente zu verbessern, müßte man sie viel dünner machen. Jedoch hat ein zu dunnes Federelement nicht die erforderliche mechanische Festigkeit.
Der in Fig. 2 gezeigte, bekannte Steckverbinder verwendet, verglichen mit den in Fig. 1 gezeigten, kurzen Federelementen, eine langgestreckte, mäanderförmige Feder 16. Da jedoch der Abstand zwischen den Schwenkpunkten und dem Kontakteil der Federn durch die Höhe eines Gehäuses 11 begrenzt ist, ergibt die Feder 16 keine angemessene Federauslenkung.
Bei beiden obigen, bekannten Steckverbindern ist die Federwirkung wegen der Nähe der Schwenkpunkte an den Kontaktstellen verhältnismäßig groß. Die Federwirkung nimmt zu, je näher sich die Kontaktstelle am Schwenkpunkt befindet. Zum Einsetzn der Leiterplatte in den Steckverbinder wird dann mehr Kraft benötigt. Dies ergibt einen erhöhten Verschleiß der Oberflächen der Leiterplatte bei jedem Einsetzen der Platte in den Steckverbinder. Diese Steckverbinder liefern daher keine ausreichend stabile Kontaktkraft.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines mit geringer Einsetzkraft arbeitenden Stekverbinders mit einem Kontakt, dessen Federteil eine gößere Auslenkung und daher eine stabilere Kontaktkraft ermöglich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft vorgesehen, enthaltend ein langgestrecktes Gehäuse, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist und einen sich in Längsrichtung erstreckenden, langen Hohlraum aufweist; eine Vielzahl von Kontaktelementen, die in vorgegebenen Abständen längs der Länge des langen Hohlraums angeordnet sind und einen Rand einer Leiterplatte berühren können; wobei jeder Kontakt folgendes enthält: eine erste Kontakteinrichrung mit einem ersten Kontaktteil zur Berührung einer Fläche des Rands der Leiterplatte, eine zweite Kontakteinrichtung mit einem zweiten Kontaktteil zur Berührung einer entgegengesetzten Fläche des Rands der Leiterplatte und einen Stiftteil zum Tragen der ersten und der zweiten Kontakteinrichtung; wobei die zweite Kontakteinrichtung ferner zwischen dem zweiten Kontaktteil und dem Stiftteil einen Federteil enthält, der folgendes aufweist: einen mit dem Stiftteil verbundenen Basisteil, einen sich vom Basisteil senkrecht erstreckenden, senkrechten Teil und einen sich vom Oberteil des senkrechten Teils erstreckenden, U-förmigen Teil mit einem im zweiten Kontaktteil endenden, freien Ende; und
ein Paar von Riegeln an entgegengesetzten Enden des langgestreckten Gehäuses, die einen dazwischen gebildeten Zwischenraum oberhalb des Hohlraums vorsehen.
Beim Steckverbinder der vorliegenden Erfindung wird der zweite Kontaktteil über den Federteil vom Stiftteil getragen. Der Federteil enthält den senkrechten Teil und den U-förmigen Teil und gibt dem Federteil eine viel größere Länge als bei den bekannten Steckverbindern.
Bei Gebrauch wird der Rand der Leiterplatte in den jeweiligen Kontaktteil eingesetzt und ist im Gehäuse mit einer Fläche am Rand der Platte positioniert, die durch den ersten Kontaktteil des Kontakts geführt oder getragen wird. Die Leiterplatte wird dann zum zweiten Kontaktteil des Kontakts gedreht. Folglich wird der zweite Kontaktteil durch die entgegengesetzte Fläche am Rand der Leiterplatte gegen die elastische Federwirkung des U-förmigen Teils zum proximalen Ende des U-förmigen Teils des Federteils gedrückt. Hierdurch wird zwischen der Leiterplatte und dem Kontakt eine starke Kontaktkraft erzielt. In diesem Zeitpunkt hat der zweite Kontaktteil auf Grund des Vorliegens des U-förmigen Teils eine angemessene Flexibilität. Ferner dient das proximale Ende des U-förmigen Teils des Federteils als Anschlag bei der elastischen Verformung des zweiten Kontaktteils zum proximalen Ende des U-förmigen Teils. Ist die Leiterplatte in die endgültige Kontaktposition verschoben, so wird sie durch die Riegel über dem Hohlraum des Gehäuses gehalten.
Die vorliegende Erfinung sieht auch einen elektrischen Kontakt vor für einen Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft, enthaltend: eine erste Kontakteinrichung mit einem ersten Kontaktteil zur Berührung einer Fläche eines Substrats, eine zweite Kontakteinrichtung mit einem zweiten Kontaktteil zur Berührung einer zweiten Fläche des Substrats, einen Stiftteil, der sich von der Stelle nach unten erstreckt, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung treffen, und einen Federteil, der Teil der zweiten Kontakteinrichtung ist und zwischem dem zweiten Kontaktteil und der Stelle angeordnet ist, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung treffen, wobei der Federteil einen mit dem Stiftteil verbundenen Basisteil, einen sich vom Basisteil senkrecht erstreckenden senkrechten Teil und einen sich vom Oberteil des senkrechten Teils erstrekkenden und an seinem anderen Ende im zweiten Kontaktteil endenden, U-förmigen Teil enthält.
Die vorliegende Erfindung sieht somit einen Streckverbinder mit geringer Einsetzkraft vor, der trotz seiner kleinen Abmessung eine angemessene Auslenkung des speziell ausgelegten Kontakts innerhalb des Steckverbindrs hat. Die vorliegende Erfindung sieht auch vor, daß die Leiterplatte auf Grund der elastischen Federwirkung des U-förmigen Federteils mit geringer Kraft in den Steckverbinder eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist aus der folgenden Detailbeschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines Steckverbinders des Stands der Technik;
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt eines weiteren Steckverbindrs des Stands der Technik;
Fig. 3 eine Schrägansicht eines Steckverbinders mit geringer Einsetzkraft, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 und 5 jeweils einen Querschnitt längs einer Linie A-A' in Fig. 3 vor und nach dem Drehen einer in den Steckverbinder eingesetzten Leiterplatte in eine senkrechte Endstellung;
Fig. 6 eine Schrägansicht eines Steckverbinders mit geringer Einsetzkraft gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie B-B' in Fig. 6 mit einer Darstellung der Drehung einer eingesetzten Leiterplatte in eine waagerechte Endstellung.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Der in Fig. 3 gezeigte Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft enthält ein langgestrecktes Gehäuse aus einem isolierenden Material. Das Gehäuse 1 hat einen Hohlraum 2, der sich in Längsrichtung des Steckverbinders erstreckt. Nuten 3 sind in vorgegebenen Abständen längs der Länge des Hohlraums 2 ausgebildet, um Kontakte zu halten. Jeder Kontakt kann einen Einsetzrand des Substrats einer gedrucketn Schaltung, etwa einer Leiterplatte, elektrisch und mechanisch berühren. Ein Paar von elastichen Riegeln 4 ist einstückig mit dem Gehäuse so ausgebildet, daß sie mit einem Abstand einander gegenüberliegen, der dazwischen über dem Hohlraum gebildet ist.
Fig. 4 ist ein Querschnitt eines Zustands, in dem eine Leiterplatte 5 in einen der in der Nut 3 befindlichen Kontakte 6 eingesetzt wird. Jeder Kontakt 6 hat eine erste Kontakteinrichtung 61 mit einem ersten Kontaktteil 61a zur Berührung einer Fläche auf einer Seite des Einsetzrands der Leiterplatte 5. Jeder Kontakt 6 hat auch eine zweite Kontakteinrichtung 62 mit einem zweiten Kontaktteil 62a zur Berührung einer Fläche auf der anderen Seite des Einsetzrandteils der Leiterplatte. Ein Stiftteil 63 befindet sich dort, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung treffen. Der Stiftteil trägt die erste und die zweite Kontakteinrichung und erstreckt sich in Form eines Stiftkontakts oder einer Stiftklemme nach unten zur Verbindung mit einem weiteren Substrat 10 oder einem andersartigen Steckverbinder. Die zweite Kontakteinrichtung 62 enthält ferner zwischen dem zweiten Kontaktteil 62a und dem Stiftteil 63 einen Federteil 64. Der Federteil 64 enthält einen, mit dem Stiftteil 63 verbundenen Basisteil 64a, einen sich senkrecht vom Basisteil erstreckenden senkrechten Teil 64b und einen sich vom Oberteil des senkrechten Teils erstreckenden, inneren, U-förmigen Teil 64c. Das freie Ende des U-förmigen Teils endet im zweiten Kontaktteil 62a.
Ein waagrechter Teil 61b der ersten Kontakteinrichtung 61 verbindet sich mit dem Basisteil 64a des Federteils 64 dort, wo er auch auf den Stiftteil 63 trifft. In der Nähe, wo sich die waagrechen Teile 61a und 64a treffen, befindet sich gegenüber dem Stiftteil 63 ein erhabener Teil 65. Die erhabenen Teile bilden eine Fläche, an der der Rand der Leiterplatte 5 während des Einsetzens und Drehens aufliegen kann.
Die Leiterplatte 5 wird in den Kontakt 6 so eingesetzt, daß die Innenfläche des ersten Kontaktteils 61a als Führungsfläche dient, und wird zum zweiten Kontaktteil 62a gedreht, bis die Platte die endgültige Kontaktposition erreicht. Fig. 5 zeigt eine senkrechte endgültige Kontaktposition der eingesetzten Leiterplatte 5. Der Ausdruck "endgültige Kontaktposition" bedeutet die Endposition der Leiterplatte 5 nach dem Drehen und Aufliegen auf der erhabenen Fläche 65 bis zu dem Punkt, wo sie durch die elastischen Riegel 4 gehalten werden kann. Die Drehung der Leiterplatte 5 drückt so auf den zweiten Kontaktteil 62a, daß eine Kontaktkraft erzeugt wird durch elastisches Auslenken des zweiten Kontaktteils 62a auf Grund der Federwirkung des U-förmigen Teils 64c des Federteils 64, bis die Rückseite des zweiten Kontaktteils 62a am proximalen anderen Ende 64d des U-förmigen Federteils anliegt. Das proximale Ende 64d des U-förmigen Teils 64c wirkt als Anschlag und verhindert somit eine übermäßige Belastung des Kontakts. Es muß daher kein weiterer Anschlag vorgesehen werden. Die gegenüber der zweiten Kontakteinrichtung 62 gedrehte Leiterplatte 5 bewirkt eine Auslenkung des elastischen Riegels 4 nach außen, bis die Leiterplatte eine endgültige Kontaktposition erreicht, in der sie durch die elastischen Riegel gehalten wird.
Bei Steckverbindern des Stands der Technik ist der Kontakt schlank gemacht, so daß die Feder mit weniger Kraft ausgelenkt werden kann. Jedoch haben diese bekannten Steckverbinder ein Problem auf Grund der unzureichenden mechanischen Festigkeit. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dieses Problem gelöst werden durch Vorsehen eines tiefen, U-förmigen Teils 64c des Federteils 64 der zweiten Kontakteinrichtung 62 und hierdurch durch Positionieren des Kontaktdrehpunkts an einer vom Kontaktteil 62a entfernt gelegenen Stelle.
Der Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung kann trotz seiner kleinen Abmessung mit geringer Federkraft weit ausgelenkt werden. Dies vermindert den Verschleiß am Einsetzrand der Leiterplatte und auch die zum Einsetzen der Leiterplatte in den Kontakt erforderliche Kraft. Ferner sehen der Steckverbinder und der Kontakt der vorliegenden Erfindung einen stabileren Kontakt mit der Leiterplatte vor und ermöglichen eine angemessene Auslenkung der Feder.
Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wonach die Leiterplatte 5 gedreht wird, bis sie in ihrer endgültigen Kontaktposition eine im allgemeinen waagrechte Position einnimmt. Die oben in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 4 und 5 beschriebene, endgültige Kontaktposition der Leiterplatte ist im allgemeinen senkrecht. Der Kontakt 6 von Fig. 7 ist im übrigen im wesentlichen demjenigen von Fig. 4 und 5 ähnlich, insbesondere hinsichtlich der zweiten Kontakteinrichtung und des U-förmigen Federteils.

Claims

1. Elektrischer Kontakt (6) für einen Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft, enthaltend: eine erste Kontakteinrichtung (61) mit einem ersten Kontaktteil (61a) zur Berührung einer Fläche eines Substrats (5), eine zweite Kontakteinrichtung (62) mit einem zweiten Kontaktteil (62a) zur Berührung einer zweiten Fläche des Substrats, einen Stiftteil (63), der sich von der Stelle nach unten erstreckt, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung treffen, und einen Federteil (64), der Teil der zweiten Kontakt einrichtung ist und zwischen dem zweiten Kontaktteil und der Stelle angeordnet ist, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung treffen, wobei der Federteil einen mit dem Stiftteil verbundenen Basisteil (64a), einen sich vom Basisteil senkrecht erstreckenden senkrechten Teil (64b) und einen sich vom Oberteil des senkrechten Teils erstreckenden und an seinem anderen Ende im zweiten Kontaktteil endendenden, U-förmigen Teil (64c) enthält.

2. Elektrischer Kontakt (6) nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Anschlageinrichtung (64d), die im Federteil (64) an der Stelle angeordnet ist, wo der U-förmige Teil (64c) den senkrechten Teil (64b) trifft, wobei der zweite Kontaktteil (62a) an der Anschlageinrichtung (64d) anliegt, wenn er durch Einsetzen und Drehen des Substrats abgelenkt wird.

3. Elekrischer Kontakt (6) nach Anspruch 1, ferner enthaltend einen erhabenen Teil (65), der in dem Bereich angeordnet ist, wo sich die erste und die zweite Kontakteinrichtung (61, 62) treffen und sich in einer zum Stiftteil (63) entgegengesetzten Richtung erstrecken, wobei der erhabene Teil (65) eine Fläche zum Tragen eines Rands des Substrats (5) bildet, wenn es zwischen die erste und die zweite Kontakteinrichung (61, 62) eingesetzt und in eine Endstellung gedreht wird, in der der erste Kontaktteil (61a) ein erstes Kontaktgebiet auf der einen Fläche in der Nähe des Rands des Substrats (5) elektrisch berührt, und in der der zweite Kontaktteil (62a) ein zweites Kontaktgebiet auf der zweiten Fläche in der Nähe des Rands des Substrats (5) elektrisch berührt.

4. Elektrischer Kontakt (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Kontakteinrichtung (61, 62) das Substrat (5) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil im wesentlichen senkrecht halten können.

5. Elektrischer Kontakt (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Kontakteinrichtung (61, 62) das Substrat (5) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktteil im wesentlichen waagrecht halten können.

6. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, wobei die zweite Kontakteinrichtung (62) eine im allgemeinen wellenförmige Gestalt mit einem weiteren U-förmigen Federteil hat, der sich entgegengesetzt zum erstgenannten Federteil (64c) erstreckt.

7. Elekrischer Kontakt nach Anspruch 6, wobei der zweite Kontaktteil (62a) angrenzend an den erstgenannten, U-förmigen Federteil (64c) angeordnet und die zweite Kontakteinrichtung (62) über den weiteren, U-förmigen Federteil mit dem Stiftteil (63) verbunden ist.

8. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 6, wobei der zweite Kontaktteil (62a) angrenzend an den weiteren, U-förmigen Federteil (64c) angeordnet und die zweite Kontakteinrichtung (62) über den erstgenannten, U-förmigen Federteil mit dem Stifteil (63) verbunden ist.

9. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 6, 7 oder 8, ferner enthaltend eine Anschlageinrichtung (64d), die zur Begrenzung der Auswärtsbewegung des zweiten Kontaktteils (62a) und der Zusammendrückung der U- förmigen Federteile mit einem der U-förmigen Federteile verbunden ist.

10. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 9, wobei sich die Anschlageinrichtung (64d) und der zweite Kontaktteil (62a) quer zu den U-förmigen Federteilen erstrekken.

11. Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft, enthaltend: ein langgestrecktes Gehäuse (1), das aus einem isolierenden Material hergestellt ist und einen sich in Längsrichtung ertreckenden, langen Hohlraum (2) aufweist, eine Vielzahl von Kontakten (6), die in vorgegebenen Abständen längs der Länge des langen Hohlraums angeordnet sind und einen Rand einer Leiterplatte (5) berühren können, wobei jeder Kontakt folgendes enthält: eine erste Kontakteinrichtung (61) mit einem ersten Kontaktteil (61a) zur Berührung einer Fläche des Rands der Leiterplatte, eine zweite Kontakteinrichtung (62) mit einem zweiten Kontaktteil (62a) zur Berührung einer entgegengesetzten Fläche des Rands der Leiterplatte und einen Stiftteil (63) zum Tragen der ersten und der zweiten Kontakteinrichtung, wobei die zweite Kontakteinrichtung ferner zwischen dem zweiten Kontaktteil und dem Stiftteil einen Federteil (64) enthält, der folgendes aufweist: einen mit dem Stiftteil verbundenen Basisteil (64a), einen sich vom Basisteil senkrecht erstreckenden, senkrechten Teil (64b) und einen sich vom Oberteil des senkrechten Teils erstreckenden U-förmigen Teil (64c) mit einem im zweiten Kontaktteil endenden, freien Ende, und ein Paar von Riegeln (4) an entgegengesetzten Enden des langgestreckten Gehäuses, die einen dazwischen gebildeten Zwischenraum oberhalb des Hohlraums vorsehen.

12. Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegel (4) elastisch in entgegegengesetzte Seiten der Leiterplatte (5) eingreifen können, wenn deren Rand in den langgereckten Hohlraum zwischen den ersten und den zweiten Kontaktteilen (61a, 62a) der Kontakte eingesetzt und gedreht wird, bis er durch die Riegel (4) in seiner endgültigen Kontaktposition verriegelt ist.

13. Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (5) in der endgültigen Kontaktposition im wesentlichen senkrecht zum Steckverbinder ausgerichtet ist.

14. Steckverbinder mit geringer Einsetzkraft nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (5) in der endgültigen Kontaktposition im wesentlichen waagerecht zum Steckverbinder ausgerichtet ist.