DE69615906T2

DE69615906T2 - Kontakhalterungssystem

Info

Publication number: DE69615906T2
Application number: DE69615906T
Authority: DE
Inventors: Mark Richard Thumma
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: EP0740374A3; JPH08273739A; EP0740374B1; US5609502A; DE69615906D1; EP0740374A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder und insbesondere ein Kontakthalterungssystem für elektrische Verbinder.
Bei der Montage von Verbindern ist es zur Halterung der Kontakte im Gehäuse wichtig, im Gehäuse eine Konstruktion bereitzustellen oder eine Vorrichtung einzubauen. Zu den verschiedenen Möglichkeiten zur Halterung der Kontakte gehören die Bildung einer Preßpassung in den Kontaktaufnahmedurchgängen eines Gehäuses durch Verwendung von nach außen ragenden Stiften an den Kontakten, die an eine Innenfläche des Durchgangs stoßen, oder die Verwendung eines sekundären Fertigungsschritts, wie zum Beispiel Heften, die Verwendung eines Werkzeugs und eines unter hohem Kraftaufwand einsetzbaren Rastglieds oder dergleichen. Für eine kostengünstige Herstellung ist es jedoch wünschenswert, das Erfordernis von Arbeitsgängen nach der Montage zu beseitigen und sich zum Halten der Kontakte im Gehäuse auf die Konstruktion des Gehäuses und/oder der Kontakte zu verlassen.
Die mit Kontakthalterung verbundenen Probleme verschärfen sich, wenn die Kontakte von der Paßfläche eines Verbinders aus in letzteren geladen werden und der Verbinder dann an eine Leiterplatte oder dergleichen montiert wird. Ein Verfahren zur Verhinderung eines Herausrutschens von Kontakten aus dem Verbinder besteht in der Verwendung eines Werkzeugs oder einer abnehmbaren Abdeckung zum Festhalten der Kontakte, während zum Montieren des Verbinders an eine Platte Kraft aufgewendet wird, wie in der US-A-4,396,245 offenbart. In anderen Fällen wird ein sekundärer Fertigungsschritt, wie zum Beispiel die Verwendung eines Werkzeugs zur Bildung eines die Wand in Eingriff nehmenden Stifts im Kontakt (siehe beigefügte Fig. 11 und 12), nach dem Einführen der Kontakte in das Gehäuse durchgeführt.
Die US-A-4 184 735 beschreibt eine Leiterplattensteckerleiste, bei der die Kontakte und die Kontaktaufnahmedurchgänge im Isoliergehäuse des Verbinders so bemessen sind, daß die Kontakte in die Durchgänge eingeführt und durch Ausübung einer geringen Kraft auf den Oberteil der Kontakte befestigt werden können. Jeder Kontaktaufnahmedurchgang ist so ausgeführt, daß ein Kontakt von oben eingeladen und leicht über ein Arretiermittel im Durchgang gedrückt werden kann, und umfaßt eine nach unten weisende Schulter mit einem zum Rand des Schulterbereichs konisch zulaufenden oberen Körperteil, der zum anstoßenden Angriff an eine Kontaktschulter komplementär ausgebildet ist, so daß der Kontakt im Gehäuse gesichert werden kann.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem Kontakthalterungssystem mit einem selbstsetzenden Kontakt, umfassend ein Gehäuse mit mindestens einem sich von einer Montagefläche zu einer Verbindungsfläche des Gehäuses erstreckenden Kontaktaufnahmedurchgang und einen von der Montagefläche des Gehäuses in den Kontaktaufnahmedurchgang einführbaren Kontakt mit einem Vorder- und einem Hinterendteil und einem Zwischenkörperteil, der breiter ist als die Endteile, der sich von den Seitenrändern des Kontakts nach außen erstreckt und nach vorne und nach hinten weisende Rastflächen definiert, wobei jede Seitenfläche des Durchgangs einen Rastvorsprung aufweist, der sich zu der anderen Durchgangsseitenfläche erstreckt und nach vorne und nach hinten weisende Anschlagflächen definiert, die axial in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwas größer ist als der Abstand von der nach vorne weisenden Rastfläche zu der nach hinten weisenden Rastfläche des Zwischenkörperteils, wodurch der Zwischenkörperteil bei seiner Einführung in das Gehäuse zwischen den beiden Rastvorsprüngen angeordnet wird und in dem Kontaktaufnahmedurchgang selbstrastend ist.
Das Gehäuse kann eine Vorspannfläche nahe der Montagefläche enthalten, die dem die nach vorne weisende Anschlagfläche definierenden Rastvorsprung gegenüberliegt, und der Kontakt enthält entlang dem Hinterendteil einen Vorspannteil, der vor vollständiger Kontakteinführung mit der Vorspannfläche in Eingriff gebracht werden kann. Die Vorspannfläche drückt den Körperteil gegen den gegenüberliegenden Rastvorsprung, bis der Körperteil den gegenüberliegenden Rastvorsprung passiert. Bei der Einführung des Vorderendteils des Kontakts in den Durchgang von der Gehäusemontagefläche trifft der Vorderendteil auf den gegenüberliegenden Rastvorsprung, so daß der Hinterendteil des Kontakts dazu gezwungen wird, den Kontakt bis zur vollständigen Einführung gegen den gegenüberliegenden Rastvorsprung zu drücken, woraufhin sich das Rastglied setzt. Der Zwischenkörperteil wird dadurch beim Setzen im Gehäuse zwischen den beiden Rastvorsprüngen angeordnet und ist im Durchgang selbstrastend.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenkörperteil einen Abschnitt auf, der sich von beiden Seitenrändern des Kontakts nach außen erstreckt und so zwei nach vorne weisende Rastflächen und zwei nach hinten weisende Rastflächen definiert. Der Durchgang im Gehäuse enthält zwei nach hinten weisende und zwei nach vorne weisende Anschlagflächen, die die jeweiligen Rastflächen am Kontakt in Eingriff nehmen.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Rastvorsprung neben der Verbindungsfläche des Gehäuses in einem Abstand von der gegenüberliegenden Seitenfläche angeordnet, der kleiner ist als die Dicke des Kontakts, und definiert entlang der Verbindungsfläche eine Ausbildung.
Das Kontakthalterungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine relativ geringe Einführungskraft auf, wodurch Mehrfachkontakte, wie zum Beispiel eine Kontaktleiste, gleichzeitig in das Gehäuse eingeführt werden können.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines das erfindungsgemäße Kontakthalterungssystem aufweisenden elektrischen Verbinders;
Fig. 2 eine isometrische Ansicht des beim Verbinder nach Fig. 1 verwendeten Kontakts;
Fig. 3 eine vergrößerte, als Schnitt ausgeführte Teilansicht des Kontaktdurchgangsteils, aus dem der Kontakt entfernt wurde;
Fig. 4 bis 7 die Sequenz der Einführung des Kontakts nach Fig. 2 in den Verbinder nach Fig. 1, wobei der Kontakt in Fig. 7 vollständig eingeführt gezeigt wird;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 von Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 von Fig. 7;
Fig. 10 eine alternative Ausführungsform des Kontakthalterungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines Verbinders nach dem Stand der Technik;
Fig. 12 eine vergrößerte Teilansicht des Verbinders nach Fig. 11 und eines zum Einrasten des Kontakts verwendeten Werkzeugs.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird der Verbinder 20 als Leiterplattensteckerleiste gezeigt, die Kontakte 56 mit Federarmteilen aufweist, die bei der Einführung vorgespannt werden. Es versteht sich, daß auch andere Verbinderarten vorgesehen werden können, wie zum Beispiel jene mit Kontakten, die Federteile aufweisen, welche im Gehäuse verankert werden, was im Stand der Technik als eine "vorbelastete Kontaktfeder oder Vorspannung" aufweisend bezeichnet wird, die bei der Einführung der Kontakte in jeweilige Gehäusedurchgänge ausgeübt wird. Es versteht sich, daß dieses Halterungssystem und diese selbst-setzende Kontaktkonstruktion mit anderen Verbindern als Leiterplattensteckerleisten verwendet werden können.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen einen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Verbinder 20. Der Verbinder 20 enthält ein Gehäuse 22 mit mehreren Kontakten 56, die in jeweilige Kontaktaufnahmedurchgänge 30 davon angeordnet sind. Das Gehäuse 22 enthält Seitenwände 24, eine Montagefläche 26 und eine Verbindungsfläche 28. Die Kontaktaufnahmedurchgänge 30 erstrecken sich von der Montagefläche 26 zur Verbindungsfläche 28 und enthalten einen Durchgangsteil 34 mit einer ersten und zweiten Seitenfläche 36, 42, die einander gegenüberliegen und Seitenflächen 70, 68 des darin angeordneten Kontakts 56 zugeordnet sind. Eine Seitenfläche 36 jedes Kontaktaufnahmedurchgangs 30 enthält mindestens einen sich zur zweiten Seitenfläche 42 des Durchgangs erstreckenden Rastvorsprung 38, der eine nach vorne weisende Anschlagfläche 40 definiert, die mit einer nach hinten weisenden Rastfläche 74 des Kontakts 56 zusammenwirken kann. Wie in Fig. 3 zu sehen, befindet sich der Rastvorsprung 38 an dem am weitesten innen liegenden Ende des Durchgangsteils 34. Die zweite Seitenfläche 42 des Durchgangs weist mindestens einen zweiten Rastvorsprung 44 auf, der sich zur ersten Seitenfläche 36 des Durchgangs erstreckt und eine nach hinten weisende Anschlagfläche 46 definiert, die einer nach vorne weisenden Rastfläche 76 des Kontakts 56 zugeordnet ist.
Der Kontakt 56 weist einander gegenüberliegende Seitenflächen 58, einander gegenüberliegende Ränder 60 und eine ausgewählte Breite auf. Der Kontakt 56 enthält einen Vorderendteil 62, einen Hinterendteil 80 und einen Zwischenkörperteil 66. Bei der gezeigten Ausführungsform enthält der Vorderendteil 62 einen Verbindungsabschnitt 64 zur Einführung in Durchgangslöcher einer (nicht gezeigten) Leiterplatte, und der Hinterendteil 80 enthält einen Kontaktabschnitt 82 zur Ineingriffnahme von Schaltungskontaktstellen auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt). Der Zwischenkörperteil 66 ist so ausgeführt, daß er bei vollständiger Einführung des Kontaktes 56 in den Gehäusedurchgang 30 entlang dem Durchgangsteil 34 angeordnet wird. Bei dem Zwischenkörperteil 66 handelt es sich um ein allgemein flaches Glied mit einander gegenüberliegenden Körperflächen 68, 70, einander gegenüberliegenden Seitenrändern 72 und einander gegenüberliegenden Endrändern 74 und 76. Der Kontaktkörperteil 66 ist breiter ausgeführt als das Vorder- und Hinterendteil 62, 80, erstreckt sich von mindestens einem Rand 60 lateral nach außen und definiert mindestens eine nach vorne weisende Rastfläche 76 und mindestens eine nach hinten weisende Rastfläche 74. Vorzugsweise erstreckt sich der Körperteil 66 von beiden Seitenrändern 60 des Kontakts 56 nach außen und definiert zwei nach vorne weisende und zwei nach hinten weisende Rastflächen 76 bzw. 74.
Wie in Fig. 1 zu sehen, ist das freie Ende 84 des Hinterendteils 80 so ausgeführt, daß es hinter einer Innenwand oder Sperre 25 im Verbindergehäuse 22 festgehalten wird, wodurch der Vorderendteil 80 des Federarms vorgespannt wird, wobei sich der Kontaktabschnitt 82 in den Hohlraum nahe der Montage- oder Paßfläche 26 zur Ineingriffnahme von Kontaktstellen an der Leiterplatte (nicht gezeigt) erstreckt.
Nunmehr auf die Fig. 4 bis 7 Bezug nehmend, wird der Kontakt 56 von der Montagefläche 26 des Gehäuses 22 in den Kontaktaufnahmedurchgang 30 eingeführt, wobei sich das freie Ende 63 des Vorderendteils 62 entlang der Fläche des Vorsprungs 38 bewegt und aus der Durchgangsöffnung 32 heraustritt, wenn der Kontakt 56 in den Durchgang 30 bewegt worden ist. Die Fläche 70 des Zwischenkörperteils 66 nimmt die Fläche des Vorsprungs 38 entlang der ersten Seitenfläche 36 des Durchgangs in Eingriff und bewegt sich daran entlang, bis der Körperteil 66 den Vorsprung 38 passiert. Bei Weiterbewegen des Kontaktes 56 in das Gehäuse nähert sich das freie Ende 84 des Hinterendteils 80 der Montagefläche 26. Dann wird das freie Ende 84 des Hinterendteils 80 hinter, die Vorbelastungssperre 25 im Gehäuse 22 gezogen. Die resultierende Kraft am Kontakt 56 bewirkt ein Schwenken des Kontaktes 56 um die Fläche des Vorsprungs 38. Nachdem das freie Ende 84 hinter die Sperre 25 bewegt worden ist, wird der Kontakt 56 weiter in den Durchgang 30 bewegt, und die Kontaktkörperfläche 70 bewegt sich weiter entlang dem ersten Vorsprung 38, bis sie den Endrand oder die nach hinten weisende Rastfläche 74 erreicht, woraufhin die nach vorne weisende Auschlogfläche 40 des Vorsprungs 38 über die nach hinten weisende Rastfläche 74 einrastet. Dadurch wird bewirkt, daß der Körperteil 66 des Kontaktes 56 zur Durchgangsseitenfläche 42 springt, so daß die nach vorne weisende Rastfläche 76 beim vollständigen Setzen des Kontaktes 56 die nach hinten weisende Anschlagfläche 46 am zweiten Vorsprung 44 in Eingriff nimmt, wie am besten in den Fig. 7, 8 und 9 zu sehen, wodurch der flache Körperteil 66 in Eingriff zwischen den beiden Rastvorsprüngen 38, 44 einschnappt und den Kontakt 56 in dem Durchgangsteil 34 sichert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nehmen der erste und der zweite Rastvorsprung 38, 44 der Gehäuseseitenwände 36, 42 die sich nach außen erstreckenden Rastflächen 74, 76 des Zwischenkörperteils 66 an zwei Stellen in Eingriff, einer entlang jedem Rand des Kontaktes 56, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die durch den vorbelasteten Kontakt erzeugten Kräfte bewirken, daß der Kontakt 56 selbst-setzend ist, das heißt, er wird gegen Axialbewegung in beiden Richtungen gesichert und bedarf keiner weiteren Heftung oder Verwendung eines vorgeformten, unter hohem Kraftaufwand einsetzbaren Rastglieds. Die Anschlagflächen 40, 46 an den beiden Vorsprüngen 38 bzw. 44 sind axial in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwas größer ist als der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Rastflächen 74, 76 des Körperteils 66, und verhindern eine Abwärtsbewegung des Kontaktes 56 im Gehäusedurchgang 30 oder seine Aufwärtsbewegung im Gehäusedurchgang 30, nachdem sich der Kontakt vollständig gesetzt hat. Das Selbstsetzungs- oder Selbstrastungsmerkmal der vorliegenden Erfindung gestattet die Montage des Verbinders 20 mit einer minimalen Anzahl von Fertigungsprozessen, wodurch seine Herstellung kostengünstiger wird als die des in den Fig. 11 und 12 gezeigten Verbinders 120 nach dem Stand der Technik. Darüber hinaus erfordert das erfindungsgemäße Kontakthalterungssystem eine geringere Einführungskraft bei der Anordnung der Kontakte in den Gehäusehohlräumen, wodurch eine Masseneinführung der Kontakte, zum Beispiel von sich von einem Trägerstreifen erstreckenden Kontakten, gestattet wird. Nach der Einführung der Kontakte in die jeweiligen Durchgänge wird der Trägerstreifen entfernt.
Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform 220 eines gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Verbinders. Das Gehäuse 222 enthält eine Montagefläche 226, eine Verbindungsfläche 228 und Kontaktaufnahmehohlräume 230. Der Vorderendteil 62 des Kontaktes 56 weist eine ausgewählte Breite auf, und der zweite Rastvorsprung 244 des Durchgangs 230 ist in einem Abstand von der anderen Durchgangsseitenfläche angeordnet, der kleiner ist als die Dicke des Kontaktes 56, und definiert eine Verengung 248 nahe der Öffnung entlang der Verbindungsfläche 228.
Wie in den Figuren. 11 und 12 zu sehen, enthält der Verbinder 120 nach dem Stand der Technik ein Gehäuse 122 und Kontakte 156. Die Gehäuseseitenwände 124 enthalten an ihrem unteren Rand eine Öffnung 125 zur Aufnahme eines in den Kontaktdurchgang 130 eingeführten Werkzeugs 90 zur Bewegung eines Stifts 186 in dem Kontakt nach der vollständigen Einführung des Kontakts in das Gehäuse 122. Die Rastfläche 188 am Vorderende 180 des Kontaktes 156 nimmt eine Anschlagfläche 144 an einer Innenwand 146 des Gehäuses 122 in Eingriff.
Die vorliegende Erfindung stellt demgegenüber einen selbstrastenden Kontakt bereit, der im Gehäuse ohne Rückgriff auf die Verwendung von unter hohem Kraftaufwand einsetzbaren Vorrichtungen zum Heften von Kunststoff oder Metall oder zum Treiben der Kontakte in Preßpassung im Gehäuse festgehalten wird. Des weiteren ist kein Spezialwerkzeug erforderlich, um zu verhindern, daß sich die Kontakte 56 bei der Montage des Verbinders 20 an eine Leiterplatte zur Paß- oder Montagefläche 26 und aus den Gehäusedurchgängen 30 nach außen bewegen.
Der erfindungsgemäße Kontakt ist vorzugsweise gestanzt und aus einem Metall, wie zum Beispiel Phosphorbronze, oder aus anderen Metallen mit den gewünschten Federeigenschaften hergestellt. Das Gehäuse besteht aus dielektrischen Materialien, wie zum Beispiel Polyester, oder aus anderen geeigneten Materialien, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.

Claims

1. Kontakthalterungssystem mit einem selbstsetzenden Kontakt (56), umfassend ein Gehäuse (22) mit mindestens einem sich von einer Montagefläche (26) zu einer Verbindungsfläche (28) des Gehäuses erstreckenden Kontaktaufnahmedurchgang (30) und einen von der Montagefläche (26) des Gehäuses (22) in den Kontaktaufnahmedurchgang einführbaren Kontakt (56) mit einem Vorder- und einem Hinterendteil (62, 80) und einem Zwischenkörperteil (66), der breiter ist als die Endteile (62, 80), der sich von den Seitenrändern des Kontakts (56) nach außen erstreckt und nach vorne und nach hinten weisende Rastflächen (76, 74) definiert, wobei jede Seitenfläche (36, 42) des Durchgangs (30) einen Rastvorsprung (38, 44) aufweist, der sich zu der anderen Durchgangsseitenfläche (42, 36) erstreckt und nach vorne und nach hinten weisende Anschlagflächen (40, 46) definiert, die axial in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwas größer ist als der Abstand von der nach vorne weisenden Rastfläche (76) zu der nach hinten weisenden Rastfläche (74) des Zwischenkörperteils (66), wodurch der Zwischenkörperteil bei seinem Einsetzen in das Gehäuse zwischen den beiden Rastvorsprüngen (38, 44) angeordnet wird und in dem Kontaktaufnahmedurchgang (30) selbstrastend ist.

2. Kontakthalterungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (22) eine Vorspannfläche (25) nahe der Montagefläche (26) enthält, die dem die nach vorne weisende Anschlagfläche (40) definierenden Rastvorsprung (38) gegenüberliegt, und der Kontakt (56) entlang dem Hinterendteil (80) einen Vorspannteil (84) enthält, der vor vollständiger Kontakteinführung mit der Vorspannfläche in Eingriff gebracht werden kann, um den Zwischenkörperteil (66) gegen den gegenüberliegenden Rastvorsprung (38) zu drücken, bis der Körperteil den gegenüberliegenden Rastvorsprung (38) passiert, wodurch bei Einführung des Vorderendteils (62) des Kontakts in den Durchgang (30) von der Gehäusemontagefläche (26) der Vorderendteil auf den gegenüberliegenden Rastvorsprung (38) trifft, so daß der Hinterendteil (80) des Kontakts dazu gezwungen wird, den Kontakt bis zur vollständigen Einführung gegen den gegenüberliegenden Rastvorsprung (38) zu drücken, woraufhin sich das Rastglied setzt.

3. Kontakthalterungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich der Zwischenkörperteil (66) von jedem der Seitenränder des Kontakts (56) seitlich nach außen erstreckt und so zwei nach vorne weisende Rastflächen (76) und zwei nach hinten weisende Rastflächen (74) definiert, und der Kontaktaufnahmedurchgang (30) zwei erste Rastvorsprünge (38), die zwei nach vorne weisende Anschlagflächen (40) an einer Durchgangsseitenfläche (36) definieren, und zwei zweite Rastvorsprünge (44), die zwei nach hinten weisende Anschlagflächen (46) an der anderen Durchgangsseitenfläche (42) definieren, aufweist.

4. Kontakthalterungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Kontakt (56) eine gewählte Dicke aufweist und der Rastvorsprung (244) neben der Verbindungsfläche (228) des Gehäuses in einem Abstand von der gegenüberliegenden Seitenfläche angeordnet ist, der kleiner ist als die Dicke des Kontakts, wodurch an der Verbindungsfläche (228) des Gehäuses (22) eine Verengung (248) definiert wird.