DE69827171T2

DE69827171T2 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts

Info

Publication number: DE69827171T2
Application number: DE69827171T
Authority: DE
Inventors: Stanford W. Santa Clara Crane; Lakshminarasimha Boca Raton Krishnapura; Arindum Sidney Dutta; Kevin Little Rock Link
Original assignee: Silicon Bandwidth Inc
Current assignee: Silicon Bandwidth Inc
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1998-08-14
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2018-08-15
Also published as: AU8905798A; DE69809761D1; JP2001516131A; WO1999009613A1; KR20010022912A; US6461197B2; EP1004152A1; DE69809761T2; EP1172894A1; DE69827171D1; KR100604340B1; US20010034164A1; EP1004152B1; EP1172894B1; US6247972B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Anmeldung mit dem Titel „Elektrische Steckverbindung mit gestaffelten Niederhaltelaschen", eingereicht am 14. August 1997, ist hier durch Bezugnahme ausdrücklich aufgenommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Steckerstifts, und insbesondere die Herstellung eines elektrischen Steckerstifts, der stabil auf einem Trägermaterial angebracht werden kann, und die Möglichkeit bietet, eine hohe Kontaktdichte in einem gegebenen Bereich auf dem Trägermaterial zu erreichen.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmliche elektrische Steckverbindungsanordnungen umfassen komplementäre Stecker und Steckerbuchsen, um elektrische Verbindungen zwischen elektrischen Systemen und Komponenten zu erstellen. Computer und andere elektrische Geräte umfassen beispielsweise elektrische Steckverbindungen zum Anschließen von gedruckten Leiterplatten, zum Anschließen einer gedruckten Leiterplatte an eine Rückwand, und/oder zum Anschließen einer gedruckten Leiterplatte an ein Kabel. Eine beispielhafte Steckverbindung ist in US-Patentschrift Nr. 5,575,688 von Stanford W. Crane, Jr. gezeigt.
Die Steckerbuchsenkontakte von herkömmlichen elektrischen Steckverbindungen, insbesondere von denjenigen, die in Randsteckern verwendet werden, weisen eine zusammengesetzte, gebogene Form auf. Ein Beispiel eines solchen Steckerbuchsenkontaktes ist in 1 dargestellt. Der Kontaktabschnitt steht mit dem Steckerkontakt in Kontakt, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Der Kontaktabschnitt ist abgewinkelt oder gebogen, um zu ermöglichen, dass der Steckerbuchsenkontakt nachgibt, wenn er mit dem Steckerkontakt zusammengesteckt wird. Die normale Kraft des nachgebenden Steckerbuchsenkontaktes gegen den Steckerkontakt erzeugt eine elektrische Verbindung. Ein Stabilisierungsabschnitt hält den Steckerbuchsenkontakt in einem Steckerbuchsengehäuse fest.
Herkömmliche elektrische Steckverbindungen sind schwierig und kostintensiv in der Herstellung. Ein Grund liegt darin, dass es schwierig ist, ein Steckerbuchsengehäuse mit Steckerbuchsenkontakten zu bestücken. Bei einer randartigen Steckerbuchse ist der hintere Abschnitt eines Steckerbuchsenkontaktes in einem rechten Winkel ausgebildet. Demzufolge muss der Steckerbuchsenkontakt durch eine Öffnung in dem Steckerbuchsengehäuse hindurch mit dem Kontaktabschnitt zuerst eingesetzt werden. Weil der Kontaktabschnitt einen Bogen oder einen Winkel aufweist, der weit über den Umfang des Stabilisierungsabschnittes übersteht, ist ein aufwendiges Vorgehen erforderlich, um den Kontaktabschnitt durch die Öffnung in dem Steckerbuchsengehäuse hindurch zu führen.
Ein weiterer Grund, warum herkömmliche elektrische Steckverbindungen schwierig und kostenintensiv in der Herstellung sind, liegt darin, dass die Kontakte in den Gehäusen nicht auf eine Weise angeordnet sind, die zu einer effizienten Herstellung führt. Schließlich umfassen einige herkömmliche elektrische Steckverbindungen ein Steckergehäuse, das eine Anordnung von Streben aufweist. Steckerkontakte sind um jede Steckerstrebe herum angeordnet. Ein Problem bei dieser Anordnung ist das „Bananenschälen", bei dem sich die Steckerkontakte verbiegen oder von den Streben ablösen. Eine Auswirkung des Bananenschälens ist, dass die Steckerkontakte mit dem falschen Steckerbuchsenkontakt oder mit einem anderen Steckerkontakt in Kontakt kommen können.
Darüber hinaus werden die Stecker- und Steckerbuchsenkontakte durch Pressen von Metall aus Metallmaterial hergestellt, oder aus Metallband oder aus gezogenem Draht wie in WO9641400 offenbart. Wenn die Kontakte gepresst werden, verlieren sie ein gewisses Maß an Flexibilität und Nachgiebigkeit. Der Flexibilitäts- und Nachgiebigkeitsverlust beeinträchtigt insbesondere die Funktionalität der Steckerbuchsenkontakte, welche typischerweise nachgeben, um eine elektrische Verbindung mit Steckerkontakten herzustellen. Beispielsweise kann die Ausrichtung der Steckerbuchsenkontakte nicht mehr fluchten und/oder die normale Kraft zwischen dem verbundenen Stecker- und Steckerbuchsenkontakt kann reduziert sein.
Dementsprechend besteht in der Technik ein Bedarf, eine elektrische Steckverbindung zu schaffen, welche nicht für Mängel herkömmlicher elektrischer Steckverbindungen anfällig ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehenden Umstände entstanden und hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Steckerstifts zu schaffen, der zuverlässige elektrische Kontakte zur Verfügung stellt und welcher die Möglichkeit bietet, eine hohe Dichte von zuverlässigen elektrischen Kontakten zu erreichen, indem sie beispielsweise in elektrische Steckverbindungen von hoher Dichte integriert werden, die einfach hergestellt werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, einen Steckerbuchsenkontaktstift zur Verfügung zu stellen, der die Herstellung einer elektrischen Steckverbindung erleichtert und einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zur Verfügung stellt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, einen Kontaktstift zur Verfügung zu stellen, der einfach hergestellt wird und der einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zur Verfügung stellt.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung teilweise erläutert und werden teilweise auf Grund der Beschreibung offensichtlich sein, oder werden bei der Anwendung der Erfindung verstanden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden mittels der Komponenten und Kombinationen realisiert und erreicht, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen herausgestellt werden.
Um die Aufgaben zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Erfindung, wie hier ausgeführt und umfangreich beschrieben, umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktstifts, wie in Anspruch 1 definiert.
Es wird davon ausgegangen, dass sowohl die vorausgehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende ausführliche Beschreibung nur als Beispiel und als Erklärung gedacht sind, und die Erfindung, wie beansprucht, nicht einschränken.
KURZE BESCHREIBUNG ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, welche hier aufgenommen sind und einen Bestandteil dieser technischen Beschreibung bilden, stellen teilweise eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der dazu gehörenden Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
Die Beispiele in den Zeichnungen (1 bis 28 und 30 bis 35) und die Beschreibung, die nicht direkt von den Ansprüchen abgedeckt sind, werden als allgemeiner Stand der Technik oder als Beispiele vorgestellt, welche zum Verständnis der Erfindung nützlich sind.
1 stellt einen herkömmlichen Steckerbuchsenkontakt zur Verwendung in einer elektrischen Steckverbindung dar.
2 und 3 zeigen einen Stecker und eine Steckerbuchse.
4A stellt eine Ansicht des Oberteils eines vertikalen Steckers 100 dar.
4B stellt einen Abschnitt des vertikalen Steckers 100 dar, der in 4A gezeigt ist.
5 stellt das Unterteil des vertikalen Steckers 100 dar.
6A zeigt das Unterteil des vertikalen Steckergehäuses 110.
6B zeigt das Oberteil des vertikalen Steckergehäuses 110.
7A zeigt einen Ausschnitt des Unterteils des vertikalen Steckergehäuses 110.
7B zeigt einen Ausschnitt des Oberteils des vertikalen Steckergehäuses 110.
7C stellt zwei Gruppen von Steckerkontaktstiften 105 dar, so wie sie in den Öffnungen 118 des Steckverbindungsgehäuses angeordnet sein würden.
7D zeigt einen Querschnitt eines Steckergehäuses 110.
8A, 8B, und 8C stellt eine erste Ausführungsform von Steckerkontaktstiften 105 dar.
8D stellt eine zweite Ausführungsform eines Steckerkontaktstifts 105 dar.
9A, 9B, und 9C stellen eine Reihe von ineinander greifenden, vertikalen Steckern dar, die auf einer gedruckten Leiterplatte 50 angebracht sind.
9D zeigt das Layout der Steckverbindungskontaktfläche auf der gedruckten Leiterplatte zum Verbinden mit den Steckerkontaktstiften 105.
10, 11, 12, und 13 stellen unterschiedliche Ansichten von einer am Rand angebrachten Steckerbuchse dar.
14A stellt die Vorderseite des am Rand angebrachten Steckerbuchsengehäuses 510 dar.
14B stellt die Vorderseite des Steckerbuchsengehäuses 510 dar.
14C stellt zwei Gruppen von Steckerbuchsenkontaktstiften 505 dar, so wie sie angeordnet sein würden, wenn sie in das Steckerbuchsengehäuse 510 eingesetzt sind.
14D und 14E stellen eine zweite Anordnung von Steckerbuchsenkontaktstiften 505 dar, so wie sie angeordnet sein würden, wenn sie in das Steckerbuchsengehäuse 510 eingesetzt sind.
14F stellt einen Querschnitt des Steckerbuchsengehäuses 510 dar.
15A, 15B, und 15C stellen eine erste Ausführungsform eines Steckerbuchsenkontaktstifts 505 dar.
15D stellt eine zweite Ausführungsform eines Steckerbuchsenkontaktstifts 505 dar.
16A und 16B stellt ein modulares Design zum Herstellen eines Steckerbuchsengehäuses mit einer unterschiedlichen Anzahl von Steckerbuchsenstiften dar.
16C zeigt eine alternative Ausführungsform eines Steckerbuchsengehäuses mit einem modularen Design.
17A und 17B stellen Reihen von Steckerbuchsen dar, die auf gegenüberliegenden Seiten einer gedruckten Leiterplatte angebracht sind.
17C zeigt das Layout einer Steckverbindungskontaktfläche auf der gedruckten Leiterplatte zum Verbinden mit den Steckerbuchsenkontaktstiften.
18, 19, 20, und 21 stellen die zusammengesteckte Verbindung zwischen den Steckern und den Steckerbuchsen dar.
22 und 23 zeigen eine alternative Ausführungsform einer Steckerbuchse, die zum vertikalen Anbringen an der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte angepasst ist.
24A, 24B, und 25 stellen einen vertikalen Stecker zum Verbinden mit einer vertikalen Steckerbuchse dar.
26 stellt eine weitere Ausführungsform des Steckergehäuses dar.
27A und 27B stellen eine weitere Ausführungsform des Steckerbuchsengehäuses dar, das einen abnehmbaren Polarisierungsaufsatz aufweist.
27C stellt die Rückseite des abnehmbaren Polarisierungsaufsatzes dar.
28A stellt die zusammengesteckte Verbindung des in 26 gezeigten Steckergehäuse und des Steckerbuchsengehäuse dar, das den in 27C gezeigten abnehmbaren Polarisierungsaufsatz aufweist.
28B stellt die zusammengesteckte Verbindung des in 26 gezeigten Steckergehäuse und einer weiteren Ausführungsform eines Steckerbuchsengehäuses dar, das einen abnehmbaren Polarisierungsaufsatz aufweist.
29A bis 29F stellen die Herstellung von Steckerbuchsenstiften 505 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
30 zeigt eine Vielzahl von Steckerbuchsenkontaktstiften, die in einem Halter angebracht sind.
31 stellt eine alternative Ausführungsform eines Steckers dar, der Strom- und/oder Erdanschlüsse einschließt.
32 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Steckerbuchse, die Strom- und/oder Erdanschlüsse einschließt.
33, 34, und 35 stellen eine Ausführungsform der elektrischen Steckerbuchse dar, die eine Abschirmung zum Abschirmen gegen Geräusch oder andere Interferenzen aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird ausführlich auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Soweit wie möglich werden dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um auf dieselben oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
2 und 3 stellen zwei Ansichten von einem Stecker 100 und einer Steckerbuchse 500 dar. Der Stecker 100 kann auf einem Trägermaterial sicher befestigt sein, wie z. B. unter anderem einer gedruckten Leiterplatte oder einer Halterung einer Rückwand, oder einem Kabel, einem Flachkabel, einem flachen flexiblen Kabel, oder einem separaten Draht. Auf ähnliche Weise kann die Steckerbuchse 500 sicher auf einem (nicht dargestellten) Trägermaterial befestigt sein. Die Steckerbuchse 500 nimmt den Stecker 100 auf, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Der Stecker 100 und die Steckerbuchse 500 sind bei Datenkommunikationsanwendungen, Telekommunikationsanwendungen, Automobil- und Luftfahrzeuganwendungen, und anderen Anwendungen besonders nützlich, wo eine hohe Dichte von elektrischen Kontakten wünschenswert ist, beispielsweise in einem Bereich eines Trägermaterials oder entlang dem Rand eines Trägermaterials.
Der Stecker 100 wird ausführlicher im Zusammenhang mit 4 bis 9 erläutert werden. Der Stecker 100 schließt ein Steckergehäuse 110 und eine Vielzahl von Steckerkontaktstiften 105 ein, die in dem Steckergehäuse 110 sicher befestigt sind. Das Steckergehäuse 110 ist aus einem Isolierungsmaterial ausgebildet, beispielsweise einem Polymer oder einem anderen geeigneten elektrisch isolierenden Material. Ein Flüssigkristallpolymer, wie beispielsweise VECTRA^TM von Hoechst Celanese, kann beispielsweise als Material für das elektrische Steckergehäuse 110 verwendet werden. Selbstverständlich kann das Steckergehäuse 110 metallische Abschirmung gegen Geräusch oder andere Interferenzen einschließen. Die Seitenwände 120 des Steckergehäuses können eine metallische Einlage, wie zum Beispiel einen metallischen Streifen oder eine Serie von Streifen einschließen, welche in das Seitenwandmaterial eingeformt sein können. Alternativ kann eine separate Abschirmungshülse oder ein (nicht dargestelltes) Abschirmungsblech über den Stecker und/oder die Steckerbuchse, oder über den zusammengesteckten Stecker und die Steckerbuchse angepasst sein. Die Abschirmungshülse oder das Abschirmungsblech können vollständig aus Metall ausgestaltet sein, oder sie können Isolierung einschließen.
4A stellt die Vorderseite des Steckers 100 dar. Wie gezeigt, schließt das Steckergehäuse 110 eine erste Seite 111, eine zweite Seite 112, ein erstes Ende 113, ein zweites Ende 114, eine Oberseite 116, und eine Unterseite 117 ein. Eine Anordnung von Streben 115 erstreckt sich von der Oberseite 116 aus. Die Streben 115 weisen beispielsweise einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt auf. Gruppen mit vier Steckerstiften 105-1 sind auf jeweiligen Seiten von Streben 115 angeordnet, wie beispielsweise in 4B dargestellt. Sowohl die Steckerstifte 105 als auch die Gruppen mit Steckerstiften 105-1 sind in Reihen angeordnet. Selbstverständlich sind andere Anordnungen möglich. Beispielsweise können die Streben 115 eine unterschiedliche Gestalt aufweisen oder sie können vollständig weggelassen sein, und die Steckerstifte 105 können in Gruppen zu einem oder mehreren angeordnet sein.
Die Streben 115 können als Beispiel mit unterschiedlichen Höhen ausgestattet sein, um die Einführungskraft zu reduzieren. Zusätzlich können die Streben 115 gestaffelt und/oder verschachtelt derart angeordnet sein, dass die Kontaktoberfläche des Steckerstifts in einer Gruppe zu der Seitenfläche eines Steckerstifts in einer anderen Gruppe zeigt. In dieser Hinsicht kann auf die US-Patentschrift Nr. 5,541,309 von Stanford W. Crane, Jr. verwiesen werden.
Eine Seitenwand 120 kann auf der Oberseite 116 des Steckergehäuses 110 zur Verfügung gestellt sein, um die Streben 115 ununterbrochen zu umgeben. Eine Innenfläche der Seitenwand 120 kann mit einem leichten Winkel, beispielsweise von einem Grad, ausgebildet sein, um das Entfernen aus einer Form während der Herstellung zu erleichtern. Die Höhe der Seitenwand 120 ist vorzugsweise höher als die Höhe der Streben 115 und Steckerstifte 105. Die Seitenwand 120 dient unter anderem dazu, die Steckerstifte 105 und die Streben 115 vor, während und nach dem Zusammenstecken, und im Fall von fehlerhaftem Zusammenstecken zu schützen. Selbstverständlich ist es nicht notwendig, dass die Seitenwand 120 die Streben 115 ununterbrochen umgibt, um die Steckerstifte 105 und die Streben 115 zu schützen. Die Seitenwand 120 kann die Steckerstifte 105 teilweise einschließen oder umklammern.
Die Seitenwand 120 kann Polarisierungsmerkmale einschließen, um ein fehlerhaftes Zusammenstecken des Steckers 100 und der Steckerbuchse 500 zu vermeiden. Beispielsweise können sich ein gerundeter Vorsprung 124 und ein pfeilförmiger Vorsprung 125 von einer Oberseite 116 des Steckergehäuses vorstehend erstrecken. Wie beispielsweise in 4A gezeigt, können sich sowohl der gerundete Vorsprung 124 als auch der pfeilförmige Vorsprung 125 von einem Ende 121 der Seitenwand 120 aus erstrecken oder können ineinander übergehen. Auch die Oberseite 116 des Steckergehäuses kann einen gerundeten Vorsprung 126 und einen pfeilförmigen Vorsprung 127 einschließen. Der gerundete Vorsprung 126 und der pfeilförmige Vorsprung 127 können sich von einem Ende 122 der Seitenwand 120 aus erstrecken oder können ineinander übergehen. Wie in 4A und anderswo gezeigt, ist der pfeilförmige Vorsprung 125 im Allgemeinen diagonal auf die Seite 112 und das Ende 113 des Steckergehäuses 110 gerichtet und der pfeilförmige Vorsprung 107 ist im Allgemeinen diagonal auf die Seite 112 und das Ende 114 des Steckergehäuses 110 gerichtet. Selbstverständlich können die pfeilförmigen Vorsprünge 125, 127 in andere Richtungen zeigen, z. B. auf die Seite 111 anstatt Seite 112, oder ein pfeilförmiger Vorsprung kann im Allgemeinen auf die Seite 112 und der andere kann im Allgemeinen auf die Seite 111 zeigen. Weitere asymmetrische Anordnungen können ausgebildet sein, um sicherzustellen, dass das Zusammenstecken des Steckers 100 und der Steckerbuchse 500 nur in einer Ausrichtung geschehen kann.
Die gerundeten Vorsprünge 124, 126 und insbesondere die pfeilförmigen Vorsprünge 125, 127 unterscheiden sich optisch und können von einem Benutzer schnell und ohne weiteres identifiziert werden, damit der Benutzer in der Lage ist, den Stecker 100 in Bezug auf die Steckerbuchse 500 richtig auszurichten, um sie zusammenzustecken. Selbstverständlich können die Vorsprünge eine andere leicht zu identifizierende geometrische Gestalt aufweisen, wie z. B. unter anderem einen Kreis, eine Raute, ein Kreuz, einen Stern, ein Quadrat, eine Zahl, oder sie können eine Kombination von geometrischen Gestalten, Größen und Ausrichtungen aufweisen. Die gerundeten Vorsprünge 124, 126 und die pfeilförmigen Vorsprünge 125, 127 verhindern außerdem das Zusammenstecken in einem unpassenden Winkel, mit einem Versatz, oder beidem, und in Verbindung mit der Seitenwand 120 können sie die Steckerbuchse 500 daran hindern, die Steckerstifte 105 im Fall einer Fehlerhaften Zusammensteckens zu beschädigen. Als Alternative kann nur eines der vorstehend beschriebenen Polarisierungsmerkmale zur Verfügung gestellt sein.
Das Steckergehäuse 110 umfasst weiterhin eine Platte 130 an dem ersten Ende 113 des Steckergehäuses 110, eine Platte 140 an dem zweiten Ende 114 des Steckergehäuses 110, und eine Anschlagsplatte 150, die an der Außenseitenfläche 123 der Seitenwand 120 angeordnet ist. Die Platten 130, 140 schließen Niederhaltelaschen oder Verlängerungen 132, 142 ein. Eine Niederhaltelasche kann aus einem Flansch, einem Sitz, einer Klammer, einer Platte, einem Kreisring, oder aus einem anderen Befestigungsmerkmal oder aus einer Oberfläche zum sicheren Befestigen eines Steckergehäuses auf einem Trägermaterial bestehen. Die Niederhaltelaschen 132, 142 dienen zum Befestigen des Steckergehäuses 110 an einem Trägermaterial. Die Öffnungen 134, 144 können beispielsweise Schrauben, Nieten, oder andere Befestigungsmittel aufnehmen, um das Steckergehäuse 110 an einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial sich zu befestigen. Selbstverständlich können die Öffnungen 134, 144 durch Schnappverbinder oder weitere Befestigungseinrichtungen zum Verbinden oder zum Erleichtern der Verbindung des Steckergehäuses 110 an einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial ersetzt werden.
Die Niederhaltelaschen 132, 142 sind diagonal oder gestaffelt, oder in Bezug auf das Steckergehäuse 110 versetzt angeordnet. In dieser Beziehung ist die Niederhaltelasche 132 zu der ersten Seite 111 nächst gelegen und zu der zweiten Seite 112 fern gelegen angeordnet, und die Niederhaltelasche 142 ist zu der zweiten Seite 112 nächst gelegen und zu der ersten Seite 111 fern gelegen angeordnet. Die diagonal angeordneten Niederhaltelaschen 132, 142 ermöglichen, dass das Steckergehäuse 110 ohne Wackeln oder eine andere Bewegung stabil an der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial sicher befestigt ist. Die Niederhaltlaschen 132, 142 können komplementär sein, um das Verschachteln oder Zusammenbringen mit anderen Steckern 100 zu ermöglichen, so dass die Steckerstifte 105 der Stecker ausgerichtet sind, wenn ihre Steckergehäuse zusammengefügt werden.
5 stellt die Unterseite 117 des Steckers 100 und das hintere Ende der Steckerstifte dar, wenn die Steckerstifte 105 in den Stecker 100 eingesetzt sind. 6A stellt die Unterseite 117 des Steckers 100 dar, wobei die Steckerstifte 105 entfernt sind. Die hinteren Enden der Steckerstifte 105 erstrecken sich von einer im Allgemeinen flachen Oberfläche der Unterseite 117 aus. Erhöhte Abstandsstücke 131, 135, 139, 141, 145, 151, und 152 stellen eine Befestigungsoberfläche für das Steckergehäuse 110 zum Befestigen an einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial zur Verfügung. Die Abstandsstücke halten das Steckergehäuse 110 auf dem Trägermaterial im gleichen Abstand, wobei sie noch einen Luftstrom zwischen der Unterseite 117 des Steckergehäuses 110 und der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial ermöglichen.
Die Abstandsstücke 135, 145 erstrecken sich jeweils von den Niederhaltelaschen 132, 142 aus. Die Abstandsstücke 135, 145 können Führungshülsen 136, 146 an der Öffnung 134, 144 einschließen, um sie in Öffnungen einzusetzen, die in dem Trägermaterial ausgebildet sind, damit das Steckergehäuse 110 korrekt positioniert wird. Auf ähnliche Weise können sich Stützen 138, 148 jeweils von den Abstandsstücken 131, 141 aus erstrecken, um den Stecker 110 weiterhin zu positionieren, und um ihn in dem Trägermaterial zu führen.
6B stellt die Oberseite 116 des Steckergehäuses 110 vor dem Einsetzen der Steckerstifte 105 dar. Die Platten 130, 140 schließen Seitenrandabschnitte 130-1, 140-1 und Seitenrandabschnitte 130-2, 140-2 ein. Die Seitenrandabschnitte 130-2 und 140-2 können sich über einen gleichmäßigen Abstand in einer seitlichen Richtung von der Seitenwand 120 weg erstrecken, aber dies ist nicht notwendig. Der Seitenrandabschnitt 130-1 erstreckt sich entlang der Seitenwand 120 über eine Strecke, endet allerdings bevor er die Anschlagsplatte 150 erreicht, wodurch eine erster Zwischenraum verbleibt. Aus Gründen, die nachstehend erläutert werden, ist der erste Zwischenraum mindestens so breit wie die Anschlagsplatte 150. Der Seitenrandabschnitt 130-1 und die Anschlagsplatte 150 können sich seitlich von der Seitenwand 120 weg über einen Abstand erstrecken, der ausreichend ist, um sicherzustellen, dass eine gedruckte Leiterplatte an dem Seitenrandabschnitt 130-1 und der Anschlagsplatte 150 anstößt, wenn der Stecker mit der Steckerbuchse zusammengesteckt wird. Der Seitenrandabschnitt 130-1 und die Anschlagsplatte 150 können sich über einen gleichmäßigen Abstand von der Seitenwand 120 aus erstrecken oder nicht. Der Seitenrandabschnitt 140-1 kann sich seitlich von der Seitenwand 120 aus über einen Abstand erstrecken, der im Wesentlichen kleiner ist als der des Seitenrandabschnittes 130-1 und der Anschlagsplatte 150, wie in den Zeichnungen dargestellt.
Zusammen bilden die Anschlagsplatte 150 und der Seitenrandabschnitt 130-1 einen formschlüssigen Anschlag für die Steckerbuchse 500 während des Zusammensteckens und bieten Abstützung für die Steckerbuchse 500 nach dem Zusammenstecken. Deswegen wird die Belastung der Steckerbuchse 500 auf den Stecker 100 nicht von den Steckerstiften oder Steckerbuchsenstiften getragen, weder während des Zusammensteckens noch danach. Stattdessen wird die Belastung der Steckerbuchse und der gedruckten Leiterplatte oder dem Trägermaterial von dem Steckergehäuse 110 getragen, insbesondere von der Anschlagsplatte 150 und dem Seitenrandabschnitt 130-1. Weiterhin hindert der formschlüssige Anschlag die Steckerstifte und die Steckerbuchsenstifte und/oder die Streben daran, sich am Boden gegen eine andere Struktur zu bewegen. Zusätzlich stützen die Anschlagsplatte 150 und der Seitenrandabschnitt 130-1 die gedruckte Leiterplatte oder das andere Trägermaterial, an welchem die Steckerbuchse 500 befestigt ist, um Wackeln zu verhindern und um die Stabilität beizubehalten.
Selbstverständlich sind ein Randabschnitt 130-1 und eine Anschlagsplatte 150 nicht beide erforderlich. Eine einzelne Anschlagsplatte 150 kann beispielsweise so bemessen sein, dass sie Wackeln verhindert und die gedruckte Leiterplatte und die Steckerbuchse allein abstützt, oder mehrere Anschlagsplatten 150 können zur Verfügung gestellt sein. Als Alternative kann der Seitenrandabschnitt 130-1 allein zum Stabilisieren und Abstützen der Steckerbuchse ausgestaltet sein. Weiterhin ist es vorzuziehen, allerdings nicht notwendig, dass die Seite 111 des Steckergehäuses 110 Vorsprünge einschließt (z. B. Randabschnitt 130-1 und/oder Anschlagsplatte 150) und Einschnitte (z. B. der Zwischenraum zwischen dem Randabschnitt 130-1 und der Anschlagsplatte 150), um den Seiten 111 von zwei Steckergehäusen zu ermöglichen, dass sie zusammenpassen. Wie nachstehend erläutert, ist es nicht notwendig, dass die Vorsprünge fest in die Einschnitte passen, wenn die Seiten von zwei Steckergehäusen zusammengesteckt werden. Die Vorsprünge können mit Spielraum in die Einschnitte passen.
6A, 6B, 7A, und 7B stellen die Öffnungen 118 dar, die in dem Steckergehäuse 110 zum Halten der Steckerstifte 105 ausgestaltet sind. Die Öffnungen 118 sind kreisförmig und in Gruppen angeordnet, beispielsweise in Gruppen zu viert, obwohl eine andere Anzahl verwendet werden kann. Selbstverständlich können die Öffnungen 118 eine andere Gestalt aufweisen, beispielsweise eine rechteckige oder eine quadratische, solange die Steckerstifte 105 sicher innerhalb des Steckergehäuses 110 festgehalten werden. 7A zeigt, dass die Streben 115 entlang ihrer Länge axiale Einkerbungen 115-1 zum Aufnehmen von Steckerstiften 105 einschließen. Die Öffnungen 118 sind in einem ZickzackMuster derart angeordnet, dass die südliche Öffnung 118-1S einer ersten Gruppe neben der nördlichen Öffnung 118-2N einer anderen Gruppe liegt.
7B stellt die Anordnung von Öffnungen 118 in dem Steckergehäuse 110 dar. Wie dargestellt, können die Gruppen von Öffnungen 118 in Reihen derart angeordnet sein, dass jedes Paar von Reihen sechs Reihen von Öffnungen 118 einschließt. In dieser Hinsicht ist die südliche Öffnung 118-1S der ersten Gruppe von der nördlichen Öffnung 118-2N der anderen Gruppe beabstandet. Selbstverständlich sind andere Anordnungen möglich. Die Öffnungen 118 können beispielsweise derart angeordnet sein, dass die südliche Öffnung 118-1S einer ersten Gruppe mit der nördlichen Öffnung 118-2N der anderen Gruppe ausgerichtet ist. Dementsprechend würden die Gruppen von Öffnungen 118 nur fünf Linien oder Reihen von Öffnungen über die Länge des Steckergehäuses 110 definieren. Die Herstellung könnte vereinfacht werden, weil eine automatische Stiftbestückungsmaschine nur fünf Bewegungen über das Steckergehäuse 110 ausführen muss, um die Steckerstifte 105 in die fünf Linien von Öffnungen 118 einzusetzen. Zusätzlich ist für randartige Stecker der Abstand zwischen den fünf Reihen von Öffnungen 118 und dem Trägermaterial verglichen mit einer Anordnung mit sechs Reihen von Öffnungen reduziert. Auf diese Weise kann die vertikale Länge des hinteren Abschnittes reduziert werden.
Wie nachstehend noch ausführlicher erläutert wird, kann ein Halter zum Nachfüllen von Kontaktstiften 105 beim automatischen Einsetzen in die Öffnungen 118 verwendet werden. Die Steckerstifte 105 können in dem Halter in unterschiedlichen Richtungen zum vereinfachten Einsetzen in die entsprechende Öffnung ausgerichtet sein. Die Steckerstifte können beispielsweise in der Reihenfolge N, S, N, S ... und/oder in der Reihenfolge W, O, W, O, ... zum Einsetzen entlang der inneren Linien 2, 3 und 4 ausgerichtet sein. Dementsprechend muss die automatische Bestückungsmaschine die Steckerstifte vor dem Einsetzen nicht ausrichten. Als Alternative kann die Steckerstiftbestückungsmaschine entlang einer Diagonalen verfahren, wobei der Halter mit Steckerstiften beladen ist, beispielsweise in der Reihenfolge W, N, O, S, N, W, S, O, ... Außerdem können mehrere Stifte gleichzeitig eingesetzt werden, beispielsweise jedes Mal eine Gruppe oder jedes Mal ein Teil einer Gruppe (z. B. zwei Kontaktstifte). Das Steckergehäuse kann gedreht werden oder auf andere Weise ausgerichtet werden, um das Einsetzen der Kontaktstifte zu erleichtern. Selbstverständlich kann die automatische Bestückungsmaschine die Kontaktstifte vor dem Bestücken ausrichten.
7C zeigt zwei Gruppen von Steckerstiften 105, so wie sie in den Öffnungen 118 angeordnet sein würden. Eine erste Gruppe schließt Steckerstifte 105-1N, 105-1S, 105-1W, und 105-1O ein und eine zweite Gruppe schließt Steckerstifte 105-2N, 105-2S, 105-2W, und 105-2O ein. Im Zusammenhang mit Steckerstiften wird ein „N" verwendet, um einen Steckerstift 105 zu bezeichnen, dessen Kontaktfläche nach oben gerichtet ist, ein „S" wird verwendet, um einen Steckerstift 105 zu bezeichnen, dessen Kontaktfläche nach unten gerichtet ist, ein „W" wird verwendet, um einen Steckerstift 105 zu bezeichnen, dessen Kontaktfläche nach links gerichtet ist, ein „O" wird verwendet, um einen Steckerstift 105 zu bezeichnen, dessen Kontaktfläche nach rechts gerichtet ist.
7D stellt einen Querschnitt des Steckergehäuses 110 dar. Wie gezeigt, verlaufen die Öffnungen 118 vollständig durch das Steckergehäuse. 7D zeigt außerdem, dass die Höhe der Seitenwand 120 höher sein kann, als die Höhe der Streben 115.
8A, 8B, und 8C stellt das Design von Steckerstiften 105 dar. Der Steckerstift 105 schließt einen Kontaktabschnitt 106 ein, einen Stabilisierungsabschnitt 108 und einen hinteren Abschnitt 109. Der Kontaktabschnitt 106 schließt eine keilförmige Spitze 106-1 und eine Kontaktfläche 106-2 zum Kontaktieren der Steckerbuchsenstifte 505 ein. Vergleiche z. B. 10. Die keilförmige Spitze 106-1 stellt eine schrittweise Führung beim Eingreifen mit dem Steckerstift 105 für den Steckerbuchsenstift 505 zur Verfügung. Ein relativ schmaler (nicht dargestellter) eingekerbter Abschnitt kann zwischen dem Kontaktabschnitt 106 und dem Stabilisierungsabschnitt 108 zur Verfügung gestellt sein. Der Stabilisierungsabschnitt 108 dient dazu, den Steckerstift 105 durch Presspassung in dem Steckergehäuse 110 zurückzuhalten. Der Stabilisierungsabschnitt 108 kann beispielsweise in Bezug auf eine Öffnung 118 derart bemessen sein, dass sich die Ecken des Stabilisierungsabschnittes 108 in das Material des Steckergehäuses 110 eindrücken, welches die Öffnung 118 definiert, um den Steckerstift 105 zurückzuhalten und um Drehung des Steckerstifts 105 in der Öffnung 118 zu vermeiden. Der relativ dicke Stabilisierungsabschnitt 108 isoliert Kräfte und Belastungen, die von dem hinteren Abschnitt 109 auf den Kontaktabschnitt 106 ausgeübt werden, und isoliert Kräfte, die von dem Kontaktabschnitt 106 aus auf den hinteren Abschnitt 109 ausgeübt werden. Die Kräfte oder Belastungen werden von dem Stabilisierungsabschnitt 108 auf das Steckergehäuse 110 übertragen. Der hintere Abschnitt 109 erleichtert den Kontakt mit einem Trägermaterial.
Wie in 8B gezeigt, besteht ein kleiner Winkel α, beispielsweise 1 bis 5°, und vorzugsweise 2 bis 3°, in dem Kontaktabschnitt 106 entlang der Längsachse des Steckerstifts 105. Der Winkel α ist von der Kontaktfläche 106-2 weg und in die Richtung der (nicht dargestellten) Strebe 115 gerichtet. In einer Ausführungsform kann der Winkel α zwei Grad mit einer Toleranz von 30' betragen. Der Steckerstift 105 ist in die Richtung der Strebe 115 abgewinkelt, um eine Abtrennung des Steckerstifts 105 von der Strebe 115 zu verhindern, was manchmal als „Bananenschälen" bezeichnet wird. Selbstverständlich ist der Winkel α bei dem Steckerstift 105 nicht notwendig.
8D stellt eine weitere Ausführungsform eines Steckerstifts 105 dar. Wie in 8D gezeigt, ist der Kontaktabschnitt 106 im Verhältnis zu dem Stabilisierungsabschnitt 108 und dem hinteren Abschnitt 109 axial versetzt. Der versetzte Steckerstift 105 kann eine Steckverbindung mit einer sehr hohen Dichte von Kontakten erzeugen, weil die Steckerstifte 105 eng zusammen an den Streben 115 angeordnet werden können. Um den versetzten Steckerstift 105 an dem Steckergehäuse 100 sicher zu befestigen, kann der hintere Abschnitt 109 von der Vorderseite des Steckergehäuses 100 her in die Öffnungen 118 eingesetzt werden.
9A stellt zwei Reihen von je drei Steckern 100 dar, die an einer gedruckten Leiterplatte 50 angebracht sind. Wie gezeigt sind die Stecker 100 sowohl in der x- als auch der y-Richtung verschachtelt angeordnet, um die Dichte von Kontakten zu erhöhen, die in einem bestimmten Bereich des Trägermaterials zur Verfügung gestellt werden kann. 9B stellt die Verschachtelung in der x-Richtung oder die Ende-an-Ende Verschachtelung dar. Beispielsweise greift die Niederhaltelasche 132 des Steckers 100a mit der Niederhaltelasche 142 des Steckers 100b ein oder geht derart damit zusammen, dass die Reihen von Steckerstiften 105 und Reihen von Steckerstiftgruppen 105 des Steckers 100a mit den Reihen von Steckerstiften 105 und Reihen von Steckerstiftgruppen des Steckers 100b ausgerichtet sind.
Darüber hinaus ist der Stecker 100a außerdem mit dem Stecker 100c verschachtelt angeordnet. Wie ausführlicher in 9C gezeigt, wo Stecker 100b und 100d als Beispiel verwendet werden, ist der Stecker 100b mit dem Stecker 100d in der y-Richtung oder Seite-an-Seite verschachtelt angeordnet. Die Anschlagsplatte 150b des Steckers 100b passt in den Zwischenraum zwischen der Anschlagsplatte 150d und dem Seitenabschnitt 130-1d des Steckers 100d. Die Anschlagsplatte 150b kann fest in den Zwischenraum passen. Wie in 9C gezeigt, kann die Anschlagsplatte 150b mit Spielraum in den Zwischenraum passen. Gleichfalls passt die Anschlagsplatte 150d des Steckers 100d in den Zwischenraum zwischen der Anschlagsplatte 150b und den Seitenabschnitt 130-1b des Steckers 100b. Selbstverständlich kann eine zusätzliche einzelne Reihe oder doppelte Reihe von Steckern 100 auf beiden Seiten der doppelten Reihe von Steckern 100, die in 9A gezeigt werden, positioniert werden.
9D stellt das Lay-out der Steckerkontaktfläche 50-1 der gedruckten Leiterplatte 50 dar. Die Steckerkontaktflächen 50-1 kontaktieren den hinteren Abschnitt 109 der Steckerstifte 105, um die Steckerstifte 105 mit der gedruckten Leiterplatte 50 elektrisch zu verbinden. Leitende (nicht dargestellte) Bahnen verbinden die Steckerkontaktflächen 50-1 mit verschiedenen Schaltkreiskomponenten auf der gedruckten Leiterplatte.
Die Steckerbuchse 500 wird ausführlicher im Zusammenhang mit 10 bis 17 erläutert werden. Wie in 10 gezeigt, ist die Steckerbuchse 500 als Rand- oder rechtwinklige Steckerbuchse ausgeführt und schließt ein Steckerbuchsengehäuse 510 und eine Vielzahl von Steckerbuchsenkontaktstiften 505 ein, die sicher in dem Steckerbuchsengehäuse 510 befestigt sind. Das Steckerbuchsengehäuse 510 ist aus einem Isolierungsmaterial ausgebildet, beispielsweise Polymer oder einem anderen geeigneten, elektrisch isolierenden Material. Ein Flüssigkristallpolymer, wie beispielsweise VECTRA^TM von Hoechst Celanese, kann beispielsweise als das Material für das elektrische Steckerbuchsengehäuse 510 verwendet werden. Selbstverständlich kann das Steckerbuchsengehäuse 510 metallische Abschirmung gegen Geräusch oder andere Interferenzen einschließen. Ein metallischer Streifen oder eine Serie von Streifen können beispielsweise in die Seitenwand 520 eingeformt sein, oder eine Abschirmungshülse oder ein Abschirmungsblech können über das Steckerbuchsengehäuse angepasst sein. Die Abschirmungshülse oder das Abschirmungsblech können vollständig aus Metall ausgestaltet sein, oder sie können Isolierung einschließen.
Das Steckerbuchsengehäuse 510 schließt eine Vorderseite 511, eine Rückseite 512, ein erstes Ende 513, ein zweites Ende 514, eine Oberseite 516 und eine Unterseite 517 ein. Die Anordnung von Steckerbuchsenstiften 505 entspricht der Anordnung von Steckerstiften 105 in dem Stecker 100. Wie in 10 und 11 gezeigt, sind die Steckerbuchsenstifte 505 beispielsweise in mehreren Reihen angeordnet. Die Steckerbuchsenstifte 505 sind in mehreren Reihen und in Gruppen 505-1 angeordnet, die an der Vorderseite 511 mehrere Reihen aufweisen. Jede Gruppe kann vier Steckerbuchsenstifte 505 einschließen. Jede Gruppe 505-1 von Steckerbuchsenstiften 505 nimmt eine entsprechende Gruppe 105-1 von Steckerstiften 105 und deren Strebe 115 auf, wenn die Steckerbuchse 500 und der Stecker 100 zusammengesteckt werden. Andere Anordnungen von Steckerbuchsenstiften 505 entsprechend den vorstehend für die Steckerstifte 105 erwähnten (z. B. eine unterschiedliche Anzahl von Steckerbuchsenstiften pro Gruppe oder eine unterschiedliche Anordnung von Gruppen) sind im Einklang mit der vorliegenden Erfindung möglich.
Wie in 10 gezeigt, kann die Seitenwand 520 an der Vorderseite 511 des Steckerbuchsengehäuses 510 zur Verfügung gestellt werden, um die Steckerbuchsenstifte 505 vor, während des und nach dem Zusammenstecken und im Fall von fehlerhaftem Zusammenstecken zu schützen. Die Seitenwand 520, einschließlich des Endes 513 und des Endes 514, hindern den Stecker 100 beispielsweise daran, die Steckerbuchsenstifte 505 während eines fehlerhaften Zusammensteckens zu beschädigen. Die Seitenwand 520 kann die Steckerbuchsenstifte 505, wie in 10 gezeigt, ununterbrochen umgeben oder sie kann die Steckerbuchsenstifte 505 teilweise umschließen. Die Höhe der Seitenwand 520 ist vorzugsweise höher als die Höhe der Steckerbuchsenstifte 105. Eine Innenfläche der Seitenwand 520 kann mit einem leichten Winkel, beispielsweise einem Grad, ausgebildet sein, um das Entfernen aus einer Form während der Herstellung zu erleichtern.
Die Seitenwand 520 kann Polarisierungs- oder Führungsmerkmale einschließen, die komplementär zu den Polarisierungs- oder Führungsmerkmalen sind, die an dem Steckergehäuse 110 zur Verfügung gestellt sind. Das Ende 521 der Seitenwand 520 definiert beispielsweise einen gerundeten Raum oder Hohlraum 524 und einen pfeilförmigen Raum oder Hohlraum 525, und das Ende 522 der Seitenwand 520 definiert einen gerundeten Raum oder Hohlraum 526 und einen pfeilförmige Raum oder Hohlraum 527. Wie in 10 und anderswo gezeigt, zeigt der pfeilförmige Raum 525 im Allgemeinen in diagonale Richtung auf die Oberseite 516 und das Ende 513 des Steckerbuchsengehäuses 510. Der pfeilförmige Raum 527 zeigt im Allgemeinen in diagonale Richtung auf die Oberseite 516 und das Ende 514 des Steckerbuchsengehäuses 510. Selbstverständlich können die Polarisierungsmerkmale auf die Unterseite 517 gerichtet sein oder als eine andere asymmetrische Anordnung ausgeführt sein, um sicher zu stellen, dass das Zusammenstecken des Steckers 100 und der Steckerbuchse 500 nur in einer einzigen Ausrichtung vorgenommen werden kann.
Die Seitenwand 520 einschließlich der gerundeten Räume 524, 526 und der pfeilförmigen Räume 525, 527 nehmen die Seitenwand 120 des Steckergehäuses 110, seine gerundeten Vorsprünge 124, 126 und seine pfeilförmigen Vorsprünge 125, 127 auf. Die Kombination dieser Merkmale dient dazu, den Stecker und die Steckerbuchse in die richtige Ausrichtung zum Zusammenstecken zu führen, und das Zusammenstecken in einem unpassenden Winkel, mit einem Versatz, oder mit beidem zu verhindern. Die pfeilförmigen Räume 525, 527 versetzen einen Benutzer in die Lage, die richtige Ausrichtung der Steckerbuchse 500 zum Zusammenstecken schnell und einfach zu identifizieren. Selbstverständlich kann eines der Enden 513, 514, oder mehrere, eine andere, leicht zu identifizierende geometrische Gestalt aufweisen, wie z. B. unter anderem einen Kreis, eine Raute, ein Kreuz, einen Stern, ein Quadrat, eine Zahl, oder sie können eine Kombination von geometrischen Gestalten, unterschiedlichen Größen und/oder unterschiedliche Ausrichtungen aufweisen. Als Alternative kann nur ein einziges Polarisierungsmerkmal zur Verfügung gestellt werden.
Wie in 11 gezeigt, schließt das Steckerbuchsengehäuse 510 unter anderem weiterhin eine Niederhaltelasche 532 an dem ersten Ende 513 und eine Niederhaltelasche 542 an dem zweiten Ende 514 ein. Die Niederhaltelaschen 532, 542 dienen zum Anbringen des Steckerbuchsengehäuses 510 an dem Trägermaterial. Die Niederhaltelaschen 532, 542 können beispielsweise jeweils Öffnungen 534, 544 zum Aufnehmen von Schrauben, Nieten oder anderen Befestigungsmitteln einschließen, um das Steckerbuchsengehäuse 510 an einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial sicher zu befestigen. Die Öffnungen 534, 544 können durch Schnappverbinder oder weitere Befestigungseinrichtungen zum Verbinden oder zum Erleichtern der Verbindung des Steckerbuchsengehäuses 510 an einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial ersetzt werden.
Die Niederhaltelasche 532 ist nächst gelegen zu der Vorderseite 511 angeordnet und die Niederhaltelasche 542 ist nächst gelegen zu der Rückseite 512 angeordnet. Somit können die Niederhaltelaschen 532, 542 diagonal oder gestaffelt, oder in Bezug auf das Steckerbuchsengehäuse 510 versetzt angeordnet sein. Noch spezieller, eine Linie, die eine Mitte der Öffnung 534 und eine Mitte der Öffnung 544 verbindet, kreuzt die Längsachse des Steckerbuchsengehäuses 510 und verläuft diagonal zu den Reihen von Steckerbuchsenstiften 505 und zu den Reihen von Steckerbuchsenstiftgruppen. Die diagonal angeordneten Niederhaltelaschen 532, 542 stellen eine Basis zum stabilen, sicheren Befestigen des Steckerbuchsengehäuses 510 auf der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial zur Verfügung, ohne Wackeln oder eine andere Bewegung. Weiterhin können die Niederhaltlaschen 532, 542 des Steckerbuchsengehäuses 510 komplementär sein, um das Verschachteln oder Ineinanderübergehen mit anderen Steckerbuchsengehäusen 510 zu ermöglichen. Selbstverständlich sind Niederhaltelaschen bei einigen Anwendungen nicht erforderlich, z. B. wenn die Steckerbuchse klein ist.
12 und 13 stellen die Rückseite 512 und die Unterseite 517 der Steckerbuchse 500 dar. Die Steckerbuchsenstifte 505 treten an der rückseitigen Fläche 512-1 aus dem Steckerbuchsengehäuse 510 heraus und erstrecken sich danach nach unten, zum Beispiel in einem rechten Winkel, zu dem (nicht dargestellten) Trägermaterial. Die Enden 513, 514 schließen Endstützen 513-2, 514-2 ein, die sich von der rückseitigen Fläche 512-1 aus erstrecken. Wie in 12 gezeigt, erstreckt sich beispielsweise die Niederhaltelasche 542 von einer Endstütze 514-2 aus, trotzdem stellt sie Platz für den Zusammenbau zur Verfügung.
Wie in 13 gezeigt, schließt die Unterseite 517 beispielsweise eine im Allgemeinen flache Oberfläche ein, welche erhöhte Abstandsstücke 535, 545, 561, 562, 563 und 564 aufweist. Die Abstandsstücke halten das Steckerbuchsengehäuse 510 auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte unter einem anderen Trägermaterial im gleichen Abstand, und ermöglichen einen Luftstrom zwischen der Unterseite 517 und der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial.
Die Abstandsstücke 535, 545 erstrecken sich jeweils von den Niederhaltelaschen 532, 542 aus. Die Abstandsstücke 535, 545 können Führungshülsen 536, 546, jeweils an den Öffnungen 534, 544, zum Einsetzen innerhalb von Öffnungen einschließen, die in dem Trägermaterial ausgebildet sind, um das Steckerbuchsengehäuse 510 korrekt zu positionieren. Das Steckerbuchsengehäuse 510 kann weiterhin (nicht dargestellte) Stützen einschließen, die sich zum weiteren Positionieren der Steckerbuchse 510 und zu ihrem Führen in das Trägermaterial hinein von der Unterseite aus erstrecken.
14A stellt das Steckerbuchsengehäuse 510 dar, bevor die Steckerbuchsenstifte 505 eingesetzt sind. 14B stellt die Öffnungen 518 dar, die in dem Steckerbuchsengehäuse 510 zum Halten der Steckerbuchsenstifte 505 ausgestaltet sind. Die Öffnungen 518 sind rechteckig (insbesondere quadratisch) und in Gruppen angeordnet, z. B. in Gruppen zu viert. Selbstverständlich können die Öffnungen 518 eine andere Gestalt aufweisen, beispielsweise eine kreisförmige, solange die Steckerbuchsenstifte 505 sicher innerhalb des Steckerbuchsengehäuses 510 festgehalten werden. In einer Ausführungsform der Erfindung verläuft eine Achse von jeder Öffnung 518 senkrecht zu einer Oberfläche des Steckerbuchsengehäuses 510, durch welches hindurch die Öffnung 518 ausgestaltet ist. 14B stellt fünf parallele Linien oder Reihen 1, 2, 3, 4 und 5 dar, die durch eine Anordnung von Öffnungen 518 definiert sind, im Gegensatz zu den sechs Linien des herkömmlichen Designs. Die Herstellung ist vereinfacht, weil die automatische Stiftbestückungsmaschine nur fünf Durchläufe entlang der Länge des Steckerbuchsengehäuses 510 macht, um jede der Öffnungen zu füllen. Zusätzlich kann die Länge der hinteren Abschnitte der Steckerbuchsenkontakte 505 reduziert werden, weil der Abstand von den Öffnungen 518 zu dem Trägermaterial reduziert ist, wenn fünf Anschlussreihen verwendet werden.
14C zeigt zwei Gruppen von Steckerbuchsenstiften 505, so wie sie in den Öffnungen 518 angeordnet sein würden.
Eine erste Gruppe schließt Steckerbuchsenstifte 505-1N, 505-1S, 505-1W, und 505-1O ein und eine zweite Gruppe schließt Steckerbuchsenstifte 505-2N, 505-2S, 505-2W, und 505-2O ein. Im Zusammenhang mit den Steckerbuchsenstiften wird ein „N" verwendet, um einen Steckerbuchsenstift 505 zu bezeichnen, dessen Kontaktoberfläche nach unten gerichtet ist, ein „S" wird verwendet, um einen Steckerbuchsenstift 505 zu bezeichnen, dessen Kontaktoberfläche nach oben gerichtet ist, ein „W" wird verwendet, um einen Steckerbuchsenstift 505 zu bezeichnen, dessen Kontaktoberfläche nach rechts gerichtet ist, ein „O" wird verwendet, um einen Steckerbuchsenstift 505 zu bezeichnen, dessen Kontaktoberfläche nach links gerichtet ist. Wie in 14C gezeigt, überlappt die erste Gruppe von Steckerbuchsenstiften die zweite Gruppe von Steckerbuchsenstiften. Insbesondere der Steckerbuchsenstift 505-1W der ersten Gruppe ist links des Steckerbuchsenstifts 505-2E angeordnet.
14C zeigt, dass die hinteren Abschnitte 509 der Steckerbuchsenstifte axial mit dem Stabilisierungsabschnitt 508 der Steckerbuchsenstifte ausgerichtet sind. 14D und 14E stellen eine zweite Ausführungsform der Steckerbuchsenstifte 505 dar, wobei die hinteren Abschnitte 509 der Steckerbuchsenstifte 505 im Verhältnis zu einem Stabilisierungsabschnitt 508 der Steckerbuchsenstifte 505 axial versetzt sind. Demzufolge sind die hinteren Abschnitte des Steckerbuchsenkontaktstifts 505-2N und des hinteren Abschnittes des Steckerbuchsenkontaktstifts 505-2S seitlich gegeneinander versetzt, wie beispielsweise in 14D gezeigt, im Gegensatz zu der Anordnung in 14C, welche zeigt, dass die hinteren Abschnitte von Steckerbuchsenkontaktstiften 505-2N und 505-2S ausgerichtet sind.
14E stellt eine Endansicht der Gruppen von Steckerbuchsenkontaktstiften 505 dar, die in 14D gezeigt sind. Wie gezeigt, erstreckt sich die Achse des hinteren Abschnittes 509 der Steckerbuchsenkontaktstifte 505 nicht von der Mitte des Stabilisierungsabschnittes 508 der Steckerbuchsenkontaktstifte 505 aus, sondern ist von der Mitte aus versetzt. Demzufolge sind beispielsweise die hinteren Abschnitte 509 der Steckerbuchsenkontaktstifte 505-1N und 505-1S seitlich versetzt. Selbstverständlich kann die Achse des hinteren Abschnittes 509 der Steckerbuchsenstifte in die Richtung irgendeiner der Seiten oder Ecken des Stabilisierungsabschnittes versetzt sein.
14F stellt einen Querschnitt des Steckerbuchsengehäuses 510 dar. Wie gezeigt, verlaufen die Öffnungen 518 durch das Steckerbuchsengehäuse 510 hindurch. Die Steckerbuchsenkontaktstifte 505 können in die Öffnungen 518 des Steckerbuchsengehäuses Reihe für Reihe, entweder angefangen bei der oberen Reihe oder bei der unteren Reihe, eingesetzt werden.
15A, 15B, und 15C stellen eine Beispiel eines Steckerbuchsenstifts 505 dar. Der Steckerbuchsenstift 505 schließt einen Kontaktabschnitt 506 ein, einen Stabilisierungsabschnitt 508 und einen hinteren Abschnitt 509. Der Stabilisierungsabschnitt 508 wird sicher durch das Steckerbuchsengehäuse 510 gehalten, beispielsweise durch Presspassung zwischen dem Stabilisierungsabschnitt 508 und dem Steckerbuchsengehäuse 510. Der Stabilisierungsabschnitt 508 kann im Verhältnis zu einer Öffnung 518 beispielsweise derart bemessen sein, dass sich die Ecken des Stabilisierungsabschnittes 508 in die Seiten der Öffnung 518 eindrücken, um den Steckerbuchsenstift 505 festzuhalten und um eine Derhung oder ein Herausdrücken zu vermeiden. Als Alternative kann der Stabilisierungsabschnitt 508 im Verhältnis zu einer Öffnung 518 beispielsweise derart bemessen sein, dass die Seiten des Stabilisierungsabschnittes 508 fest oder mit Reibung in die Seiten der Öffnung eingreifen, um den Steckerbuchsenstift 505 festzuhalten und um eine Drehung zu vermeiden. Der Kontaktabschnitt 506 erstreckt sich von dem Stabilisierungsabschnitt 508 aus in Richtung der Vorderseite 511 des Steckerbuchsengehäuses 510 und der hintere Abschnitt 509 erstreckt sich von dem Stabilisierungsabschnitt 508 aus zu der Rückseite 512.
Der Kontaktabschnitt 506 ist ausgestaltet, um mit dem Kontaktabschnitt 106 eines Steckerstifts 105 einzugreifen, um zwischen ihnen eine elektrische Verbindung zu erstellen. Der Kontaktabschnitt 506 schließt eine Spitze 506-1 und eine flexible Fahne 508-2 ein, die linear oder gerade ist. Die Spitze 506-1 stellt eine schrittweise Führung zur Verfügung, um das Einsetzen und den Kontakt zwischen dem Steckerbuchsenstift 505 und seinem entsprechenden Steckerstift zu erleichtern.
Die flexible Fahne 506-2 ist an einem Ende des Stabilisierungsabschnittes 508 an einer ersten Seite davon 508-1 angekoppelt und ist zu einer zweiten Seite 508-2 des Stabilisierungsabschnittes 508 abgewinkelt. Wie in 15A gezeigt, verbleibt der nicht gebogene Kontaktabschnitt 506 beispielsweise im Wesentlichen innerhalb eines Mantels 508-3, der durch eine Projektion des äußeren Umfangs des Stabilisierungsabschnittes 508 definiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite des Stabilisierungsabschnittes 508 beispielsweise 0,022 Zoll (0,56 mm) orthogonal zu der Längsachse des Stabilisierungsabschnittes 508, zwischen der ersten Seite 508-1 und der zweiten Seite 508-2. Die abgewinkelte flexible Fahne 506-2 überbrückt eine Breite von 0,026 Zoll (0,66 mm) in dieselbe Richtung. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann sich die Spannweite der flexiblen Fahne 506-2 von der Breite des Stabilisierungsabschnittes 508 um ungefähr 0,010 Zoll (0,254 mm) unterscheiden, und immer noch ein leichtes Einsetzen ermöglichen. Allerdings ist es vorzuziehen, dass der Breitenunterschied 0,005 Zoll (0,127 mm) nicht übersteigt. Die flexible Fahne 506-2 und der Stabilisierungsabschnitt 508 überbrücken jeder eine Breite von 0,022 Zoll (0,56 mm) entlang der ersten und zweiten Seite 508-1, 508-2 in einer orthogonalen Richtung zu der Längsachse des Stabilisierungsabschnittes 508. Selbstverständlich kann die abgewinkelte Steckerbuchsenfahne 506-2 in irgendeine Richtung einen maximalen Abstand überbrücken, der gleich der Breite des Stabilisierungsabschnittes 508 ist oder weniger.
Der Steckerbuchsenstift 505 kann in eine Öffnung 518 des Steckerbuchsengehäuses 510 eingesetzt werden, indem die Achse des Stabilisierungsabschnittes 508 mit einer Achse einer Öffnung 518 ausgerichtet wird, und indem der Kontaktabschnitt 506 gerade durch die Öffnung 518 hindurch gedrückt wird. Es bedarf keiner aufwendigen Bewegung, um den Kontaktabschnitt 506 durch die Öffnung 518 hindurch einzusetzen.
Die flexible Fahne 506-2 ist in der Lage, zu der Seite 508-1 des Stabilisierungsabschnittes 508 nachzugeben, wenn sie mit dem Steckerstift 105 eingreift. Die Flexibilität der flexiblen Fahne 506-2, und somit die normale Kraft des Kontakts mit dem Steckerkontaktabschnitt, kann angepasst werden, beispielsweise indem die flexible Fahne 506-2 dicker oder dünner ausgestaltet wird, und/oder indem ein Material ausgewählt wird, das eine für den Steckerbuchsenstift 505 geeignete Flexibilität aufweist. Die flexible Fahne 506-2 kann beispielsweise derart nachgeben, dass sie sich mit der Seite 508-1 des Stabilisierungsabschnittes 508 ausrichtet. Der flexible Streifen 506-2 ist vorzugsweise, allerdings nicht notwendigerweise, dünner als der Kontaktabschnitt des Steckerstifts. Dadurch wird der Steckerbuchsenstift mehr nachgeben als der Steckerstift.
Der hintere Abschnitt 509 schließt ein horizontal verlaufendes Teilstück 509-1 ein, das sich von dem Stabilisierungsabschnitt 508 erstreckt, ein Kniestück 509-2, und ein vertikal verlaufendes Teilstück 509-3. Bei vertikal anzubringenden Steckerbuchsen erfordern die Steckerbuchsenstifte 505 selbstverständlich kein Kniestück 509-2 und kein vertikal verlaufendes Teilstück 509-3. Wie in 15B und 15C gezeigt, ist der Umfang des horizontal verlaufenden Teilstücks 509-1 von dem Umfang des Stabilisierungsabschnittes 508 in senkrechte Richtungen zu der Längsachse des Stabilisierungsabschnittes 508 versetzt. Das horizontal verlaufende Teilstück 509-1 weist genauer gesagt eine erste Seite 509-1a, eine zweite Seite 509-1b, eine dritte Seite 509-1c und eine vierte Seite 509-1d auf. Wie in 15B gezeigt, liegen die erste Seite 509-1a und die zweite Seite 509-1b nicht in derselben Ebene wie die entsprechende Ober- und Unterseite des Stabilisierungsabschnittes 508. Auf ähnliche Weise, wie in 15C gezeigt, liegen die dritte Seite 509-1c und die vierte Seite 509-1d nicht in derselben Ebene wie die entsprechenden Seiten des Stabilisierungsabschnittes 508.
Das vertikal verlaufende Teilstück 509-3 ist für den Kontakt mit einem Trägermaterial, wie z. B. einer gedruckten Leiterplatte angepasst. Das horizontal verlaufende Teilstück 509-1 ist in der Lage nachzugeben, um Variationen der Oberfläche eines Trägermaterials aufzunehmen, an dem die Steckerbuchse 500 angebracht ist. Die Länge des horizontal verlaufenden Teilstücks 509-1 und die Länge des vertikal verlaufenden Teilstücks 509-3 können in Abhängigkeit von der Position des Steckerbuchsenstifts 505 in dem Steckerbuchsengehäuse 505 und dem Design der auf dem Trägermaterial angeordneten Kontaktfläche unterschiedlich sein. Das vertikal verlaufende Teilstück 509-3 eines „N"-artigen Steckerbuchsenstifts kann beispielsweise länger sein als das vertikal verlaufende Teilstück 509-3 eines „S"-artigen Steckerbuchsenstifts. Zusätzlich sollte das vertikal verlaufende Teilstück 509-3 eines Steckerbuchsenstifts in einer oberen Reihe länger sein als das vertikal verlaufende Teilstück 509-3 eines entsprechenden Steckerbuchsenstifts in einer unteren Reihe.
Der in 15A gezeigte Steckerbuchsenstift 505 ist ein Steckerbuchsenstift des Typs „S". Selbstverständlich kann das vertikal verlaufende Teilstück 509-1 des hinteren Abschnittes 509 in andere Richtungen ausgerichtet sein, um Stifte des Typs „N", „W", und „O" auszugestalten. Zusätzliche weist der in 15A gezeigte hintere Abschnitt 509 beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf und insbesondere einen quadratischen Querschnitt. Der hintere Abschnitt kann allerdings einen kreisförmigen oder einen anders gerundeten Querschnitt aufweisen.
Da der Kontaktabschnitt 506 und der hintere Abschnitt 509 schmaler als der Stabilisierungsabschnitt 508 sind, werden sie als Reaktion auf ausgeübte Kraft nachgeben. Der Stabilisierungsabschnitt 508 isoliert die auf den Kontaktabschnitt 506 ausgeübten Belastungen, um den hinteren Abschnitt 509 nicht zu beeinträchtigen, und isoliert die auf den hinteren Abschnitt 509 ausgeübten Belastungen, um den Kontaktabschnitt 506 nicht zu beeinträchtigen.
Wie nachstehend noch ausführlicher erläutert, können die Steckerbuchsenstifte 505 in einem Halter angebracht werden, der zum Zuführen von Steckerbuchsenstiften 505 bei automatischem Einsetzen in Öffnungen 518 verwendet wird, auf eine analoge Weise zu derjenigen, die vorstehend in Verbindung mit den Steckerstiften erläutert wurde.
15D stellt eine weitere Ausführungsform eines Steckerbuchsenkontaktstifts 505 dar. Der Kontaktabschnitt 506 und der Stabilisierungsabschnitt 508 sind identisch zu denen der ersten Ausführungsform des Steckerbuchsenkontaktstifts 505, die in 15A bis 15C gezeigt werden. In 15D verzweigt sich der hintere Abschnitt 509a zu zwei Anschlussstiften 509a-1 und 509a-2. Die inneren Ränder der Anschlussstifte 509a-1 und 509a-2 weisen eine scharfe Oberfläche auf, um in die Isolierung, die einen einzelnen Draht umgibt, hinein zu schneiden. Auf diese Weise ist der hintere Abschnitt 509a für direkte Verbindung mit einem individuellen Draht angepasst.
16A und 16B stellen ein modulares Design zum Herstellen eines Steckerbuchsengehäuses mit einer unterschiedlichen Anzahl von Steckerbuchsenstiften 505 dar. Wie in 16A gezeigt, verbinden sich Endstücke 571, 572 mit gegenüberliegenden Enden eines Mittelteiles 570a, um ein Steckerbuchsengehäuse 510 zum Tragen einer gegebenen Anzahl von Steckerbuchsenstiften 505 auszubilden. Als Alternative zeigt 16B, dass die Endstücke 571, 572 mit dem Mittelteil 570b verbunden werden können, um ein Steckerbuchsengehäuse 510 auszubilden. Das Mittelteil 570a ist kürzer als das Mittelteil 570b und trägt weniger Steckerbuchsenstifte 505. Auf der Grundlage der Steckerbuchsenlänge und auf der Grundlage der Dichte der Steckerbuchsenstifte 505 können unterschiedliche Mittelteile ausgewählt werden. Die Endstücke 571, 572 können klebbar mit dem Mittelteil 570 verbunden werden oder können mit dem Mittelteil 570 in einer modularen Form geformt werden. Aus 16A und 16B ist offensichtlich, dass die Endteile 571 und 572 miteinander verbunden werden können, um ein Steckerbuchsengehäuse auszubilden, das eine minimale Länge und eine minimale Anzahl von Kontakten aufweist.
Die in 16A und 16B gezeigte modulare Steckerbuchse kann durch Formen der Endstücke 571, 572 als ein einteiliges Steckerbuchsengehäuse hergestellt werden. Das einteilige Steckerbuchsengehäuse kann danach halbiert werden, um die Endstücke 571 und 572 auszugestalten. Ein getrennt geformtes Mittelstück 570 kann danach mit den Endstücken 571, 572 verbunden werden. Selbstverständlich kann das Steckergehäuse 510 in einem modularen Design geformt werden, das dem vorstehend erläuterten ähnlich ist.
16C stellt eine zweite Ausführungsform des Steckerbuchsengehäuses in einem modularen Design dar. Im Gegensatz zu der in 16A und 16B gezeigten Ausführungsform weisen die in 16C gezeigten Endstücke 571, 572 abgewinkelte Seiten zum Verbinden mit dem Mittelstück 570 auf. Das Mittelstück 570 weist abgewinkelte Seiten auf, die zu den abgewinkelten Seiten der Endstücke 571, 572 komplementär sind. Wegen der abgewinkelten Seiten können die Endstücke 571, 572 nicht miteinander verbunden werden, um ein Steckerbuchsengehäuse auszugestalten. Selbstverständlich können die abgewinkelten Seiten der Endstücke 571, 572 komplementär sein, um die Verbindung miteinander zu ermöglichen.
17A und 17B stellen Steckerbuchsen 500 dar, die auf gegenüberliegenden Seiten einer gedruckten Leiterplatte 52 angebracht sind. Wie gezeigt, sind die Steckerbuchsen 100 verschachtelt oder in der x-Richtung ineinander übergehend angeordnet, so dass mehr Verbindungen auf einer gegebenen Länge des Trägermaterialrands zur Verfügung gestellt werden können. Als Beispiel ist die Niederhaltelasche 532 der Steckerbuchse 500a mit der Niederhaltelasche 542 der Steckerbuchse 500b verschachtelt oder ineinander übergehend angeordnet, so dass die Reihen von Steckerbuchsenstiften oder Reihen von Steckerbuchsenstiftgruppen von beiden Steckerbuchsen ausgerichtet sind. Die Steckerbuchse 500c kann auf der gegenüberliegenden Seite der gedruckten Leiterplatte 52 der Steckerbuchse 500a angebracht sein, so dass die Reihen von Steckerbuchsenstiften oder Reihen von Steckerbuchsenstiftgruppen von beiden Steckerbuchsen ausgerichtet sind.
Darüber hinaus können die Öffnungen 534, 544 der Steckerbuchsen ausgerichtet sein, so dass eine einzige Befestigung verwendet werden kann, um mehrere Steckerbuchsen auf der gedruckten Leiterplatte 52 oder einem anderen Trägermaterial sicher zu befestigen. Die Öffnung 534 der Steckerbuchse 500b kann beispielsweise mit den Öffnungen 544 der Steckerbuchse 500c ausgerichtet sein, so dass eine einzige Befestigung (z. B. ein Bolzen und eine Mutter) verwendet werden kann, um die entsprechenden Niederhaltelaschen der Steckerbuchse 500b und der Steckerbuchse 500c an der gedruckten Leiterplatte 52 zu befestigen.
17C stellt das Lay-out der Steckerbuchsenkontaktfläche 52-1 der gedruckten Leiterplatte 52 dar. Die Steckerbuchsenkontaktflächen 52-1 kontaktieren den hinteren Abschnitt 509 der Steckerbuchsenstifte 505, um die Steckerbuchsenstifte 505 mit der gedruckten Leiterplatte 52 elektrisch zu verbinden. Leitende (nicht dargestellte) Bahnen verbinden die Steckerbuchsenkontaktflächen 52-1 mit elektrischen Komponenten auf der gedruckten Leiterplatte 52.
18, 19, 20, und 21 stellen die zusammengesteckte Verbindung der Stecker 100a, 100c mit den Steckerbuchsen 500a, 500c dar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die gedruckte Leiterplatte 50, an welcher die Stecker 100a, 100c befestigt sind, weggelassen worden. Wie in 19 gezeigt, stößt die gedruckte Leiterplatte 52 jeweils an Anschlagsglieder 150a, 150c der Stecker 100a, 100c an, die einen formschlüssigen Anschlag gegen weiteres Eindrücken zur Verfügung zu stellen, und um die gedruckte Leiterplatte 52 gegen Wackeln zu stabilisieren.
22 und 23 zeigen eine alternative Ausführungsform der Steckerbuchse 500, die zum vertikalen Anbringen auf der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte angepasst ist.
23 stellt beispielsweise dar, dass der hintere Abschnitt 509 der Steckerbuchsenstifte 505 kein Knieteilstück oder kein vertikal verlaufendes Teilstück einschließt. In dieser Hinsicht ist der hintere Abschnitt 509 der Steckerbuchsenstifte 505 ähnlich dem hinteren Abschnitt 109 der Steckerstifte 105. Wie in 23 gezeigt, sind die Niederhaltelaschen 532, 542 beispielsweise um 90° zu der Stellung gedreht, die in der am Rand angebrachten Ausführungsform gezeigt ist. Zur Vereinfachung sind die Abstandsstücke und Führungshülsen weggelassen worden. 24A, 24B und 25 stellen einen vertikal angebrachten Stecker 100 zur Verbindung mit einer vertikal angebrachten Steckerbuchse 500 dar.
Selbstverständlich können die Niederhaltelaschen 132, 142 und die Steckerstifte 100 verändert werden, um Anbringung am Rand zu ermöglichen, ähnlich wie beispielsweise vorstehend für die Steckerbuchse und Steckerbuchsenstifte erläutert. Weiterhin kann das vertikal angebrachte Steckerbuchsengehäuse 500 eine Anschlagsplatte 150 und/oder eine Seitenrandabschnitt 130-1 einschließen, wie vorstehend in Verbindung mit dem vertikal angebrachten Steckergehäuse 100 beschrieben. Eine solche Anschlagsplatte 150 und/oder Seitenrandabschnitt 130-1 kann verwendet werden, um die Verbindung des am Rand angebrachten Steckergehäuses zu unterstützen.
26 stellt eine weitere Ausführungsform des Steckergehäuses 110 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Im Allgemeinen ist das in 26 gezeigte Steckergehäuse 110 dem in 4 bis 8 gezeigten Steckergehäuse ähnlich. Es kann beispielsweise Abstandsstücke und/oder Führungsstützen einschließen. Das Steckergehäuse 110 schließt allerdings eine Seitenwand 120 ein, die ähnlich der Seitenwand 520 ist, die vorstehend in Verbindung mit 10 bis 14 gezeigt wird. Insbesondere definiert ein Ende 121 der Seitenwand 120 einen gerundeten Raum oder Hohlraum 124 und einen pfeilförmigen Raum oder Hohlraum 125, und das Ende 122 der Seitenwand 120 definiert einen gerundeten Raum oder Hohlraum 126 und einen pfeilförmigen Raum oder Hohlraum 127. Selbstverständlich können, wie vorstehend beschrieben, die Polarisierungs-/Führungsmerkmale in andere Richtungen zeigen und/oder als eine andere asymmetrische Anordnung ausgeführt sein, um sicherzustellen, dass das Zusammenstecken des Steckers 100 und der Steckerbuchse 500 nur in einer einzigen Ausrichtung geschieht. Zusätzlich kann die Seitenwand 120 eine metallische Abschirmung umfassen, die in Polymermaterial eingebettet ist.
27A, 27B, und 27C stellen eine weitere Ausführungsform des Steckerbuchsengehäuses 510 dar, das eine Grundplatte 590 aufweist und einen entfernbaren Polarisierungsaufsatz 580, der auf einer Oberseite 516 der Grundplatte 590 ausgebildet ist. Der Polarisierungsaufsatz 580 schließt Öffnungen 581 zum Aufnehmen von Steckerstreben 115 ein. Wie am besten in 27C gezeigt, kann der Polarisierungsaufsatz 580 einen Hohlraum 582 einschließen, in welchem die Steckerbuchsenstifte 505 angeordnet sind. Der Polarisierungsaufsatz 580 schließt einen gerundeten Vorsprung 584 und einen pfeilförmigen Vorsprung 585 an einem Ende 513 ein und einen gerundeten Vorsprung 586 und einen pfeilförmigen Vorsprung 587 an einem gegenüberliegenden Ende 514. Selbstverständlich können eine Vielzahl von anderen Polarisierungsmerkmalen und Anordnungen anstatt der in 27A und 27B gezeigten Polarisierungsmerkmale oder, wie vorstehend erläutert, zusätzlich zu ihnen, zur Verfügung gestellt werden.
Die Höhe des Polarisierungsaufsatzes 580 kann gewählt werden, um einen formschlüssigen Anschlag zwischen dem Steckergehäuse 110 und dem Steckerbuchsengehäuse 510 zur Verfügung zu stellen. Als Alternative kann eine oder mehrere Anschlagsplatten auf dieselbe Weise zur Verfügung gestellt werden, wie in Verbindung mit 3 bis 8 beschrieben. Der Polarisierungsaufsatz kann aus Polymermaterial, z. B. aus demselben Material wie das Steckerbuchsengehäuse, ausgestaltet sein, und kann eine darin eingebettete metallische Abschirmung einschließen. Der Polarisierungsaufsatz 580 oder Teile davon können vollständig aus Metall ausgestaltet sein.
27B zeigt, dass die Grundplatte 590 Öffnungen 518 zum Festhalten von Steckerbuchsenkontaktstiften 505 einschließt. Die Grundplatte 590 kann außerdem Führungsöffnungen 598a, 598b, und Aufnahmeschlitze 599a, 599b, und 599c einschließen. Die Führungsöffnungen 598a, 598b sind ausgestaltet, um jeweils die Führungsstützen 588a, 588b des Polarisierungsaufsatzes 580 aufzunehmen. Die Aufnahmeschlitze 599a, 599b, und 599c nehmen jeweils Klipse 589a, 589b, und 589c auf, um den Polarisierungsaufsatz 580 an der Grundplatte 590 zu halten. Die Führungsöffnungen und Führungsstützen sind optional und andere Mittel, wie zum Beispiel Schrauben, Nieten, Klebstoffe, und/oder andere Schnappverbinder, können verwendet werden, um den Polarisierungsaufsatz 580 an der Grundplatte 590 zu halten.
28A stellt die zusammengesteckte Verbindung des in 26 gezeigten Steckergehäuses 110 mit dem Steckerbuchsengehäuse 510 dar, das den in 27C gezeigten abnehmbaren Polarisierungsaufsatz 580 aufweist. Die Seitenwand 120 des Steckergehäuses 110, einschließlich der gerundeten Räume 124, 126 und der pfeilförmigen Räume 125, 127 nehmen den Polarisierungsaufsatz 580 des Steckerbuchsengehäuses 510, einschließlich seiner gerundeten Vorsprünge 584, 586 und seiner pfeilförmigen Vorsprünge 585, 587 auf. Die Kombination dieser Merkmale dient dazu, den Stecker und die Steckerbuchse in die richtige Ausrichtung zum Zusammenstecken zu führen, und das Zusammenstecken in einem unpassenden Winkel, mit einem Versatz, oder mit beidem zu verhindern.
28B stellt die zusammengesteckte Verbindung zwischen dem in 26 gezeigten Steckergehäuse 110 und einer weiteren Ausführungsform eines Steckerbuchsengehäuses 510 dar, das einen abnehmbaren Polarisierungsaufsatz 580a aufweist. In diesem Fall schließt der Polarisierungsaufsatz 580a nur gerundete Vorsprünge 584, 586 ein. 28B stellt zwei wichtige Konzepte dar. Zuerst stellt 28B dar, dass unterschiedliche Polarisierungsaufsätze auf der Grundplatte austauschbar sein können, beispielsweise abhängig von dem Verwendungszweck der Steckverbindung. Als zweites kann der in 28B gezeigte Polarisierungsaufsatz 580a mit einem Steckergehäuse 110 zusammengesteckt werden, das eine Seitenwand 120 aufweist, die sowohl gerundete Räume 124, 126 als auch pfeilförmige Räume 125, 127 definiert, wie in 26 gezeigt. Als Alternative kann der Polarisierungsaufsatz 580a mit einem Stecker zusammengesteckt werden, der nur gerundete Räume 124, 126 definiert. Der in 28A gezeigte Polarisierungsaufsatz 580a kann nur mit einem Steckergehäuse 110 zusammengesteckt werden, das eine Seitenwand 120 mit sowohl gerundeten Räumen 124, 126 als auch mit pfeilförmigen Räumen 125, 127 aufweist, wie in 28 gezeigt. Durch Definieren unterschiedlicher Polarisierungsanordnungen und verschiedener Untergruppen davon können somit Hierarchien von zusammenpassenden Steckverbindungskombinationen definiert werden. Beispielsweise können verschiedene Untergruppen unterschiedliche Funktionsattribute definieren. Selbstverständlich können die Polarisierungsmerkmale des Polarisierungsaufsatzes 580a, der in 28B dargestellt ist, einzigartig ausgestaltet werden, so dass der Polarisierungsaufsatz 580a nur mit einem Steckerbuchsengehäuse einer einzigen Polarisierungsart gekoppelt werden kann.
Für den Fachmann wird offensichtlich sein, dass unterschiedliche Modifikationen und Veränderungen an dem Stecker und der Steckerbuchse ausgeführt werden können. Beispielsweise können das Steckergehäuse 110 und das Steckerbuchsengehäuse 510 Steckverbinder für Strom und/oder Erde als eine Alternative oder zusätzlich zu den Polarisierungsmerkmalen einschließen. In dieser Hinsicht können Hierarchien von zusammenpassenden Steckverbindungen derart definiert werden, dass eine 5 V Stromverbindung durch ein einzelnes Polarisierungsmerkmal (z. B. einen pfeilförmigen Hohlraum an einem ersten Ende des Steckverbindungsgehäuses) erstellt wird und eine 3,3 V Stromverbindung durch ein weiteres Polarisierungsmerkmal (z. B. einen pfeilförmigen Hohlraum an einem zweiten Ende des Steckverbindungsgehäuses) erstellt wird. Dementsprechend würde das Steckverbindungsgehäuse Anwendungen unterstützen, die 5 V Strombedarf, 3,3 V Strombedarf aufweisen, und sowohl 5 V als auch 3,3 V Strombedarf aufweisen. Darüber hinaus kann die Seitenwand 120, welche die Polarisierungsmerkmale enthält, des Steckergehäuses 110, das in 3 bis 8 und in 26 gezeigt ist, auf dieselbe Weise abnehmbar sein, wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Polarisierungsaufsatz 580 des Steckerbuchsengehäuses 510 beschrieben.
29A bis 29F stellt ein Verfahren zum Herstellen der Steckerbuchsenstifte 505 dar. Wie in 29A gezeigt, beginnt der Herstellungsprozess mit einem Profildraht 800. Der Profildraht kann eine bestimmte Drahtlänge aufweisen, oder er kann Teil einer längeren, kontinuierlichen Drahtlänge sein, entlang welcher in Intervallen Steckerbuchsenstifte gefertigt werden. Der Draht 800 kann einen quadratischen Querschnitt mit Seiten von 0,022 Zoll (0,5588 mm) aufweisen. Selbstverständlich kann die Herstellung unter Verwendung eines Drahtes unterschiedlicher Dicke und/oder Querschnitts ausgeführt werden. 29B zeigt, dass der Draht 800 geschnitten wird, um beispielsweise eine erste Seite 509-1a und eine zweite Seite 509-1b des hinteren Abschnittes 509 zu bilden. Der Draht kann unter Verwendung eines beim Stand der Technik bekannten herkömmlichen Schneidewerkzeugs geschnitten werden. 29C zeigt, dass der Draht 800 wieder in einer Richtung senkrecht zu dem ersten Schnitt geschnitten wird, um die dritte Seite 509-1c und die vierte Seite 509-1d des hinteren Abschnittes 509 auszubilden. Als nächstes wird der Draht 800 ein drittes Mal geschnitten, um eine Zwischenstufe 506a des Kontaktabschnittes 506, wie in 29D gezeigt, auszubilden. 29E zeigt, dass die Spitze 506-1 und die flexible Fahne 506-2 ausgebildet werden. Die Spitze 506-1 und die flexible Fahne 506-2 können mit einem Stempel, einem Amboss oder einem anderen Formwerkzeug ausgebildet werden. Abschließend wird der hintere Abschnitt 509 gebogen und auf Länge geschnitten, um den fertigen Steckerbuchsenstift 505, wie in 29F gezeigt, auszubilden. Die Richtung der Krümmung im Verhältnis zu dem Kontaktabschnitt, die Anordnung der Krümmung, und die Länge des hinteren Abschnitt bestimmen die Stellung des Steckerbuchsenstifts in dem Steckerbuchsengehäuse. Selbstverständlich kann ein Steckerstiftadapter für Anbringung am Rand auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben hergestellt werden. Die Kontaktstifte können entweder vor oder nach dem Biegen plattiert werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervor gehen sollte, wird der Steckerbuchsenstift ohne Stanzen ausgebildet. Weiterhin entspricht die Achse des Steckerbuchsenstifts der Achse des Drahts, aus welchem der Steckerbuchsenstift ausgebildet ist. Dementsprechend wird der Steckerbuchsenstift seine Flexibilität und Nachgiebigkeit beibehalten.
Nachdem der Steckerbuchsenstift und der Steckerstift ausgebildet sind, können die Kontaktstifte in einem Halter angebracht werden. 30 zeigt Steckerbuchsenkontaktstifte 505, die in einem Halter 1000 angebracht sind. Der Halter 1000 ist aus einem Metallband ausgebildet, wie zum Beispiel Messing, das eingeschnitten und gebogen ist, um Griffe 1010 an seinen Seiten auszubilden. Die Kontaktstifte 505 werden in Griffen 1010 gehalten. Der Halter 100 wird danach einer automatischen Stiftbestückungsmaschine zugeführt. Wie in 30 gezeigt und vorstehend erläutert, können die Kontaktstifte in den Griffen 1010 unterschiedlich ausgerichtet gehalten werden, um das Einsetzen in das Steckverbindungsgehäuse zu erleichtern. Der Halter erleichtert weiterhin das Plattieren der Steckerstifte. Dementsprechend müssen die Steckerstifte nicht durch die automatische Stiftbestückungsmaschine vor dem Einsetzen gedreht werden.
31 stellt eine weitere Ausführungsform eines Steckers 100 dar, der eine Vielzahl von Strom-/Erdanschlüssen 605 einschließt, die in dem Steckergehäuse 110 gehalten werden. Wie gezeigt, sind die Anschlüsse 605 auf einer äußeren Seitenoberfläche der Seitenwand 120 angeordnet. Die Anschlüsse 605 können sich durch die Rückseite des Steckergehäuses 110 hindurch zum Verbinden an einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial erstrecken. In dieser Hinsicht können einzelne der Anschlüsse 605 durch Oberflächenmontage oder durch Öffnungen mit einer Erdleitung oder einer Stromversorgungsleitung auf einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial verbunden sein. Einige der Anschlüsse 605 können mit Erdleitungen und andere können mit Stromleitungen oder alternativ können alle der Anschlüsse mit Erdleitungen oder Stromleitungen verbunden werden. Die Anschlüsse 605 können größer als die Steckerstifte 105 sein, wie gezeigt, um eine größere Strombelastbarkeit zu unterstützen.
32 stellt eine weitere Ausführungsform einer Steckerbuchse 500 dar, die eine Vielzahl von Strom-/Erdanschlüssen 705 einschließt, die in dem Steckerbuchsengehäuse 510 gehalten werden. Die Anschlüsse 705 sind auf einer inneren Seitenoberfläche der Seitenwand 520 angeordnet, um das Zusammenstecken mit entsprechenden Strom-/Erdanschlüssen 605 zu erleichtern, die in dem Steckergehäuse 110 gehalten werden. Die Anschlüsse 705 können sich durch die Rückseite oder die Unterseite des Steckerbuchsengehäuses 510 erstrecken, um die Verbindung mit einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial zu ermöglichen. Ähnlich wie die Strom-/Erdanschlüsse 605 können einzelne der Anschlüsse 705 durch Oberflächenmontage oder durch Öffnungen mit einer Erdleitung oder einer Stromversorgungsleitung auf einer gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial verbunden sein. Die Anschlüsse 705 können breiter als die Steckerbuchsenstifte 505 sein, wie gezeigt, um eine größere Strombelastbarkeit zu unterstützen. Stromverteilungs- und/oder Erdleitungsverbindungen über die Länge des Steckergehäuses 110 und des Steckerbuchsengehäuses 510 führen zu einer verbesserten Verteilung von Strom/Erde und zu einer Redundanz bei zusammengesteckten Kontakten.
33, 34 und 35 stellen eine Ausführungsform der elektrischen Steckerbuchse 500 dar, die eine Abschirmung 800 zur Abschirmung gegen Geräusch oder andere Interferenz aufweist, die durch die elektrischen Signale, die von den Steckerbuchsenkontaktstiften 505 geführt werden, entstehen können. Wie gezeigt, überzieht eine Metallabschirmung 800 eine innere und äußere Oberfläche der Seitenwand 520, erstreckt sich über die Oberseite 516 des Steckerbuchsengehäuses 510 und überdeckt die hinteren Abschnitte der Steckerbuchsenkontaktstifte 505. Der Endabschnitt 810 der Abschirmung 800 kann elektrisch mit der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte oder einem anderen Trägermaterial verbunden sein. Selbstverständlich kann die Abschirmung 800 zur Verfügung gestellt werden, um die Steckerbuchsenkontaktstifte 505 ununterbrochen zu umgeben, um eine zusätzliche Abschirmungsmaßnahme zur Verfügung zu stellen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontaktstifts (505), umfassend: Schneiden von Drahtmaterial, um einen schmaleren hinteren Abschnitt (509) eines elektrischen Kontaktstifts (505) auszugestalten, wobei ein Umfang des hinteren Abschnittes (509) von einem Umfang des verbleibenden Abschnittes des elektrischen Kontaktstifts (505) in Richtungen senkrecht zu einer Längsachse des Drahtmaterials versetzt ist; und Ausgestalten eines Kontaktabschnittes (506) auf der gegenüberliegenden Seite des hinteren Abschnittes (509).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kontaktabschnitt (506) einen flexiblen Kontaktabschnitt (506) umfasst, und der Schritt des Ausgestaltens weiterhin das Schneiden des Drahtmaterials umfasst, um den flexiblen Kontaktabschnitt (506) auszugestalten und um einen Stabilisierungsabschnitt (508) zwischen dem flexiblen Kontaktabschnitt (506) und dem hinteren Abschnitt (509) zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Ausgestaltens weiterhin das Abwinkeln des flexiblen Kontaktabschnittes (506) derart umfasst, dass der flexible Kontaktabschnitt (506) im Wesentlichen innerhalb einer Projektion (508-3) des Umfangs des Stabilisierungsabschnittes (508) eingeschlossen ist, wenn er sich in Ruhestellung befindet.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin das Biegen des hinteren Abschnittes (509) umfassend, um einen horizontal verlaufenden Abschnitt (509-1) und einen vertikal verlaufenden Abschnitt (509-3) auszugestalten.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Schneidens das Schneiden des Drahtmaterials umfasst, um erste und zweite Seiten von mindestens einem Teil des hinteren Abschnittes (509) auszubilden, und das Schneiden des Drahtmaterials, um dritte und vierte Seiten des Teils des hinteren Abschnittes (509) auszugestalten.