EP1231679B1 - Steckverbinder bestehend aus Steckbuchse und Steckerteil - Google Patents

Steckverbinder bestehend aus Steckbuchse und Steckerteil Download PDF

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EP1231679B1
EP1231679B1 EP02001147A EP02001147A EP1231679B1 EP 1231679 B1 EP1231679 B1 EP 1231679B1 EP 02001147 A EP02001147 A EP 02001147A EP 02001147 A EP02001147 A EP 02001147A EP 1231679 B1 EP1231679 B1 EP 1231679B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector according
jack
female connector
plug
contact
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02001147A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1231679A1 (de
Inventor
Jean Francois Bernat
Jean-Merri De Vanssay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electronics GmbH and Co KG
Original Assignee
Harting Electronics GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10138545A external-priority patent/DE10138545A1/de
Application filed by Harting Electronics GmbH and Co KG filed Critical Harting Electronics GmbH and Co KG
Publication of EP1231679A1 publication Critical patent/EP1231679A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1231679B1 publication Critical patent/EP1231679B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only
    • H01R13/6315—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating connection

Definitions

  • the invention relates to a connector consisting of a socket and a plug part, which is provided, in the socket to be plugged in.
  • the invention particularly relates to a so-called backplane connector, in which one of the two parts of the connector on a fixed in a housing of an electrical Device attached backplane circuit board, the so-called carrier card, is attached and the other part of the connector on one pluggable circuit board, the so-called plug-in card, is attached.
  • the plug-in card At the Insert the plug-in card into the housing and the contacts of the Socket or the plug part with the contacts of the other part in Intervention so that the plug-in card is connected to the carrier card.
  • the problem here is that the plug-in card in the housing is not as precise can be performed that they are inserted without tolerances can.
  • This misalignment can when inserting the plug part into the socket largely corrected; however, this correction affects the Contacts of the socket and the plug part are comparatively high Forces.
  • From CH-A-323737 is a contact device for high voltage fields known in which a plurality of by a cage contact blades held together by a limited angle are pivotally attached to a holding part and are provided to one between them. inserted pin to contact.
  • the freedom of swivel movement allows misalignment between the contact blades on the one hand and the one between them on the other hand to compensate for the contact pin to be inserted.
  • This contact device has a structure with a Large number of individual parts, including the cage, the contact blades and Springs for resiliently pressing the contact blades against the pin.
  • the object of the invention is to provide a connector that a Alignment error compensation allowed, while simpler and has inexpensive realizable structure.
  • a complementary connector part has an insulating connector housing on, in which at least one plug-in contact is accommodated, for this is intended to engage in the socket of the complementary socket. Since the socket is pivotally attached to the holding part, can misalignment of the socket and plug part relative to each other are automatically compensated. This prevents the contacts high mechanical loads are exerted.
  • the holding part of the socket has a head section, one attached to it subsequent ring groove and one adjoining the ring groove
  • Has collar and the socket has several spring tabs that in the Intervene in the ring groove.
  • the spring tabs preferably have on their free end hooks that engage in the ring groove. This enables the Socket can be pivoted on the holding part in a very simple manner to install.
  • the socket is with its spring tabs over the Head section pushed onto the holding part, the Spring tabs, when sliding over the head section, elastic expand and then snap into the ring groove.
  • There is the Socket from the hooks on the shoulder between the ring groove and the head section held reliably while the socket can be pivoted at the same time by a certain angle. This angle is determined by the difference between the width of the Hook and the width of the ring groove between the collar and the Header. The greater this difference, the further the socket can go be pivoted.
  • the socket preferably has a barrel shape and is on her the hook opposite end with several contact tabs Mistake.
  • the contact tabs expand elastically when the Plug contact is inserted into the socket.
  • the socket with the spring tabs and the contact tabs can be manufactured in a simple manner be that a flat sheet metal stamped part first with cuts is provided so that the contact tabs and the spring tabs are formed be, and then in the desired barrel shape is rolled up.
  • the collar of the holding part of the socket contact Anchoring groove followed by an anchoring section in the Receptacle housing is included, with one in the anchoring groove Ring spring is included, the edge facing the collar is bevelled, and being the diameter of the federal government and the head of the holding part are smaller than the diameter of the Anchoring section.
  • This design enables a special easy assembly and attachment of the holding part in the socket housing. First the ring spring is pushed onto the anchoring groove. Then the holding part from the back of the socket housing into one Anchoring opening inserted in the socket housing, the Ring spring elastic when passing through the anchoring opening is compressed and then back to its original shape occupies. In this way, a snap lock is formed, which Insert the holding part into the socket housing, but not that Allows pulling out in the opposite direction.
  • the Plug contacts of the plug housing are in the same way added.
  • the holding part has a holding opening and the socket at least one Has hook which engages in the holding opening. It is preferred provided that the holding part at least in the region of the holding opening has a rectangular cross section and the socket with two Spring tabs are provided, which are opposite and parallel to each other two side surfaces of the holding part facing away from one another. The The hook can be hooked through a sheet metal tab bent from the spring tab be educated.
  • the socket is reliable on the by means of the hook Holding part held while the two abut the holding part Spring tabs allow for the bushing in each by their elasticity Swivel direction on the holding part.
  • the socket with two contact tabs is provided, which are opposite each other in parallel, and that the Spring tabs face each other along a first direction, which is at right angles to a second direction in which the contact tabs face each other.
  • the different orientation of the Contact tabs and the spring tabs ensure that at each Deflection of the socket from its normal position Restoring force is generated in the normal position.
  • the bushing has a bent sheet metal part is a closed center section.
  • a bent sheet metal part can with little effort by punching and bending a suitable one Metal sheet are made.
  • both the holding parts of the socket and the Plug contacts of the plug part each have an SMT connection on it enables them in a process-technically favorable manner on a circuit board to be attached by a surface mounting technique.
  • FIGs 1 and 2 is a connector according to a first Embodiment shown, the one socket 10 and one Plug part 50 is made. It is a so-called Rear wall connector, in which the socket 10 on a Carrier card 2 is attached, which is designed as a circuit board, and that Plug part 50 is attached to a plug-in card 4, which also as Printed circuit board is formed.
  • the carrier card 2 is part of an electrical or electronic device into which the plug-in card 4 is inserted.
  • the guide for the plug-in card 4 in the housing of the device is not here shown.
  • the structure of the connector can of course also for others Areas of application can be used.
  • the socket 10 has an electrically insulating socket housing 12 in which three cylindrical contact chambers are formed.
  • a socket contact 14 is arranged, which consists of a Holding part 16 and a socket 18 there.
  • the holding part has one Head section 20, an annular groove 22, an adjoining the annular groove Collar 24, an anchoring groove 26, an anchoring section 28 and an SMT connector 30.
  • the anchoring section is in one Anchoring opening 34 is added to the socket housing 12.
  • an annular spring 32 is used, which is between the collar 24 and one surrounding the anchoring opening 34 Supports paragraph.
  • the ring spring 32 is on the collar 24 facing End beveled, and the diameter of the federal 24 and the Head section 20 are smaller than the diameter of the anchoring opening 34.
  • the bushing 18 attached to the holding part is a barrel-shaped one Bent sheet metal part.
  • the socket 18 has a plurality of juxtaposed Spring tabs 38 on their free end on the annular groove 22nd facing side are each provided with a hook 40 (see in particular Figure 5). At the opposite end are several adjacent contact tabs 42 are formed.
  • the socket 18 will mounted on the holding part 16 in that it in the axial direction on the Holding part is pushed on.
  • the hooked ones slide Spring tabs over the head portion 20 until they into the annular groove 22nd snap. Because the ring groove is longer in the axial direction than the hooks 40, the socket 18 is on a certain angular range on the holding part pivotable. This angular range is determined by the size of the Contact chambers limited.
  • the plug part 50 has an electrically insulating plug housing 52 on that with several adjacent plug contacts 54 is provided, the pin-shaped plug portion 56 in a contact chamber 58 is arranged.
  • Connector housing 52 To anchor the plug contacts 54 in Connector housing 52, the same design is used as in the Socket, i.e. ring springs 60, in an anchoring groove 61 are arranged and between a collar 62 of the plug contact and a paragraph surrounding the corresponding anchoring opening 64 support, with an anchoring portion in the anchoring opening 64 63 of the plug contact 54 is arranged.
  • Each plug contact 54 is finally provided with an SMT connector 66 which on the Plug-in card 4 is soldered on.
  • the socket and the plug part are closed Beginning of insertion shown in one another. Due to tolerances are the socket and the plug part relative to each other in the x direction and offset the y direction by, for example, about 1 mm compared to an optimal alignment in which the longitudinal axes of Align plug part and socket with each other. Chamfers on lead the front edge of the socket housing and the connector housing to reduce the misalignment as it is inserted further; in the state shown in Figures 3 and 4, the misalignment ⁇ x and ⁇ y maximum about ⁇ 0.4 mm. But one has been added Angular misalignment ⁇ and ⁇ on the order of approximately each ⁇ 1.5 °.
  • FIGS. 6 to 11 show a socket and a plug part according to a second embodiment of the invention.
  • the same Reference numerals are used and reference is made to the above explanations directed.
  • the holding part 16 of the Socket 10 to which the socket 18 is attached, and the Plug section 56 in the plug part 50, which is inserted into the socket 18, each have a rectangular, flat cross-section. Accordingly are the spring tabs 38 and the contact tabs 42 of the socket 18 so trained and arranged that they each meet along a straight line opposite.
  • the holding part 16 is the Socket 10 executed with a flat, rectangular cross section. At a distance from the front, free end of the holding part 16 is one Holding opening 70 is formed, which is rectangular.
  • a socket 18 is attached, the four spring tabs 38 and four contact tabs 42 (see in particular FIGS. 8 to 11).
  • the spring tabs and the contact tabs each start from a central section 72, which is a closed ring with a square Form is formed.
  • the bushing 18 is a bent sheet metal part that Punching and suitable bending starting from a metal sheet is made.
  • a connecting tab 74 (see in particular Figure 9) provided from the level of Middle portion 72 is bent out so that it on the inner surface of the other side of the midsection. There she is attached, for example, by spot welding.
  • the spring tabs 38 and the contact tabs 42 lie against one another in pairs opposite. Every spring tab and every contact tab is closed provided at its free end with a bending point so that each other parallel opposing contact surfaces curved in one direction are formed.
  • Two of the spring tabs 38 are each provided with a hook 40 (see in particular Figure 11), which is formed by a bent Tab.
  • the hooks 40 are on spring clips 38 lying crosswise educated.
  • the bushing 18 is so with the spring tabs 38 on the holding member 16th pushed on so that the hooks 40 engage in the holding opening 70 (see in particular Figure 6).
  • the bushing 18 is then fixed in the z-direction, however otherwise pivotally attached to the holding part 16.
  • At a Swiveling movement around the x-axis moves the contact surfaces the spring tabs 38 on the holding part 16, wherein they expand.
  • at a pivoting movement about the y-axis rotates the bushing 18 on the holding part 16 about a pivot point, which is approximately in the middle of the Holding opening 70 is.
  • the plug section 56 is also flat, rectangular Cross section executed. Thus, the plug section 56 between the mutually opposite contact tabs 42 of the socket be pushed; the contact tabs 42 then lie with one Line contact on the plug section.
  • FIGS. 12 to 14 show a socket 18 according to a variant of that shown in Figures 8 to 11 embodiment. Also at the variant according to FIGS. 12 to 14 is a Bent sheet metal part; however, this does not indicate a closed one Middle section 72, but a central plate 76 with a square Shape.
  • the two spring tabs 38 extend from opposite edges of the central plate in one direction, and the two contact tabs 42 extend from the two other edges in the opposite direction.
  • This design essentially offers two advantages: First, it has Middle plate due to its flat shape against a higher strength Twists than the annular central portion 72. On the other hand, the Bushing 18 is much easier to manufacture because bending steps only take two Directions relative to the central plate 76 are necessary, namely upwards and down.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder bestehend aus einer Steckbuchse und einem Steckerteil, das dafür vorgesehen ist, in die Steckbuchse eingesteckt zu werden. Die Erfindung betrifft insbesondere einen sogenannten Rückwand-Steckverbinder, bei dem eines der beiden Teile des Steckverbinders auf einer fest in einem Gehäuse eines elektrischen Geräts angebrachten Rückwand-Leiterplatte, der sogenannten Trägerkarte, angebracht ist und der andere Teil des Steckverbinders auf einer steckbaren Leiterplatte, der sogenannten Steckkarte, angebracht ist. Beim Einschieben der Steckkarte in das Gehäuse gelangen die Kontakte der Steckbuchse bzw. des Steckerteils mit den Kontakten des anderen Teils in Eingriff, so daß die Steckkarte an die Trägerkarte angeschlossen ist.
Problematisch dabei ist, daß die Steckkarte im Gehäuse nicht so genau geführt werden kann, daß sie ohne Toleranzen eingeschoben werden kann. Dies bedeutet, daß die Kontaktstifte und Kontaktbuchsen des Steckverbinders in dem Moment, in welchem sie während des Einschiebens der Steckkarte aufeinandertreffen, seitlich gegeneinander versetzt und/oder relativ zueinander eine Winkelfehlstellung aufweisen können, ihre Längsachsen also nicht miteinander fluchten. Diese Ausrichtungsfehler können zwar beim Einschieben des Steckerteils in die Steckbuchse größtenteils korrigiert werden; bei dieser Korrektur wirken jedoch auf die Kontakte der Steckbuchse und des Steckerteils vergleichsweise hohe Kräfte. Dabei besteht die Gefahr, daß es zu Verformungen und Belastungen der Lötstellen der Kontakte kommt. Dies ist besonders kritisch bei SMT-Anschlüssen, die im Gegensatz zu Durchsteckkontakten keine formschlüssige Verbindung zur Leiterplatte haben.
Aus CH-A-323737 ist eine Kontaktvorrichtung für Hochspannungsfelder bekannt, bei der eine Mehrzahl von durch einen Käfig zusammengehaltenen Kontaktlamellen um einen begrenzten Winkel schwenkbar an einem Halteteil angebracht sind und vorgesehen sind, um einen zwischen sie. eingeschobenen Stift zu kontaktieren.
Die Schwenkbewegungsfreiheit erlaubt es, Ausrichtungsfehler zwischen den Kontaktlamellen einerseits und dem zwischen sie einzuführenden Kontaktstift andererseits zu kompensieren.
Diese Kontaktvorrichtung hat einen Aufbau mit einer Vielzahl von Einzelteilen, darunter der Käfig, die Kontaktlamellen und Federn zum elastischen Andrücken der Kontaktlamellen gegen den Stift.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Steckverbinder zu schaffen, der eine Kompensation von Ausrichtungsfehlem erlaubt und dabei eine einfachere und preiswerte realisierbare Struktur aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Steckbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Ein komplementäres Steckerteil weist ein isolierendes Steckergehäuse auf, in welchem mindestens ein Steckkontakt aufgenommen ist, der dafür vorgesehen ist, in die Buchse der komplementären Steckbuchse einzugreifen. Da die Buchse schwenkbar auf dem Halteteil angebracht ist, können Fehlstellungen von Steckbuchse und Steckerteil relativ zueinander automatisch ausgeglichen werden. Dies verhindert, daß auf die Kontakte hohe mechanische Belastungen ausgeübt werden.
Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Halteteil der Steckbuchse einen Kopfabschnitt, eine sich daran anschließende Ringnut und einen sich an die Ringnut anschließenden
Bund aufweist und die Buchse mehrere Federlaschen aufweist, die in die Ringnut eingreifen. Die Federlaschen weisen vorzugsweise an ihrem freien Ende Haken auf, die in die Ringnut eingreifen. Dies ermöglicht, die Buchse in sehr einfacher Weise auf dem Halteteil schwenkbar anzubringen. Die Buchse wird mit ihren Federlaschen über den Kopfabschnitt auf das Halteteil aufgeschoben, wobei sich die Federlaschen, wenn sie über den Kopfabschnitt gleiten, elastisch aufweiten und anschließend in die Ringnut einschnappen. Dort ist die Buchse von den Haken, die an dem Absatz zwischen der Ringnut und dem Kopfabschnitt anliegen, zuverlässig gehalten, während die Buchse gleichzeitig um einen bestimmten Winkel verschwenkt werden kann. Dieser Winkel ist vorgegeben durch die Differenz zwischen der Breite der Haken und der Breite der Ringnut zwischen dem Bund und dem Kopfabschnitt. Je größer diese Differenz ist, desto weiter kann die Buchse verschwenkt werden.
Die Buchse hat vorzugsweise eine tonnenförmige Gestalt und ist an ihrem den Haken entgegengesetzten Ende mit mehreren Kontaktlaschen versehen. Die Kontaktlaschen weiten sich elastisch auf, wenn der Steckkontakt in die Buchse eingeschoben wird. Die Buchse mit den Federlaschen und den Kontaktlaschen kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß ein ebenes Blechstanzteil zuerst mit Einschnitten versehen wird, so daß die Kontaktlaschen und die Federlaschen gebildet werden, und das anschließend in die gewünschte tonnenförmige Gestalt zusammengerollt wird.
Gemäß der bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung schließt sich an den Bund des Halteteils des Buchsenkontakts eine Verankerungsnut an, auf die ein Verankerungsabschnitt folgt, der in dem Buchsengehäuse aufgenommen ist, wobei in der Verankerungsnut eine Ringfeder aufgenommen ist, deren dem Bund zugewandter Rand abgeschrägt ist, und wobei der Durchmesser des Bundes und des Kopfes des Halteteils kleiner sind als der Durchmesser des Verankerungsabschnittes. Diese Gestaltung ermöglicht eine besonders einfache Montage und Anbringung des Halteteils im Buchsengehäuse. Zuerst wird die Ringfeder auf die Verankerungsnut aufgeschoben. Dann wird das Halteteil von der Rückseite des Buchsengehäuses in eine Verankerungsöffnung im Buchsengehäuse eingeschoben, wobei die Ringfeder beim Durchtritt durch die Verankerungsöffnung elastisch zusammengedrückt wird und anschließend wieder ihre ursprüngliche Form einnimmt. Auf diese Weise ist ein Schnappverschluß gebildet, der das Einschieben des Halteteils in das Buchsengehäuse, nicht jedoch das Herausziehen in der entgegengesetzten Richtung ermöglicht. Die Steckkontakte des Steckergehäuses sind in diesem in gleicher Weise aufgenommen.
Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Halteteil eine Halteöffnung aufweist und die Buchse mindestens einen Haken aufweist, der in die Halteöffnung eingreift. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Halteteil mindestens im Bereich der Halteöffnung einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Buchse mit zwei Federlaschen versehen ist, die einander parallel gegenüberliegen und auf zwei voneinander abgewandten Seitenflächen des Halteteils anliegen. Der Haken kann durch eine von der Federlasche abgebogene Blechlasche gebildet sein. Die Buchse ist mittels des Hakens zuverlässig auf dem Halteteil gehalten, während die beiden an dem Halteteil anliegenden Federlaschen es durch ihre Elastizität ermöglichen, die Buchse in jeder Richtung auf dem Halteteil zu verschwenken.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Buchse mit zwei Kontaktlaschen versehen ist, die einander parallel gegenüberliegen, und daß die Federlaschen einander entlang einer ersten Richtung gegenüberliegen, die sich im rechten Winkel zu einer zweiten Richtung befindet, in der sich die Kontaktlaschen gegenüberliegen. Die unterschiedliche Ausrichtung der Kontaktlaschen und der Federlaschen gewährleistet, daß bei jeder Auslenkung der Buchse aus ihrer normalen Stellung heraus eine Rückstellkraft in die normale Stellung erzeugt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Buchse ein Blechbiegeteil mit einem geschlossenen Mittelabschitt ist. Ein solches Blechbiegeteil kann mit geringem Aufwand durch Stanzen und Biegen eines geeigneten Metallblechs hergestellt werden.
Vorzugsweise weisen sowohl die Halteteile der Steckbuchse als auch die Steckkontakte des Steckerteils jeweils einen SMT-Anschluß auf, der es ermöglicht, sie in prozeßtechnisch günstiger Weise auf einer Leiterplatte durch eine Oberflächenmontagetechnik anzubringen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
  • Figur 1 eine geschnittene Draufsicht einer Steckbuchse und eines Steckerteils gemäß einer ersten Ausführungsform zu Beginn des Einsteckens;
  • Figur 2 einen Querschnitt durch Steckbuchse und Steckerteil von Figur 1;
  • Figur 3 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 2 die Steckbuchse und das Steckerteil während des Einsteckens;
  • Figur 4 einen Querschnitt durch die Steckbuchse und das Steckerteil von Figur 3;
  • Figur 5 einen Querschnitt durch die Steckbuchse und das Steckerteil im vollständig zusammengesteckten Zustand;
  • Figur 6 einen Querschnitt durch eine Steckbuchse und ein Steckerteil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • Figur 7 eine geschnittene Draufsicht der Steckbuchse und des Steckerteils von Figur 6;
  • Figur 8 in einer perspektivischen Ansicht die Buchse, die bei der Steckbuchse von Figur 6 verwendet wird;
  • Figur 9 in einer perspektivischen, vergrößerten Ansicht ein Detail der Buchse von Figur 8;
  • Figur 10 eine weitere perspektivische Ansicht der Buchse von Figur 8;
  • Figur 11 eine weitere perspektivische Ansicht der Buchse von Figur 8;
  • Figur 12 in einer perspektivischen Ansicht eine Buchse gemäß einer Variante zu der in den Figuren 8 bis 11 gezeigten Ausführungsform;
    Figur 13 eine weitere perspektivische Ansicht der Buchse von Figur 12; und
  • Figur 14 eine weitere perspektivische Ansicht der Buchse von Figur 12.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Steckverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt, der aus einer Steckbuchse 10 und einem Steckerteil 50 besteht. Es handelt sich hier um einen sogenannten Rückwand-Steckverbinder, bei dem die Steckbuchse 10 auf einer Trägerkarte 2 angebracht ist, die als Leiterplatte ausgebildet ist, und das Steckerteil 50 auf einer Steckkarte 4 angebracht ist, die ebenfalls als Leiterplatte ausgebildet ist. Die Trägerkarte 2 ist Teil eines elektrischen oder elektronischen Gerätes, in das die Steckkarte 4 eingeschoben wird. Die Führung für die Steckkarte 4 im Gehäuse des Gerätes ist hier nicht gezeigt. Der Aufbau des Steckverbinders kann natürlich auch für andere Anwendungsbereiche genutzt werden.
Die Steckbuchse 10 weist ein elektrisch isolierendes Buchsengehäuse 12 auf, in welchem drei zylindrische Kontaktkammern gebildet sind. In jeder Kontaktkammer ist ein Buchsenkontakt 14 angeordnet, der aus einem Halteteil 16 und einer Buchse 18 besteht. Das Halteteil weist einen Kopfabschnitt 20, eine Ringnut 22, einen sich an die Ringnut anschließenden Bund 24, eine Verankerungsnut 26, einen Verankerungsabschnitt 28 sowie einen SMT-Anschluß 30 auf. Der Verankerungsabschnitt ist in einer Verankerungsöffnung 34 im Buchsengehäuse 12 aufgenommen. In die Verankerungsnut 26 ist eine Ringfeder 32 eingesetzt, die sich zwischen dem Bund 24 und einem die Verankerungsöffnung 34 umgebenden Absatz abstützt. Die Ringfeder 32 ist an ihrem dem Bund 24 zugewandten Ende abgeschrägt, und der Durchmesser des Bundes 24 sowie des Kopfabschnittes 20 sind kleiner als der Durchmesser der Verankerungsöffnung 34. Dies ermöglicht, das Halteteil 16 von der Rückseite des Buchsengehäuses 12, also bezüglich der Figuren 1 und 2 von der linken Seite, in das Buchsengehäuse einzuschieben, bis die Ringfeder durch die Verankerungsöffnung 34 hindurchgetreten ist und sich in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Stellung befindet, in der sie ein Zurückziehen des Halteteils verhindert.
Die auf dem Halteteil angebrachte Buchse 18 ist ein tonnenförmiges Blechbiegeteil. Die Buchse 18 weist mehrere nebeneinanderliegende Federlaschen 38 auf, die an ihrem freien Ende auf der der Ringnut 22 zugewandten Seite jeweils mit einem Haken 40 versehen sind (siehe insbesondere Figur 5). Am entgegengesetzten Ende sind mehrere nebeneinanderliegende Kontaktlaschen 42 gebildet. Die Buchse 18 wird am Halteteil 16 dadurch montiert, daß sie in axialer Richtung auf das Halteteil aufgeschoben wird. Dabei gleiten die mit den Haken versehenen Federlaschen über den Kopfabschnitt 20, bis sie in die Ringnut 22 einschnappen. Da die Ringnut in axialer Richtung länger ist als die Haken 40, ist die Buchse 18 um einen gewissen Winkelbereich auf dem Halteteil schwenkbar. Dieser Winkelbereich wird durch die Größe der Kontaktkammern begrenzt.
Das Steckerteil 50 weist ein elektrisch isolierendes Steckergehäuse 52 auf, das mit mehreren nebeneinanderliegenden Steckkontakten 54 versehen ist, deren zapfenförmiger Steckabschnitt 56 in einer Kontaktkammer 58 angeordnet ist. Zur Verankerung der Steckkontakte 54 im Steckergehäuse 52 wird dieselbe Gestaltung verwendet wie bei der Steckbuchse, also Ringfedern 60, die in einer Verankerungsnut 61 angeordnet sind und sich zwischen einem Bund 62 des Steckkontakts und einem die entsprechende Verankerungsöffnung 64 umgebenden Absatz abstützen, wobei in der Verankerungsöffnung 64 ein Verankerungsabschnitt 63 des Steckkontakts 54 angeordnet ist. Jeder Steckkontakt 54 ist schließlich mit einem SMT-Anschluß 66 versehen, der auf die Steckkarte 4 aufgelötet ist.
In den Figuren 1 und 2 sind die Steckbuchse und das Steckerteil zu Beginn des Einschiebens ineinander gezeigt. Aufgrund von Toleranzen sind die Steckbuchse und das Steckerteil relativ zueinander in der x-Richtung und der y-Richtung um beispielsweise etwa 1 mm versetzt gegenüber einer optimalen Ausrichtung, bei der die Längsachsen von Steckerteil und Steckbuchse miteinander fluchten. Einführschrägen am vorderen Rand des Buchsengehäuses und des Steckergehäuses führen dazu, daß sich die Fehlausrichtung beim weiteren Einschieben verringert; in dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Zustand kann die Fehlausrichtung Δx und Δy maximal etwa ±0,4 mm. Hinzugekommen ist aber eine Winkelfehlstellung Δα und Δβ in der Größenordnung von jeweils etwa ±1,5°. In den Figuren 3 und 4 ist deutlich zu sehen, daß trotz dieser Fehlstellungen ein leichtes Einschieben des Steckabschnittes 56 der Steckkontakte 54 in die Buchsen 18 möglich ist, da diese auf dem Halteteil 16 verschwenkbar angeordnet sind. Das problemlose Aufschieben wird auch unterstützt von der konischen Ausgestaltung der Spitze des Steckabschnittes und der trichterförmigen Ausgestaltung der Kontaktlaschen 42, so daß sich die Buchse 18 automatisch richtig ausrichtet. Der mögliche Verschwenkbereich der Buchse ist so gewählt, daß es bei größeren Fehlstellungen zu einer Anlage der die Kontaktkammern umgebenden Wände des Buchsengehäuses 12 und des Steckergehäuses 52 aneinander kommt, ohne daß in dieser Stellung bereits hohe mechanische Kräfte auf die Steckkontakte und die Buchsenkontakte ausgeübt werden. Dieser Zustand ist den Figuren 3 und 4 zu sehen; das Buchsengehäuse liegt an dem bezüglich der Figuren jeweils unten liegenden Rand des Steckergehäuses auf und sorgt für eine mechanische Abstützung.
Wenn sich beim weiteren Einschieben die Fehlstellung der Steckkarte relativ zur Trägerkarte verringert oder die Fehlstellung vollständig beseitigt wird, gelangt die Buchse 18 in die in Figur 5 gezeigte Stellung, in der sie sich in Längsrichtung erstreckt.
In den Figuren 6 bis 11 sind eine Steckbuchse und ein Steckerteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht allgemein ausgedrückt darin, daß das Halteteil 16 der Steckbuchse 10, an dem die Buchse 18 angebracht ist, sowie der Steckabschnitt 56 im Steckerteil 50, der in die Buchse 18 eingesteckt wird, jeweils einen rechteckigen, flachen Querschnitt haben. Dementsprechend sind die Federlaschen 38 und die Kontaktlaschen 42 der Buchse 18 so ausgebildet und angeordnet, daß sie einander jeweils entlang einer geraden Linie gegenüberliegen.
Wie in den Figuren 6 und 7 zu sehen ist, ist das Halteteil 16 der Steckbuchse 10 mit einem flachen, rechteckigen Querschnitt ausgeführt. Im Abstand vom vorderen, freien Ende des Halteteils 16 ist eine Halteöffnung 70 ausgebildet, die rechteckig ist.
Auf dem Halteteil 16 ist eine Buchse 18 angebracht, die vier Federlaschen 38 und vier Kontaktlaschen 42 aufweist (siehe insbesondere die Figuren 8 bis 11). Die Federlaschen und die Kontaktlaschen gehen jeweils aus von einem Mittelabschnitt 72, der als geschlossener Ring mit quadratischer Form ausgebildet ist. Die Buchse 18 ist ein Blechbiegeteil, das durch Stanzen und geeignetes Biegen ausgehend von einem Metallblech hergestellt ist. Um den Mittelabschnitt 72 zu schließen, ist an jeder Außenseite des Mittelabschnittes eine Verbindungslasche 74 (siehe insbesondere Figur 9) vorgesehen, die aus der Ebene des Mittelabschnittes 72 herausgebogen ist, so daß sie an der Innenfläche der anderen Seite des Mittelabschnittes anliegen kann. Dort ist sie beispielsweise durch Punktschweißen befestigt.
Die Federlaschen 38 und die Kontaktlaschen 42 liegen einander paarweise gegenüber. Jede Federlasche und jede Kontaktlasche ist zu ihrem freien Ende hin mit einer Biegestelle versehen, so daß einander parallel gegenüberliegende, in einer Richtung gekrümmte Berührflächen gebildet sind.
Zwei der Federlaschen 38 sind mit jeweils einem Haken 40 versehen (siehe insbesondere Figur 11), der gebildet ist durch eine abgebogene Lasche. Die Haken 40 sind auf über Kreuz liegenden Federlaschen 38 ausgebildet.
Die Buchse 18 wird mit den Federlaschen 38 so auf das Halteteil 16 aufgeschoben, daß die Haken 40 in die Halteöffnung 70 eingreifen (siehe insbesondere Figur 6). Die Buchse 18 ist dann in der z-Richtung fest, aber ansonsten verschwenkbar auf dem Halteteil 16 angebracht. Bei einer Schwenkbewegung um die x-Achse verschieben sich die Berührflächen der Federlaschen 38 auf dem Halteteil 16, wobei sie sich aufweiten. Bei einer Verschwenkbewegung um die y-Achse verdreht sich die Buchse 18 auf dem Halteteil 16 um einen Drehpunkt, der etwa in der Mitte der Halteöffnung 70 liegt.
Auch der Steckabschnitt 56 ist mit einem flachen, rechteckigen Querschnitt ausgeführt. Somit kann der Steckabschnitt 56 zwischen die einander paarweise gegenüberliegenden Kontaktlaschen 42 der Buchse geschoben werden; die Kontaktlaschen 42 liegen dann mit einer Linienberührung am Steckabschnitt an.
Wie in den Figuren 6 und 7 zu sehen ist, ermöglicht es die gelenkige Anbringung der Buchse, daß diese sich bei einer eventuellen Fehlausrichtung zwischen Buchsengehäuse 12 und Steckergehäuse 52 derart ausrichtet, daß ein leichtes Einstecken des Steckabschnittes 56 zwischen die Kontaktlaschen 42 möglich ist. Da die Ausrichtung der Federlaschen um 90° gegenüber der Ausrichtung der Kontaktlaschen verdreht ist, ergibt sich bei einer Schiefstellung der Buchse zwischen dem Halteabschnitt und dem Steckabschnitt immer eine Rückstellkraft in die normale Stellung der Buchse; die sich bei einem Verschwenken um die x-Achse ergebende Aufweitung der Federlaschen 38 sorgt nämlich für eine Rückstellung um die x-Achse, während die sich bei einer Verschwenkung um die y-Achse ergebende Aufweitung der Kontaktlaschen 42 für eine Rückstellung um die y-Achse sorgt.
In den Figuren 12 bis 14 ist eine Buchse 18 gemäß einer Variante zu der in den Figuren 8 bis 11 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Auch bei der Variante gemäß den Figuren 12 bis 14 handelt es sich um ein Blechbiegeteil; dieses weist allerdings keinen geschlossenen Mittelabschnitt 72 auf, sondern eine Mittelplatte 76 mit quadratischer Form. Die beiden Federlaschen 38 erstrecken sich ausgehend von einander gegenüberliegenden Rändern der Mittelplatte in eine Richtung, und die beiden Kontaktlaschen 42 erstrecken sich ausgehend von den beiden anderen Rändern in die entgegengesetzte Richtung.
Diese Gestaltung bietet im wesentlichen zwei Vorteile: Zum einen hat die Mittelplatte aufgrund ihrer ebenen Form eine höheren Festigkeit gegen Verwindungen als der ringförmige Mittelabschnitt 72. Zum anderen ist die Buchse 18 sehr viel einfacher herzustellen, da Biegeschritte nur in zwei Richtungen relativ zur Mittelplatte 76 notwendig sind, und zwar nach oben und nach unten.
Bezugszeichenliste:
2:
Trägerkarte
4:
Steckkarte
10:
Steckbuchse
12:
Buchsengehäuse
14:
Buchsenkontakt
16:
Halteteil
18:
Buchse
20:
Kopfabschnitt
22:
Ringnut
24:
Bund
26:
Verankerungsnut
28:
Verankerungsabschnitt
30:
SMT-Anschluß
32:
Ringfeder
34:
Verankerungsöffnung
38:
Federlasche
40:
Haken
42:
Kontaktlasche
50:
Steckerteil
52:
Steckergehäuse
54:
Steckkontakt
56:
Steckabschnitt
58:
Kontaktkammer
60:
Ringfeder
61:
Verankerungsnut
62:
Bund
63:
Verankerungsabschnitt
64:
Verankerungsöffnung
66:
SMT-Anschluß
70:
Halteöffnung
72:
Mittelabschnitt
74:
Verbindungslasche
76:
Mittelplatte

Claims (19)

  1. Steckbuchse mit einem isolierenden Buchsengehäuse (12), in welchem mindestens ein Buchsenkontakt (14) aufgenommen ist, wobei der Buchsenkontakt aus einem Halteteil (16) und einer Buchse (18) besteht und die Buchse um einen begrenzten Winkel schwenkbar auf dem Halteteil angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (18) ein Blechbiegeteil ist.
  2. Steckbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil einen Kopfabschnitt (20), eine sich daran anschließende Ringnut (22) und einen sich an die Ringnut anschließenden Bund (24) aufweist und die Buchse (18) Federlaschen (38) aufweist, die in die Ringnut eingreifen.
  3. Steckbuchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlaschen (38) an ihrem freien Ende mit jeweils einem Haken (40) versehen sind.
  4. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (18) eine tonnenförmige Gestalt hat und an ihrem den Haken entgegengesetzten Ende mit mehreren Kontaktlaschen (42) versehen ist.
  5. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Bund (24) des Halteteils eine Verankerungsnut (26) anschließt, auf die ein Verankerungsabschnitt (28) folgt, der in dem Buchsengehäuse (12) aufgenommen ist, wobei in der Verankerungsnut eine Ringfeder (32) aufgenommen ist, deren dem Bund zugewandter Rand abgeschrägt ist, und wobei der Durchmesser des Bundes (24) und des Kopfes (20) des Halteteils kleiner sind als der Durchmesser des Verankerungsabschnittes (28).
  6. Steckbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (16) eine Halteöffnung (70) aufweist und die Buchse (18) mindestens einen Haken (40) aufweist, der in die Halteöffnung (70) eingreift.
  7. Steckbuchse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (16) mindestens im Bereich der Halteöffnung (70) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Buchse mit zwei Federlaschen (38) versehen ist, die einander parallel gegenüberliegen und auf zwei voneinander abgewandten Seitenflächen des Halteteils (16) anliegen.
  8. Steckbuchse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haken (40) durch eine von der Federlasche (38) abgebogene Blechlasche gebildet ist.
  9. Steckbuchse nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (18) mit zwei Kontaktlaschen (42) versehen ist, die einander parallel gegenüberliegen.
  10. Steckbuchse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federlaschen (38) einander entlang einer ersten Richtung gegenüberliegen, die sich im rechten Winkel zu einer zweiten Richtung befindet, in der sich die Kontaktlaschen (42) gegenüberliegen.
  11. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier Federlaschen (38) vorgesehen sind, die einander paarweise gegenüberliegen, sowie vier Kontaktlaschen (42), die einander ebenfalls paarweise gegenüberliegen.
  12. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (18) ein Blechbiegeteil mit einem geschlossenen Mittelabschnitt (72) ist.
  13. Steckbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (72) an jeder Seite mit jeweils einer Verbindungslasche (74) versehen ist, die an der anderen Seite des Mittelabschnittes (72) befestigt ist.
  14. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (18) ein Blechbiegeteil mit einer rechteckigen Mittelplatte (76) ist, von deren Rändern die Federlaschen (38) und die Kontaktlaschen (42) ausgehen.
  15. Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (16) mit einem SMT-Anschluß (30) versehen ist.
  16. Steckerteil mit einem isolierenden Steckergehäuse (52), in welchem mindestens ein Steckkontakt (54) aufgenommen ist, der dafür vorgesehen ist, in den Buchsenkontakt (14) einer Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche einzugreifen.
  17. Steckerteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckkontakt (54) einen Steckabschnitt (56), einen Verankerungsabschnitt (63) und einen SMT-Anschluß (66) aufweist.
  18. Steckerteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckabschnitt zapfenförmig mit rundem Querschnitt ist und daß sich an den Steckabschnitt ein Bund (62) anschließt, auf den eine Verankerungsnut (61) folgt, an die sich wiederum der Verankerungsabschnitt (63) anschließt, wobei in der Verankerungsnut (61) eine Ringfeder (60) aufgenommen ist, deren dem Bund zugewandter Rand abgeschrägt ist, und wobei der Durchmesser des Steckabschnittes und des Bundes kleiner ist als der Durchmesser des Verankerungsabschnittes (63).
  19. Steckerteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckabschnitt (56) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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