Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Oberflächenmontage
auf Leiterplatten, mit einem Gehäuse und mit zwei Kontaktelementen,
wobei die Kontaktelement jeweils einen Kontaktschenkel und einen senkrecht
dazu angeordneten Lötanschlußschenkel aufweisen und wobei die Kontaktschenkel
jeweils in einen Aufnahmeraum im Gehäuse hineinragen und die
Lötanschlußschenkel jeweils entlang einer ersten Außenseite des Gehäuses
verlaufen.
Elektrische Steckverbinder dienen in elektrischen Anschlußklemmen zusammen
mit korrespondierenden Anschlußsteckern zum Anschließen eines elektrischen
Leiters an eine Leiterplatte. Je nach Ausführungsform kann der elektrische
Steckverbinder dabei als Buchsenteil oder als Steckerteil ausgebildet
sein. Da der elektrische Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit der
Leiterplatte verbunden ist, während an den korrespondierende Anschlußstekker
eine elektrische Leitung angeschlossen ist, wird der - aufgrund seiner Befestigung
an der Leiterplatte - ortsfeste elektrische Steckverbinder häufig auch
als Grundkörper bezeichnet. Verschiedene Ausführungsformen elektrischer
Steckverbinder bzw. korrespondierender Anschlußstecker, d. h. verschiedener
Grundkörper und verschiedener Steckerteile, sind beispielsweise aus dem
Phoenix Contact Katalog "COMBICON 2000", Seiten 84 ff bekannt. Hierbei
unterscheiden sich die verschiedenen Steckerteile insbesondere durch die unterschiedlichen
Anschlußmöglichkeiten für die anzuschließenden Leiter. So
sind Steckerteile mit Schraub-, Federkraft-, Crimp- und Schneidklemmkontakten
bekannt. Demgegenüber unterscheiden sich die Steckverbinder bzw.
die Grundkörper insbesondere dadurch, ob das Kontaktelement als Kontaktschenkel
einen Stiftkontakt oder einen Buchsenkontakt aufweist; wobei die
Ausführung mit einem Stiftkontakt die Standardausführung darstellt. Weist
der elektrische Steckverbinder einen Stiftkontakt als Kontaktschenkel auf, so
ist der Steckverbinder als Buchsenteil ausgebildet, in den der Anschlußstecker,
der einen Buchsenkontakt aufweist, eingesteckt wird.
Zur elektrischen Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit mindestens
einer Leiterbahn einer Leiterplatte weisen die bekannten Kontaktelemente
mindestens einen Lötstift auf, der in eine in der Leiterplatte vorgesehene Bohrung
eingesteckt und dann darin verlötet wird. Hierzu wird in der Regel die
Bohrung zuvor mit einer Lotpaste gefüllt und anschließend der Lötstift mittels
Reflow-Löten elektrisch mit der entsprechenden Leiterbahn verbunden.
Zur Vereinfachung der automatischen Bestückung von Leiterplatten mit elektronischen
Bauteilen ist in den vergangenen Jahren als Ersatz für die herkömmliche
Einlöttechnik die sogenannte Oberflächen-Löttechnik (Surface
Mount Technology SMT) entwickelt worden. Bei dieser Technik werden die
elektronischen Bauteile mit ihren Anschlußpins auf einen mit einer Lötpaste
bedeckten Oberflächenbereich der Leiterplatte aufgesetzt. Anschließend wird
die Lötpaste zur Herstellung der gewünschten elektrischen Verbindung zwischen
dem elektronischen Bauteil und der Leiterplatte mittels Infrarotstrahlung
aufgeschmolzen (vgl. EP 0 743 716 B1).
Diese Oberflächen-Löttechnik findet nun auch bei der elektrischen Verbindung
von elektrischen Steckverbindern mit einer Leiterplatte Anwendung. Ein
elektrischer Steckverbinder, der mittels der - zuvor beschriebenen - Oberflächen-Löttechnik
auf einer Leiterplatte kontaktiert werden kann, ist aus der DE
100 09 215 C1 bekannt. Dieser elektrische Steckverbinder weist eine Mehrzahl
von in einem Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen auf, die jeweils
ein Steckkontaktende und ein Lötanschlußende aufweisen. Im fertig
montierten Zustand ist dabei das Lötanschlußende, das zur elektrischen Befestigung
auf einer entsprechenden Lötfläche einer Leiterplatte vorgesehen ist,
im wesentlichen senkrecht zum Steckkontaktende ausgebildet. Hierzu werden
die Lötanschlußenden der ursprünglich geraden Kontaktelemente, die in einem
Bereich zwischen dem Steckkontaktende und dem Lötanschlußende eine
Einschnürung aufweisen, nach dem Einstecken in das Gehäuse mittels spezieller
Werkzeuge in zwei Schritten umgebogen. Dadurch soll eine möglichst
koplanare Ausrichtung der Lötanschlußenden zur Leiterplattenoberfläche erreicht
werden, damit eine einwandfreie Lötung sichergestellt werden kann.
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen elektrischen Steckverbinder liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder zur
Verfügung zu stellen, der möglichst universell einsetzbar und einfach herstellbar
ist und der eine sichere Lötung auch einer Mehrzahl von nebeneinander
angeordneter Kontaktelemente auf einer Leiterplatte gewährleistet.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Steckverbinder
zunächst und im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Lötanschlußschenkel
jeweils an einem Ende einstückig mit einem zweiten Lötanschlußschenkel
verbunden sind, wobei die zweiten Lötanschlußschenkel jeweils senkrecht zu
den ersten Lötanschlußschenkeln und parallel zu den Kontaktschenkeln entlang
einer zweiten Außenseite des Gehäuses verlaufen, und daß auf der dem
Gehäuse abgewandten Seite der ersten Lötanschlußschenkel und/oder der
zweiten Lötanschlußschenkel jeweils mindestens ein Vorsprung zur elektrischen
Kontaktierung mit einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Durch die Ausbildung der zweiten Lötanschlußschenkel, die jeweils senkrecht
zu den ersten Lötanschlußschenkel ausgerichtet sind, kann der erfindungsgemäße
elektrische Steckverbinder wahlweise so auf der Leiterplatte befestigt
werden, daß eine zur Leiterplattenachse parallele Steckrichtung oder eine zur
Leiterplattenachse vertikale Steckrichtung für einen Anschlußstecker möglich
ist.
Wird der elektrische Steckverbinder mit den ersten Lötanschlußschenkeln auf
der Leiterplatte befestigt, so sind die Kontaktschenkel senkrecht zur Leiterplattenachse
ausgerichtet, so daß ein korrespondierender Anschlußstecker in
Steckrichtung vertikal zur Leiterplattenachse mit dem elektrischen Steckverbinder
verbunden werden kann. Wird dagegen der elektrische Steckverbinder
mit den zweiten Lötanschlußschenkeln auf der Leiterplatte befestigt, so ist
eine Steckrichtung parallel zur Leiterplattenachse möglich. Durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung des Kontaktelements mit einem zweiten Lötanschlußschenkel
hat sich somit die benötigte Typenanzahl der elektrischen
Steckverbinder halbiert, ohne daß sich die zur Verfügung gestellte Variationsvielfalt
verringert hat.
Die Ausbildung mindestens eines Vorsprunges zur elektrischen Kontaktierung
ermöglicht es, daß nur eine punktuelle bzw. kleinflächige Verlötung anstelle
einer vollflächigen Verlötung des entsprechenden Lötanschlußschenkels erfolgen
muß. Vorzugsweise sind dabei sowohl am ersten Lötanschlußschenkel
als auch am zweiten Lötanschlußschenkel mindestens zwei Vorsprünge zur
elektrischen Kontaktierung vorgesehen, wobei die Vorsprünge gleichmäßig
verteilt über die Länge der Lötanschlußschenkel angeordnet sind. Dadurch
wird ein Verkippen des Kontaktelements und damit auch des elektrischen
Steckverbinders beim Aufsetzen auf die Leiterplatte verhindert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
Kontaktelemente als Stanzteile ausgebildet.. Dadurch ist gewährleistet, daß
sämtliche Kontaktelemente in einem Gehäuse gleich ausgebildet sind, insbesondere
die Lötanschlußschenkel der einzelnen Kontaktelemente genau parallel
zueinander verlaufen. Somit ist sichergestellt, daß auch bei einer Mehrzahl
von nebeneinander angeordneten Kontaktelementen, alle Lötanschlußschenkel
der einzelnen Kontaktelemente einwandfrei auf der Leiterplatte verlötet
werden können.
Um ein ungewolltes Lösen des elektrischen Steckverbinders von der Leiterplatte
beim Abziehen eines korrespondierenden Anschlußsteckers zu verhindern,
ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf der dem
Gehäuse zugewandten Seite des zweiten Lötanschlußschenkels mindestens eine
Rastnase und an der zweiten Außenseite des Gehäuses ein korrespondierender
Rastvorsprung ausgebildet. Die Rastnase und der Rastvorsprung sind
dabei so zueinander ausgerichtet, daß ein Abziehen des Gehäuses von dem
Kontaktelement beim Abziehen eines Anschlußsteckers dadurch verhindert
wird, daß der Rastvorsprung mit der Rastnase in Eingriff kommt.
Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder so ausgebildet, daß in dem
Gehäuse eine Mehrzahl von Kontaktelementen angeordnet ist, so daß der
elektrische Steckverbinder auch als Steckerleiste bezeichnet werden kann. Die
einzelnen Kontaktschenkel können dabei entweder in durch Gehäusetrennwände
voneinander getrennten Aufnahmeräumen oder in einem gemeinsamen
Aufnahmeraum beabstandet voneinander angeordnet sein. An eine derartige
Steckerleiste können dann mit einem Steckvorgang mit einer entsprechenden
Anschlußsteckerleiste eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen an eine entsprechende
Anzahl von Leiterbahnen einer Leiterplatte angeschlossen werden.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbinder auszugestalten und weiterzubilden. Dazu
wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche
sowie auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders, mit einer zur Veranschaulichung weggelassenen
Seitenwand und
- Fig. 2
- eine Ausführungsform eines Kontaktelements zur Verwendung
in einem elektrischen Steckverbinder.
In der Fig. 1 ist ein elektrischer Steckverbinder 1 zur Oberflächenmontage auf
einer - hier nicht dargestellten - Leiterplatte dargestellt, der ein Gehäuse 2
und eine Mehrzahl von Kontaktelementen 3 aufweist, wobei in der Fig. 1 lediglich
ein Kontaktelement 3 dargestellt ist. Zur Darstellung des - in der Fig.
2 separat gezeigten - Kontaktelements 3 ist bei dem elektrischen Steckverbinder
1 gemäß Fig. 1 die äußere Seitenwand des Gehäuses 2 weggelassen worden.
Das durch Stanzen hergestellte Kontaktelement 3 weist einen Kontaktschenkel
4 und einen einstückig damit verbundenen Lötanschlußschenkel 5 auf, wobei
der Kontaktschenkel 4 und der Lötanschlußschenkel 5 senkrecht zueinander
angeordnet sind. Der Kontaktschenkel 4, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Stiftkontakt ausgebildet ist, ebenso jedoch auch als beispielsweise
tulpenförmiger Buchsenkontakt ausgebildet sein kann, ragt in einen
von dem Gehäuse 2 gebildeten Aufnahmeraum 6 hinein, in den ein korrespondierender
Anschlußstecker mit einem korrespondierenden Buchsenkontakt
eingesteckt werden kann. Während der Kontaktschenkel 4 somit zur
elektrischen Verbindung mit einem korrespondierenden Anschlußstecker
dient, dient der Lötanschlußschenkel 5, der entlang einer ersten Außenseite 7
des Gehäuses 2 verläuft, zur elektrischen Verbindung des Kontaktelements 3
mit der Leiterbahn einer Leiterplatte. Wird der elektrische Steckverbinder 1
mit dem Lötanschlußschenkel 5 auf einer Leiterplatte befestigt, so ist der
Kontaktschenkel 4 senkrecht zur Leiterplattenachse ausgerichtet, so daß ein
korrespondierender Anschlußstecker vertikal zur Leiterplattenachse in den
elektrischen Steckverbinder 1 eingesteckt werden kann.
Neben dem zuvor beschriebenen ersten Lötanschlußschenkel 5 weist das
Kontaktelement 3 noch einen zweiten Lötanschlußschenkel 8 auf, der an einem
Ende des ersten Lötanschlußschenkels 5 einstückig mit diesem verbunden
ist. Der zweite Lötanschlußschenkel 8 ist parallel zum Kontaktschenkel 4
und senkrecht zum ersten Lötanschlußschenkel 5 ausgerichtet und verläuft
entlang einer zweiten Außenseite 9 des Gehäuses 2. Wird nun der elektrische
Steckverbinder 1 mit dem zweiten Lötanschlußschenkel 8 auf einer Leiterplatte
befestigt, so weist der Steckverbinder 1 eine Steckrichtung parallel zur
Leiterplattenachse auf, d. h. ein korrespondierender Anschlußstecker kann
parallel zur Leiterplattenachse in das Gehäuse 2 des Steckverbinders 1 eingesteckt
werden.
Durch die Herstellung der Kontaktelement 3 als Stanzteile wird erreicht, daß
die beiden Lötanschlußschenkel 5 und 8 genau senkrecht zueinander ausgerichtet
sind. Außerdem ist sichergestellt, daß alle Kontaktelemente 3 eines
Steckverbinders 1 genau gleich ausgebildet sind, so daß beim Aufsetzen des
Steckverbinders 1 auf eine Leiterplatte alle Lötanschlußschenkel 5 oder 8 genau
parallel zur Leiterplatte verlaufen, so daß eine sichere Kontaktierung aller
Kontaktelemente 3 gewährleistet ist.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements
3 sind sowohl an dem ersten Lötanschlußschenkel 5 als auch dem
zweiten Lötanschlußschenkel 8 jeweils zwei Vorsprünge 10 ausgebildet, die
zur elektrischen Kontaktierung des Kontaktelements 3 mit einer Leiterbahn
der Leiterplatte dienen. Durch die Ausbildung der Vorsprünge 10 sind somit
die Bereiche der Lötanschlußschenkel 5 bzw. 8 festgelegt, an denen eine
Verlötung des Kontaktelements 3 auf der Leiterplatte erfolgt.
Neben den beiden zuvor erwähnten Vorsprüngen 10 zur elektrischen Kontaktierung
weisen die beiden Lötanschlußschenkel 5 und 8 jeweils noch einen
weiteren Vorsprung 11 auf, der zur mechanischen Fixierung mit der Leiterplatte
dient. Die beiden Vorsprünge 11 sind dabei jeweils an dem Ende der
Lötanschlußschenkel 5 bzw. 8 ausgebildet, das von dem gemeinsamen Ende
der beiden Lötanschlußschenkel 5, 8 entfernt ist, d. h. die beiden Vorsprünge
11 sind außenliegend angeordnet. Zur mechanischen Fixierung des Steckverbinders
1 auf einer Leiterplatte sind dann in der Leiterplatte zu den Vorsprüngen
11 korrespondierende Vertiefungen vorgesehen. Wie den Figuren
entnehmbar ist, sind die Vorsprünge 10 und 11 gleichmäßig über die Länge
des ersten Lötabschlußschenkels 5 bzw. des zweiten Lötanschlußschenkels 8
verteilt angeordnet, wodurch ein Verkippen des Kontaktelements 3 beim Aufsetzen
auf eine Leiterplatte verhindert wird.
Da, wie zuvor bereits ausgeführt, der Kontaktschenkel 4 des Kontaktelements
3 in den Aufnahmeraum 6 des Gehäuses 2 hineinragt, während der erste Lötanschlußschenkel
5 entlang der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 verläuft,
ist in der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 eine Bohrung 12 zur Durchführung
des Kontaktschenkels 4 ausgebildet. An die Bohrung 12 schließt sich ein
in den Aufnahmeraum 6 hineinragender Zapfen 13 an, durch den der Kontaktschenkel
4 und damit das Kontaktelement 3 fixiert wird. Hierzu weist der
Kontaktschenkel 4 einen verbreiterten Fixierbereich 14 und der Zapfen 13 eine
korrespondierende Innenkontur auf.
Eine zusätzliche Fixierung zwischen Gehäuse 2 und Kontaktelement 3 ist
durch eine auf der dem Gehäuse 2 zugewandten Seite des zweiten Lötanschlußschenkels
8 ausgebildete Rastnase 15 und einen an der zweiten Außenseite
9 des Gehäuses 2 ausgebildeten korrespondierenden Rastvorsprung 16
gegeben. Die aus Rastnase 15 und Rastvorsprung 16 gebildete Fixiereinrichtung
sorgt dafür, daß beim Abziehen eines Anschlußsteckers von dem Steckverbinder
1 das Gehäuse 2 nicht von dem Kontaktelement 3 mit abgezogen
wird. Eine Bewegung des Gehäuses 2 entgegen der Steckrichtung wird nämlich
dadurch verhindert, daß der Rastvorsprung 16 an der Rastnase 15 anliegt.
An der ersten Außenseite 7 des Gehäuses 2 ausgebildete Rippen 17 und ein an
der zweiten Außenseite 9 des Gehäuses 2 angeformter Vorsprung 18 dienen
zur Abstützung des Gehäuses 2 auf einer Leiterplatte, so daß insbesondere
beim Stecken oder Ziehen eines Anschlußsteckers eine Kippbewegung des
Steckverbinders 1 verhindert wird. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten elektrischen
Steckverbinder 1, der eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten
Kontaktelementen 3 aufweist, und daher auch als Steckerleiste bezeichnet
werden kann, ist der Aufnahmeraum 6 des ersten - einzigen hier dargestellten
- Kontaktelements 3 durch eine Gehäusetrennwand 19 von dem dahinterliegenden
Aufnahmeraum 6 sowie dem dahinter angeordneten Kontaktelement 3
getrennt.