EP2690721A1 - Elektrischer Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder mit Toleranzausgleich - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a Leiterplattenlötmontage connector, comprising an insulating body and at least one received therein in a receiving chamber elongated electrical plug contact extending between a printed circuit board associated foot part and the foot part at a distance opposite head portion of the insulator, wherein the at least one plug contact on a The headboard near the front end of an accessible electrically contactable plug-in area, an adjoining central region and subsequently has an exposed soldering area at a near the rear end of the foot.
- a problem with electrical connectors is to provide pluggable female and male connectors of which at least one connector is to be soldered to a printed circuit board which, despite some misalignment of some or all of the female or pin shaped male contacts after soldering the circuit board can be easily arranged in a tolerance-sensitive recording.
- This problem occurs especially when the soldering circuit board connector to be soldered has a large number of plug contacts, or when several socket and / or pin connectors are side by side on a circuit board are arranged and the electrical connection to be made via a common group connector in a tolerance-sensitive recording.
- the occurring offset of the individual plug contacts and thus also the plug contacts receiving insulator is caused by manufacturing tolerances of the circuit board, the electrical connector and soldering the female or male connectors to the circuit board.
- the invention has the object, a possibility for a tolerance compensation between soldered to a circuit board plug contacts at least one Porterplattenlötmontage connector and a receptacle for the or the insulator, in which / which the metallic plug contact parts are added to propose.
- the plug-in area is designed with a pin or a socket and designed the soldering area for by plug or surface mounting on the circuit board.
- the central region has a cylindrical bending-resistant holding zone adjoining the plug-in region and a cylindrical yielding deformation zone extending between the holding zone and the soldering region, so that the plug-in region of the at least one plug-in contact can be displaced laterally relative to the soldering region upon deformation of the deformation zone.
- the plug-in area is guided in the receiving chamber over the holding zone and is thus not affected in the deformation of the deformation zone, which is easily possible by lateral force on the insulating body.
- the soldering area is anyway fixed and stabilized after soldering to the printed circuit board via the soldering point on the printed circuit board, so that it is stable in position and dimensionally stable.
- the deformation zone is designed geometrically with respect to the holding zone of the central region and with respect to the soldering region in such a way that the deformation zone can be deformed substantially laterally with little effort. In order for a lateral displacement of the insulating body relative to the circuit board is possible to make minor positional corrections, wherein the mating portion of the at least one plug contact is not deformed.
- the deformation zone has locally determined sections in which the stability is reduced. It is essential that these sections are designed and arranged such that they allow a lateral displacement of the plug-in area relative to the soldering area in an arbitrary direction parallel to the printed circuit board without any significant problems Forces perpendicular and / or parallel to the circuit board between the solder joint and the holding zone of the plug contact occur. In this way, the joining of the insulating in a receptacle at a low mispositioning is always possible and at the head of the insulator of Porterplattenlötmontage connector according to the invention always a mating connector with complementary mating plug contacts coupled with the plug contacts of the plug-in area.
- the holding zone of the central region fixes the insertion region of the at least one plug contact at least laterally immovable in the receiving chamber, wherein between the insulating body and the at least one plug contact in the region of the deformation zone in the receiving chamber, an annular gap is formed, so that the deformation zone in lateral force application of the insulating in the annular gap is deformable.
- annular gap Through the annular gap, the deformation zone to the inner wall of the receiving chamber around a lateral distance, so that there is the central region transversely to the longitudinal axis of the plug contact bendable or bendable.
- the corresponding wall of the receiving chamber thus serves as a limit to the deflection.
- the holding zone of the central region from which the plug-in region extends in the axial direction, can be latched with the receiving chamber, pressed into it, cast in, or fastened there in another way.
- the holding zone is anchored there more or less free of play.
- the plug contact in the receiving chamber can be minimally movable in the axial direction be guided, so that in a deformation of the cylindrical resilient deformation zone, for example, in the lateral bending or buckling of the central region, the holding zone can move minimally relative to the receiving chamber.
- the at least one plug-in contact of the printed circuit board solder-mounting connector according to the invention is hollow at least in the region of the deformation zone. Due to the existing cavity, which is favorably also cylindrical, the stability of the central region in the deformation zone is significantly weakened, whereby the cavity can continue into the soldering area.
- the diameter of the cavity is preferably chosen such that the deformation zone of the central region has only one peripheral wall of small thickness, but sufficient for the current to be transmitted, compared to the diameter of the central region. This considerably facilitates the deformation of the deformation zone and thus a lateral displacement of the plug-in area relative to the soldering area.
- the deformation zone of the Porterplattenlötmontage connector has at least two transversely and / or obliquely to the longitudinal axis of the at least one plug contact extending, offset in the axial direction to each other arranged breakthroughs, each in a plane at least over half of the peripheral wall of the deformation zone extend.
- the apertures subdivide the deformation zone into individual deformation zone segments, which are connected to each other only over part of the peripheral wall of the central region and / or the holding zone to the adjoining plug region or to the soldering region.
- the junctions of the deformation zone segments are those points of the deformation zone that are particularly yielding.
- the deformation zone in this case may be two or more only transversely, only obliquely or transversely and obliquely have extending openings, wherein the planes in which the openings each extend, preferably at any typical angle between 0 and 45 ° opposite each other and with respect to an orthogonal extend the longitudinal axis of the plug contact.
- the deformation zone has at least one spiral extending, extending in the longitudinal direction of the plug-in breakthrough, preferably a spiral slot which extends at least over three quarters of the peripheral wall of the deformation zone in the circumferential and / or axial direction.
- the at least one spiral breakthrough preferably extends almost over the entire axial length of the deformation zone. In the case of two or more such breakthroughs, these are arranged offset to one another in the circumferential direction as well as in the axial direction of the central region.
- the apertures have transverse slots and / or slanted slots and longitudinal slots extending parallel to the longitudinal axis of the plug contact, and the transverse slots and / or slanted slots are connected at the ends to the longitudinal slots and preferably engage centrally in the longitudinal slots.
- the additional longitudinal slots further weaken the stiffness of the deformation zone. They are preferably designed substantially wider than the transverse and / or oblique slots. This significantly reduces the force required to deform the deformation zone.
- it is achieved that the deformation zones formed by the at least two transverse and / or oblique slots can be tilted more towards each other. The lateral displacement possibility of the plug-in area relative to the soldering area is thus increased.
- the longitudinal slots which are offset in the axial direction relative to one another and are connected to the ends of the transverse and / or oblique slots, are preferably arranged directly above one another.
- transverse and / or oblique slots these are preferably arranged at 180 ° in the direction of contact with respect to one another at the deformation zone, with a different number of transverse and / or oblique slots at an angle of 360 ° / number.
- displaceable In order for the mating area relative to the soldering area in all directions parallel to the circuit board to the same extent displaceable.
- the plug-in area, the holding zone and the deformation zone of the central area and the soldering area of the respective plug-in contact can be identical in size and / or shape and / or different.
- at least the central region with the deformation zone of the at least one plug-in contact plastically deformable material, wherein theêtplattenlötmontage connector according to the invention can be made in one piece or in several pieces.
- the plug-in area and / or the soldering area can have a different material and can electrically and mechanically interconnect with the central area via common connection methods known to the person skilled in the art be connected.
- embodiments are preferred in which the at least one plug-in contact is made in one piece.
- all the plug contacts have a central area with a deformation zone with the features described above.
- the plug contacts or the deformation zones are arranged relative to one another such that they do not stand in each other's way when aligning the plug contacts and also do not come into contact with each other.
- the alignment of the plug contacts to each other and to the circuit board takes place both in unipolar as well as multi-pole embodiments indirectly on the orientation of the insulating body of the electrical Porterplattenlötmontage connector relative to the circuit board.
- the insulating body in the region of the deformation zone and / or in the soldering area have intermediate walls which hold the plug contacts safely separated electrically.
- the plug-in area is already electrically isolated in the receiving chamber.
- the deformation zone preferably has a significantly lower bending or buckling resistance than the holding zone of the central area or as the soldering area.
- the at least one plug-in contact of the printed circuit board solder-mounting connector according to the invention is produced in particular as a milled part, as a turned part or as a rolled stamped bent part.
- Such parts are inexpensive to produce in a known manner.
- the transverse, oblique, longitudinal or spiral slots can already be introduced during punching before rolling. All conceivable geometries and arrangements are possible.
- the electrical connector assembly according to the invention has at least two soldered to a circuit board electrical Leiterplattenlötmontage connector according to one of the preceding claims.
- a connector assembly having at least two such soldered to the circuit board connectors which caused by the particular configuration of the deformation zone of the central region tolerance compensation comes particularly to fruition.
- FIG. 1 shows, by way of example, a multi-pole circuit board solder mounting connector 1 according to the invention for a printed circuit board, not shown in the drawing, in a perspective longitudinal section.
- the Leiterplattenlötmontage connector 1 has an insulator 2 and a number of therein received in receiving chambers 3 elongated electrical plug contacts 4, which is located between one of the circuit board associated foot part 5 and the foot part 5 at a distance opposite head portion 6 of the insulator 2 extend.
- the plug contacts 4 are of identical design and have at the head part 6 near the front end 7 an accessible electrically contactable plug-in area 8, an adjoining central area 9 and subsequently at a the foot part 5 near the rear end 10 an exposed soldering 11.
- the central region 9 is divided into a cylindrical bending-resistant holding zone 12 adjoining the plug-in region 8 and a cylindrical yielding deformation zone 13 extending between the holding zone 12 and the soldering region 11.
- the plug-in region 8 of the respective plug contacts 4 is opposite the soldering region 11 when the deformation zone is deformed 13 and the insulating body 2 relative to the circuit board laterally displaceable.
- the holding zone 12 of the central region 9 fixes the plug-in region 8 of the plug contacts 4 laterally immovable in the receiving chambers 3.
- an annular gap 14 is formed between the insulating body 2 and the respective plug contacts 4 in the region of the deformation zones 13 in the receiving chambers 3 and / or below each an annular gap 14 is formed.
- the plug contacts 4 are formed hollow in the region of the deformation zone 13 inside and have at the front ends 7 in each case a plug-in area 8 with integrally formed spring tongues 15.
- rolled plug-in contacts 4 designed as stamped and bent parts are used. All variants shown in the embodiments can also be produced as turned parts.
- FIG. 2 are in the FIGS. 2a to 2e by way of example, five different such plug contacts 4, each in two views shown.
- Illustrated embodiments of the plug-in contact 4 are first punched out of a strip of material and then rolled.
- the plug contacts 4 are made in one piece from a plastically deformable material.
- the material thickness of the material strip used is typically between 0.25 and 0.4 mm.
- At an exemplary height of 5 mm and a corresponding diameter of about 1.5 mm of the deformation zone 13 can be the plug-in area 8 relative to the soldering 11 by bending or buckling of the deformation zone 13 in at least two directions in about 0.35 mm laterally move.
- the in the FIGS. 2a . 2c shown variants of the plug-in contact 4 have a deformation zone 13 with two transverse to the longitudinal axis of the plug-in contact 4 extending, offset in the axial direction to each other arranged openings 16.
- the apertures 16 each extend in a plane over half of the peripheral wall 18 of the deformation zone 13 also.
- the apertures 16 subdivide the deformation zone 13 into individual deformation zone segments 17, which are connected to each other only over part of the peripheral wall 18 of the central region 9 and / or the holding zone 12 to the adjoining plug region 8 or to the solder region 11.
- the deformation zone segments 17 are in the Figures 3 . 4 indicated by reference numbers.
- the joints of these deformation zone segments 17 are particularly resilient. They allow a lateral tilting of the deformation zone segments opposite each other, wherein the size and shape of the apertures 16 changes.
- the openings 16 are formed as slots.
- the deformation zones 13 in the FIGS. 2a . 2c visualized plug contacts 4 thus have transverse slots 19 which are arranged offset in the axial direction of the central region 9 to each other.
- a plurality of longitudinal slots 20 extending parallel to the longitudinal axis of the plug contact 4 are arranged in these variants, wherein the transverse slots 19 are connected at the end to the longitudinal slots 20 and engage centrally in the longitudinal slots 20.
- the longitudinal slots 20 are substantially wider than the transverse slots 19.
- the two transverse slots 19 respectively associated longitudinal slots 20 one above the other in the circumferential direction staggered to each other. In the in the Figure 2c illustrated variant, these longitudinal slots 20 are arranged directly above one another.
- FIG. 2b a variant of the plug contact 4 is shown with a tubular deformation zone 13, in which the openings 16 of the deformation zone 13 instead of transverse slots 19 has slanted slots 21.
- the oblique slots 21 extend obliquely to the longitudinal axis of the plug contact 4.
- the two slanted slots 21 are offset from each other in the axial direction and extend in a plane at least over half of the peripheral wall 18 of the deformation zone 13. In this embodiment, although no longitudinal slots are provided, however, these are possible in principle.
- the deformation zone 13 may also have at least one spiral extending, extending in the longitudinal direction of the plug contact 4 opening 16, preferably a spiral slot 22, which is at least over three quarters the peripheral wall 18 of the deformation zone 13 extends.
- the at least one spiral slot 22 preferably extends over almost the entire axial length of the deformation zone 13
- Figure 2d shows such an embodiment with a spiral slot 22, the FIG. 2e a variant thereof with two spiral slots 22.
- the spiral slots 22 formed by the spiral openings 16 each act in the same way as the transverse slots 19 and the oblique slots 21.
- the openings 16, ie in particular the transverse slots 19, the slanted slots 21 or the spiral slots 22 rotationally symmetrical about the central axis of the deformation zone 13 offset from one another.
- FIGS. 3a to 3e show the handling of the plug contacts FIGS. 2a to 2e , There, the openings 16 in size, shape, arrangement and course in the deformation zone 13 are clearly visible. In addition, the location and size ratios the plug-in area 8, the central area 9 and the soldering area 11 can be seen opposite one another, in particular also that of the deformation zone 13.
- FIGS. 4a to 4c show enlarged detail of a deformed deformation zone 13 of the plug contacts 4 according to the FIGS. 2a to 2c , It can clearly be seen there that the respective three deformation zone segments 17 are tilted relative to one another, wherein the two outer deformation zone segments 17 are aligned parallel to one another. Thus, the plug-in area 8 has a lateral offset relative to the soldering area 11. It can be clearly seen that the openings 16 in the form of transverse slots 19, slanted slots 21 and / or longitudinal slots 20 with respect to in the Figures 2 and 3 shown in the original form are clearly changed.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder, mit einem Isolierkörper und mindestens einem darin in einer Aufnahmekammer aufgenommenen länglichen elektrischen Steckkontakt, der sich zwischen einem einer Leiterplatte zugeordneten Fußteil und einem dem Fußteil mit Abstand gegenüberliegenden Kopfteil des Isolierkörpers erstreckt, wobei der mindestens eine Steckkontakt an einem dem Kopfteil nahen vorderen Ende einen zugänglichen elektrisch kontaktierbaren Steckbereich, einen daran anschließenden Zentralbereich und darauf folgend an einem dem Fußteil nahen hinteren Ende einen freiliegenden Lötbereich aufweist.
- Ein Problem bei elektrischen Steckverbindern ist es, ineinander steckbare Buchsen- und Stift-Steckverbinder, von denen mindestens ein Steckverbinder zum Verlöten mit einer Leiterplatte vorgesehen ist, zu liefern, die trotz einer gewissen Fehlausrichtung einiger oder aller buchsen- oder stiftförmigen Steckkontakte nach dem Verlöten mit der Leiterplatte problemlos in einer toleranzbehafteten Aufnahme angeordnet werden können. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn der zu verlötende Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder eine große Anzahl von Steckkontakten aufweist oder wenn mehrere Buchsen- und/oder Stift-Steckverbinder auf einer Leiterplatte nebeneinander angeordnet sind und die elektrische Verbindung über einen gemeinsamen Gruppenstecker in einer toleranzbehafteten Aufnahme hergestellt werden soll. Der dabei auftretende Versatz der einzelnen Steckkontakte und damit auch der die Steckkontakte aufnehmenden Isolierkörper ist durch Fertigungstoleranzen der Leiterplatte, der elektrischer Steckverbinder und beim Verlöten der Buchsen- oder Stift-Steckverbinder mit der Leiterplatte bedingt. Dieses Problem ist besonders groß bei als oberflächenmontierbares Bauelement ausgebildeten elektrischen Leiterplattenlötmontage-Steckverbindern. Wenn die Position des Isolierkörpers solcher Streckverbinder nicht wie konstruktiv vorgesehen eingehalten wird, können auch Schwierigkeiten auftreten, wenn ein Gehäuseteil mit den/die verlöteten Steckverbinder aufnehmenden Kammern oder Durchbrüchen, den jeweiligen Isolierkörper um- und/oder übergreifend, gefügt werden sollen.
- Zur Lösung des Problems ist es bekannt, die Steckkontakte schwimmend in dem jeweiligen Isolierkörper aufzunehmen. Beispielhaft wird auf die Druckschriften
EP 1 861 898 A1 undEP 0 806 814 A1 verwiesen. Die Fehlausrichtung der Steckkontakte wird dabei jedoch nicht korrigiert, so dass die Gegensteckkontaktteile des Gegensteckverbinders nur schwer mit den Steckkontakten des jeweiligen verlöteten Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders verbindbar sind und die Lötstellen der Steckkontakte mit hoher Kraft beaufschlagen. Dies kann auf Dauer zur Schädigung der Lötstellen führen. Außerdem können die Steckkontakte des mindestens einen aufgelöteten Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders und/oder die Gegensteckkontaktteile des Gegensteckverbinders beschädigt, eventuell sogar unbrauchbar werden. - Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für einen Toleranzausgleich zwischen mit einer Leiterplatte verlöteten Steckkontakten mindestens eines Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders und einer Aufnahme für den bzw. die Isolierkörper, in dem/denen die metallischen Steckkontaktteile aufgenommen sind, vorzuschlagen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen. Die Aufgabe wird außerdem durch eine Steckverbinderanordnung gemäß dem Anspruch 13 gelöst.
- Bei dem eingangs beschriebenen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder ist der Steckbereich mit einem Stift oder einer Buchse ausgeführt und der Lötbereich für die durch Steck- oder Oberflächenmontage auf der Leiterplatte gestaltet. Erfindungsgemäß weist der Zentralbereich eine an den Steckbereich anschließende zylinderförmige biegestarre Haltezone und eine sich zwischen der Haltezone und dem Lötbereich erstreckende zylindrische nachgiebig ausgebildete Deformationszone auf, so dass der Steckbereich des mindestens einen Steckkontakts gegenüber dem Lötbereich bei Deformierung der Deformationszone seitlich verschiebbar ist. Der Steckbereich ist in der Aufnahmekammer über die Haltezone geführt und wird so bei der Deformierung der Deformationszone, die durch seitliche Krafteinwirkung auf den Isolierkörper einfach möglich ist, nicht beeinflusst. Der Lötbereich ist ohnehin nach dem Verlöten mit der Leiterplatte über die Lötstelle an der Leiterplatte fixiert und stabilisiert, so dass dieser lage - und formstabil ist. Idealerweise wird die Deformationszone gegenüber der Haltezone des Zentralbereiches und gegenüber dem Lötbereich geometrisch derart gestaltet, dass die Deformationszone diesen gegenüber mit geringem Kraftaufwand im wesentlichen seitlich verformbar ist. Damit ist eine seitliche Verschiebung des Isolierkörpers gegenüber der Leiterplatte möglich, um geringfügige Lagekorrekturen vorzunehmen, wobei der Steckbereich des mindestens einen Steckkontakts nicht verformt wird.
- Zweckmäßigerweise weist die Deformationszone örtlich bestimmte Abschnitte auf, in denen die Stabilität herabgesetzt ist. Wesentlich ist dabei, dass diese Abschnitte derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie problemlos eine seitliche Verschiebung des Steckbereiches gegenüber dem Lötbereich in eine beliebige Richtung parallel zur Leiterplatte ermöglichen, ohne dass wesentliche Kräfte senkrecht und/oder parallel zu der Leiterplatte zwischen der Lötstelle und der Haltezone des Steckkontakts auftreten. Auf diese Weise ist das Fügen des Isolierkörpers in eine Aufnahme bei einer geringen Fehlpositionierung jederzeit möglich und am Kopfteil des Isolierkörpers des erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders immer ein Gegensteckverbinder mit komplementär ausgebildeten Gegensteckkontakten mit den Steckkontakten des Steckbereiches koppelbar.
- Vorzugsweise fixiert die Haltezone des Zentralbereichs den Steckbereich des mindestens einen Steckkontaktes zumindest seitlich unverrückbar in der Aufnahmekammer, wobei zwischen dem Isolierkörper und dem mindestens einen Steckkontakt im Bereich der Deformationszone in der Aufnahmekammer ein Ringspalt ausgebildet ist, so dass die Deformationszone bei seitlicher Kraftbeaufschlagung des Isolierkörpers in den Ringspalt hinein verformbar ist. Durch den Ringspalt weist die Deformationszone zu der Innenwand der Aufnahmekammer rundum einen seitlichen Abstand auf, so dass dort der Zentralbereich quer zur Längsachse des Steckkontaktes biegbar oder knickbar ist. Die entsprechende Wand der Aufnahmekammer dient damit gleichzeitig als Begrenzung für die Auslenkung. Es ist aber auch möglich, auf die einzelnen die Deformationszone jedes Steckkontaktes umgebenden Wände der Aufnahmekammer zu verzichten. Diese ist insbesondere bei kleinen Leiterplattenlötmontage-Steckverbindern mangels Raum für eine ausreichende Wandstärke zwangsläufig notwendig. Die Deformationszonen aller Steckkontakte werden dann nur von einer gemeinsamen Wand umschlossen, die bis zum Lötbereich reichen kann, und bilden einen gemeinsamen Aufnahmekammerabschnitt.
- Die Haltezone des Zentralbereiches, von dem sich der Steckbereich in axialer Richtung weg erstreckt, kann mit der Aufnahmekammer verrastet, in diese eingepresst, eingegossen oder dort in einer anderen Art befestigt sein. Abhängig von der Art der Fixierung des Steckkontaktes in der Aufnahmekammer ist die Haltezone dort mehr oder weniger spielfrei verankert. Insbesondere kann dabei der Steckkontakt in der Aufnahmekammer in axialer Richtung minimal beweglich geführt sein, so dass bei einer Verformung der zylindrischen nachgiebig ausgebildeten Deformationszone, beispielsweise beim seitlichen Biegen oder Knicken des Zentralbereiches, die Haltezone sich gegenüber der Aufnahmekammer minimal verschieben kann.
- Bei einer begünstigten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Steckkontakt des erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders zumindest im Bereich der Deformationszone innen hohl ausgebildet. Durch den vorhandenen Hohlraum, der günstigerweise ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist, wird die Stabilität des Zentralbereiches in der Deformationszone deutlich geschwächt, wobei sich der Hohlraum bis in den Lötbereich fortsetzen kann. Dabei ist der Durchmesser des Hohlraums bevorzugt derart gewählt, dass die Deformationszone des Zentralbereiches nur noch eine Umfangswand geringer Stärke, jedoch ausreichend für die zu übertragende Stromstärke, gegenüber dem Durchmesser des Zentralbereiches aufweist. Dies erleichtert die Deformierung der Deformationszone und damit eine seitliche Verschiebung des Steckbereiches gegenüber dem Lötbereich erheblich.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Deformationszone des Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders mindestens zwei quer und/oder schräg zur Längsachse des mindestens einen Steckkontakts verlaufende, in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnete Durchbrüche auf, die sich jeweils in einer Ebene mindestens über die Hälfte der Umfangswand der Deformationszone erstrecken. Die Durchbrüche unterteilen die Deformationszone in einzelne Deformationszonen-Segmente, die nur noch über einen Teil der Umfangswand des Zentralbereiches miteinander und/oder der Haltezone mit dem daran anschließenden Steckbereich bzw. mit dem Lötbereich verbunden sind. Die Verbindungsstellen der Deformationszonen-Segmente sind diejenigen Stellen der Deformationszone, die besonders nachgiebig sind. Sie ermöglichen ein seitliches Verkippen der Deformationszonen-Segmente einander gegenüber, wobei die Größe der Durchbrüche ab und/oder zunimmt. Die Deformationszone kann in diesem Fall zwei oder mehr nur quer, nur schräg oder quer und schräg verlaufende Durchbrüche aufweisen, wobei sich die Ebenen, in denen sich die Durchbrüche jeweils erstrecken, vorzugsweise in einem beliebigen typischen Winkel zwischen 0 und 45° einander gegenüber und im Hinblick auf eine Orthogonale der Längsachse des Steckkontaktes erstrecken.
- Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders weist die Deformationszone mindestens einen sich spiralförmig erstreckenden, in Längsrichtung des Steckkontakts verlaufenden Durchbruch auf, vorzugsweise einen Spiralschlitz, der sich mindestens über drei Viertel der Umfangswand der Deformationszone in Umfangs- und/oder Axialrichtung erstreckt. In Längsrichtung des Steckkontaktes erstreckt sich der mindestens eine spiralförmige Durchbruch vorzugsweise beinahe über die gesamte axiale Länge der Deformationszone. Bei zwei oder mehr derartigen Durchbrüchen sind diese sowohl in Umfangsrichtung wie auch in axialer Richtung des Zentralbereiches versetzt zueinander angeordnet. Besonders günstig ist es, diese Durchbrüche in Umfangsrichtung der Deformationszone jeweils rotationssymmetrisch versetzt zueinander anzuordnen, damit keine Richtung für die seitliche Verschiebung bevorzugt oder benachteiligt ist. Die spiralförmigen Durchbrüche der Deformationszone wirken in gleicher Weise wie die quer und/oder schräg zur Längsachse des Steckkontaktes jeweils in einer Ebene verlaufenden Durchbrüche.
- Bei einer favorisierten Weiterbildung der Erfindung weisen die Durchbrüche Querschlitze und/oder Schrägschlitze sowie parallel zu der Längsachse des Steckkontaktes verlaufende Längsschlitze auf und die Querschlitze und/oder Schrägschlitze sind endseitig mit den Längsschlitzen verbunden sind und greifen in die Längsschlitze vorzugsweise mittig ein. Die zusätzlichen Längsschlitze schwächen die Steifigkeit der Deformationszone weiter. Sie sind vorzugsweise wesentlich breiter ausgeführt als die Quer- und/oder Schrägschlitze. Damit reduziert sich die für die Verformung der Deformationszone notwendige Kraft nochmals deutlich. Außerdem wird damit erreicht, dass die von den mindestens zwei Quer- und/oder Schrägschlitzen gebildeten Deformationszonen-Segmente einander gegenüber stärker verkippt werden können. Die seitliche Verschiebungsmöglichkeit des Steckbereiches gegenüber dem Lötbereich ist damit vergrößert.
- Vorzugsweise sind die in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Längsschlitze, die mit den Enden der Quer- und/oder Schrägschlitze verbunden sind, direkt übereinander angeordnet. Als besonders günstig hat sich bei allen Varianten mit mindestens zwei Quer- und/oder Schrägschlitzen herausgestellt, die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Deformationszone jeweils rotationssymmetrisch versetzt zueinander anzuordnen, d.h. in Umfangsrichtung der Deformationszone gleichmäßig zu verteilen. Bei zwei Quer- und/oder Schrägschlitzen sind diese vorzugsweise um 180° in Umgangsrichtung versetzt zueinander an der Deformationszone angeordnet, bei einer anderen Anzahl von Quer - und/oder Schrägschlitzen um einen Winkel von 360°/Anzahl. Damit ist der Steckbereich gegenüber dem Lötbereich in allen Richtungen parallel zu der Leiterplatte in gleichem Maße verschiebbar.
- In allen Ausführungsformen der Erfindung kann der vorgeschlagene elektrische Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder bei einpoliger Ausführung einen Steckkontakt mit stiftförmigem oder buchsenförmigem Steckbereich und bei mehrpoliger Ausführung eine Anzahl von Steckkontakten mit stift- und/oder buchsenförmigen Steckbereichen nebeneinander aufweisen. Dabei können der Steckbereich, die Halte- und die Deformationszone des Zentralbereiches und der Lötbereich des jeweiligen Steckkontaktes in Größe und Form gleich und/oder unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise weist bei all diesen Varianten zumindest der Zentralbereich mit der Deformationszone des mindestens einen Steckkontaktes plastisch verformbares Material auf, wobei der erfindungsgemäße Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder einstückig oder mehrstückig hergestellt sein kann. Prinzipiell können der Steckbereich und/oder der Lötbereich ein anderes Material aufweisen und mit dem Zentralbereich über gängige dem Fachmann bekannte Verbindungsverfahren elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sein. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei dem der mindestens eine Steckkontakt einstückig hergestellt ist.
- Bei einem erfindungsgemäßen mehrpoligen elektrischen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder weisen alle Steckkontakte einen Zentralbereich mit einer Deformationszone mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen auf. Die Steckkontakte bzw. die Deformationszonen sind dabei derart zueinander angeordnet, dass sie sich gegenseitig beim Ausrichten der Steckkontakte nicht im Wege stehen und auch nicht in Kontakt miteinander kommen. Die Ausrichtung der Steckkontakte zueinander und zu der Leiterplatte erfolgt sowohl bei einpoligen wie auch bei mehrpoligen Ausführungsformen indirekt über die Ausrichtung des Isolierkörpers des elektrischen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders gegenüber der Leiterplatte. Dabei kann der Isolierkörper im Bereich der Deformationszone und/oder im Lötbereich Zwischenwände aufweisen, die die Steckkontakte sicher elektrisch voneinander getrennt halten. Der Steckbereich ist ohnehin in der Aufnahmekammer elektrisch isoliert aufgenommen. Um einer unerwünschten Verformung des mindestens einen Steckkontaktes beim Ausrichten des vorgeschlagenen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders vorzubeugen und um eine unnötige Kraftbeaufschlagung des jeweiligen Lötpins bzw. Lötpads des Lötbereiches zu verhindern, weist die Deformationszone vorzugsweise eine deutliche geringere Biege- bzw. Knicksteifigkeit auf als die Haltezone des Zentralbereiches bzw. als der Lötbereich.
- Der mindestens eine Steckkontakt des erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders ist insbesondere als Frästeil, als Drehteil oder als gerolltes Stanzbiegeteil hergestellt. Derartige Teile sind auf bekannte Weise kostengünstig herstellbar. Im Besonderen können bei gerollten Stanzbiege-Steckkontakten die Quer-, Schräg-, Längs- oder Spiralschlitze vor dem Rollen bereits beim Stanzen eingebracht werden. Dabei sind alle erdenklichen Geometrien und Anordnungsweisen möglich.
- Die erfindungsgemäße elektrische Steckverbinderanordnung weist mindestens zwei an einer Leiterplatte angelötete elektrische Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auf. Bei einer Steckverbinderanordnung mit mindestens zwei derartigen an der Leiterplatte angelöteten Steckverbindern kommt der durch die besondere Ausgestaltung der Deformationszone des Zentralbereichs bewirkte Toleranzausgleich besonders zum Tragen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale der Erfindung können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:
- Figur 1
- einen erfindungsgemäßen mehrpoligen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder in perspektivischer Längsschnittdarstellung;
- Figur 2
- verschiedene Ausführungsformen von als gerollte Stanzbiegeteile hergestellten elektrischen Steckkontaktteilen (
Figur 2a bis 2e ) des Leiterplattenlötmontage-Steckverbinders ausFigur 1 , mit nicht deformierter Deformationszone; - Figur 3
- die Abwicklung der Steckkontakte aus
Figur 2 (Figur 3a bis 3e ); und - Figur 4
- Ausschnittsvergrößerungen der verformten Deformationszone (
Figur 4a bis 4c ) der Steckkontakte gemäßFigur 2a bis 2c . - Die
Figur 1 zeigt beispielhaft einen mehrpoligen erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder 1 für eine in der Zeichnung nicht dargestellte Leiterplatte, in einer perspektivischen Längsschnittdarstellung. Der Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder 1 weist einen Isolierkörper 2 und eine Anzahl von darin in Aufnahmekammern 3 aufgenommenen länglichen elektrischen Steckkontakten 4 auf, die sich zwischen einem der Leiterplatte zugeordneten Fußteil 5 und einem dem Fußteil 5 mit Abstand gegenüberliegenden Kopfteil 6 des Isolierkörpers 2 erstrecken. Die Steckkontakte 4 sind identisch ausgebildet und weisen an dem dem Kopfteil 6 nahen vorderen Ende 7 einen zugänglichen elektrisch kontaktierbaren Steckbereich 8, einen daran anschließenden Zentralbereich 9 und darauf folgend an einem dem Fußteil 5 nahen hinteren Ende 10 einen freiliegenden Lötbereich 11 auf. Der Zentralbereich 9 ist aufgeteilt in eine an den Steckbereich 8 anschließende zylinderförmige biegestarre Haltezone 12 und eine zwischen der Haltezone 12 und dem Lötbereich 11 erstreckende zylindrische nachgiebig ausgebildete Deformationszone 13. Damit ist der Steckbereich 8 der jeweiligen Steckkontakte 4 gegenüber dem Lötbereich 11 bei Deformierung der Deformationszone 13 bzw. der Isolierkörper 2 gegenüber der Leiterplatte seitlich verschiebbar. - Die Haltezone 12 des Zentralbereiches 9 fixiert den Steckbereich 8 der Steckkontakte 4 seitlich unverrückbar in den Aufnahmekammern 3. Zwischen dem Isolierkörper 2 und den jeweiligen Steckkontakten 4 ist im Bereich der Deformationszonen 13 in den Aufnahmekammern 3 und/oder darunter je ein Ringspalt 14 ausgebildet. Damit können die Deformationszonen 13 bei seitlicher Kraftbeaufschlagung des Isolierkörpers 2 in die Ringspalte 14 hinein verformt werden. Die Steckkontakte 4 sind im Bereich der Deformationszone 13 innen hohl ausgebildet und weisen an den vorderen Enden 7 jeweils einen Steckbereich 8 mit angeformten Federzungen 15 auf. Für den erfindungsgemäßen Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder 1 werden vorzugsweise gerollte als Stanzbiegeteile ausgeführte Steckkontakte 4 verwendet. Alle in den Ausführungsbeispiele dargestellten Varianten sind auch als Drehteile herstellbar. In der
Figur 2 sind in denFiguren 2a bis 2e exemplarisch fünf verschiedene derartige Steckkontakte 4, jeweils in zwei Ansichten, dargestellt. - Die in den
Figuren 2a bis 2e verbildlichten Ausführungsformen des Steckkontakts 4 sind zuerst aus einem Materialstreifen ausgestanzt und dann gerollt. Die Steckkontakte 4 sind einstückig aus einem plastisch verformbaren Material hergestellt. Die Materialstärke des verwendeten Materialstreifens beträgt dabei typisch zwischen 0,25 und 0,4 mm. Bei einer beispielhaften Höhe von 5 mm und einem entsprechenden Durchmesser von etwa 1,5 mm der Deformationszone 13 lässt sich der Steckbereich 8 gegenüber dem Lötbereich 11 durch Biegen oder Knicken der Deformationszone 13 in mindestens zwei Richtungen in etwa um 0,35 mm seitlich verschieben. - Die in den
Figuren 2a ,2c gezeigten Varianten des Steckkontakts 4 weisen eine Deformationszone 13 mit zwei quer zu der Längsachse des Steckkontakts 4 verlaufenden, in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Durchbrüchen 16 auf. Die Durchbrüche 16 erstrecken sich jeweils in einer Ebene über die Hälfte der Umfangswand 18 der Deformationszone 13 hinaus. Die Durchbrüche 16 unterteilen die Deformationszone 13 in einzelne Deformationszonen-Segmente 17, die nur noch über einen Teil der Umfangswand 18 des Zentralbereiches 9 miteinander und/oder der Haltezone 12 mit dem daran anschließenden Steckbereich 8 bzw. mit dem Lötbereich 11 verbunden sind. Die Deformationszonen-Segmente 17 sind in denFiguren 3 ,4 mit Bezugsziffern ausgewiesen. Die Verbindungsstellen dieser Deformationszonen-Segmente 17 sind besonders nachgiebig. Sie ermöglichen ein seitliches Verkippen der Deformationszonen-Segmente einander gegenüber, wobei sich die Größe und die Form der Durchbrüche 16 verändert. - Bei allen in den
Figuren 2a bis 2e abgebildeten Steckkontakten 4 mit rohförmiger Deformationszone 13 sind die Durchbrüche 16 als Schlitze ausgebildet. Die Deformationszonen 13 der in denFiguren 2a ,2c visualisierten Steckkontakte 4 weisen demnach Querschlitze 19 auf, die in axialer Richtung des Zentralbereiches 9 versetzt zueinander angeordnet sind. Zusätzlich zu den Querschlitzen 19 sind bei diesen Varianten mehrere parallel zu der Längsachse des Steckkontaktes 4 verlaufende Längsschlitze 20 angeordnet, wobei die Querschlitze 19 endseitig mit den Längsschlitzen 20 verbunden sind und in die Längsschlitze 20 mittig eingreifen. Dabei sind die Längsschlitze 20 wesentlich breiter ausgebildet als die Querschlitze 19. Gemäß derFigur 2a sind die beiden den Querschlitzen 19 jeweils zugeordneten Längsschlitze 20 übereinander in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. In der in derFigur 2c dargestellten Variante sind diese Längsschlitze 20 direkt übereinander angeordnet. - In der
Figur 2b ist eine Variante des Steckkontaktes 4 mit einer rohrförmigen Deformationszone 13 dargestellt, bei der die Durchbrüche 16 der Deformationszone 13 anstelle von Querschlitzen 19 Schrägschlitze 21 aufweist. Die Schrägschlitze 21 erstrecken sich schräg zu der Längsachse des Steckkontaktes 4. Die beiden Schrägschlitze 21 sind in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet und erstrecken sich in eine Ebene mindestens über die Hälfte der Umfangswand 18 der Deformationszone 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwar keine Längsschlitze vorgesehen, jedoch sind diese prinzipiell möglich. - Anstelle von Querschlitzen 19 und/oder Schrägschlitzen 21, mit oder ohne daran angeschlossenen Längsschlitzen 20, kann die Deformationszone 13 auch mindestens einen sich spiralförmig erstreckenden, in Längsrichtung des Steckkontaktes 4 verlaufenden Durchbruch 16, vorzugsweise einen Spiralschlitz 22 aufweisen, der sich mindestens über drei Viertel der Umfangswand 18 der Deformationszone 13 erstreckt. In Längsrichtung des Steckkontaktes 4 verläuft der mindestens eine Spiralschlitz 22 vorzugsweise beinahe über die gesamte axiale Länge der Deformationszone 13. Die
Figur 2d zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel mit einem Spiralschlitz 22, dieFigur 2e eine Variante davon mit zwei Spiralschlitzen 22. Die von den spiralförmigen Durchbrüchen 16 gebildeten Spiralschlitze 22 wirken jeweils in gleicher Weise wie die Querschlitze 19 bzw. die Schrägschlitze 21. Vorteilhafterweise sind bei allen in derFigur 2 dargestellten Ausführungsformen der Steckkontakte 4 die Durchbrüche 16, d.h. insbesondere die Querschlitze 19, die Schrägschlitze 21 oder die Spiralschlitze 22 rotationssymmetrisch um die Mittelachse der Deformationszone 13 versetzt zueinander angeordnet. - Die
Figuren 3a bis 3e zeigen die Abwicklung der Steckkontakte ausFigur 2a bis 2e . Dort sind die Durchbrüche 16 in Größe, Form, Anordnung und Verlauf in der Deformationszone 13 deutlich erkennbar. Außerdem sind die Lage- und Größenverhältnisse des Steckbereichs 8, des Zentralbereichs 9 und des Lötbereichs 11 einander gegenüber ersichtlich, insbesondere auch die der Deformationszone 13. - Die
Figuren 4a bis 4c zeigen Ausschnittsvergrößerungen einer verformten Deformationszone 13 der Steckkontakte 4 gemäß denFiguren 2a bis 2c . Dort ist deutlich zu erkennen, dass die jeweils drei Deformationszonen-Segmente 17 gegeneinander verkippt sind, wobei die beiden äußeren Deformationszonen-Segmente 17 parallel zueinander ausgerichtet sind. Damit weist der Steckbereich 8 einen seitlichen Versatz gegenüber dem Lötbereich 11 auf. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass die Durchbrüche 16 in Form von Querschlitzen 19, Schrägschlitzen 21 und/oder Längsschlitzen 20 gegenüber der in denFiguren 2 und3 dargestellten ursprünglichen Form deutlich verändert sind.
Claims (13)
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder (1), mit einem Isolierkörper (2) und mindestens einem darin in einer Aufnahmekammer (3) aufgenommenen länglichen elektrischen Steckkontakt (4), der sich zwischen einem einer Leiterplatte zugeordneten Fußteil (5) und einem dem Fußteil (5) mit Abstand gegenüberliegenden Kopfteil (6) des Isolierkörpers (2) erstreckt, wobei der mindestens eine Steckkontakt (4) an einem dem Kopfteil (6) nahen vorderen Ende (7) einen zugänglichen elektrisch kontaktierbaren Steckbereich (8), einen daran anschließenden Zentralbereich (9) und darauf folgend an einem dem Fußteil (5) nahen hinteren Ende (10) einen freiliegenden Lötbereich (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbereich (9) eine an den Steckbereich (8) anschließende zylinderförmige biegestarre Haltezone (12) und eine sich zwischen der Haltezone (12) und dem Lötbereich (11) erstreckende zylindrische nachgiebig ausgebildete Deformationszone (13) aufweist, so dass der Steckbereich (8) des mindestens einen Steckkontakts (4) gegenüber dem Lötbereich (11) bei Deformierung der Deformationszone (13) seitlich verschiebbar ist.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezone (12) des Zentralbereiches (9) den Steckbereich (8) des mindestens einen Steckkontaktes (4) zumindest seitlich unverrückbar in der Aufnahmekammer (3) fixiert und dass zwischen dem Isolierkörper (2) und dem mindestens einen Steckkontakt (4) im Bereich der Deformationszone (13) in der Aufnahmekammer (3) ein Ringspalt (14) ausgebildet ist, so dass die Deformationszone (13) bei seitlicher Kraftbeaufschlagung des Isolierkörpers (2) in den Ringspalt (14) hinein verformbar ist.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steckkontakt (4) zumindest im Bereich der Deformationszone (13) innen hohl ausgebildet ist.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone (13) mindestens zwei quer oder/oder schräg zu der Längsachse des mindestens einen Steckkontaktes (4) verlaufende, in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnete Durchbrüche (16) aufweist, die sich jeweils in einer Ebene mindestens über die Hälfte der Umfangswand (18) der Deformationszone (13) erstrecken.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (16) Querschlitze (19) und/oder Schrägschlitze (21) sowie parallel zu der Längsachse des Steckkontaktes (4) verlaufende Längsschlitze (20) aufweisen, wobei die Querschlitze (19) und/oder Schrägschlitze (21) endseitig mit den Längsschlitzen (20) verbunden sind und in die Längsschlitze (20) vorzugsweise mittig eingreifen.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (20) wesentlich breiter sind als die Querschlitze (19) und/oder Schrägschlitze (21).
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Längsschlitze (20) direkt übereinander angeordnet sind.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (16) in Umfangsrichtung der Deformationszone (13) jeweils rotationssymmetrisch versetzt zueinander angeordnet sind.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone (13) mindestens einen sich spiralförmig erstreckenden, in Längsrichtung des Steckkontaktes (4) verlaufenden Durchbruch (16) aufweist, der sich mindestens über drei Viertel der Umfangswand (18) der Deformationszone (13) erstreckt.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Deformationszone (13) des mindestens einen Steckkontaktes (4) plastisch verformbares Material aufweist.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steckkontakt (4) einstückig hergestellt ist.
- Leiterplattenlötmontage-Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steckkontakt (4) ein Frästeil, ein Drehteil oder ein gerolltes Stanzbiegeteil ist.
- Elektrische Steckverbinderanordnung, mit mindestens zwei an einer Leiterplatte angelöteten elektrischen Leiterplattenlötmontage-Steckverbindern (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche.
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