NL192233C - Elektrische connector. - Google Patents

Description

1 192233

Elektrische connector

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische connector omvattende een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van één of meer kanalen voor het opnemen van een contactelement, in elk van 5 deze kanalen opgenomen contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, waarbij elk contactelement is voorzien van een contacteinde met oorvormig orgaan voor het maken van contact met een verder contactelement, een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading en een zich tussen het contacteinde en het aansluitende uitstrekkend basisdeel met een ten opzichte van het basisdeel verheven lipvormig orgaan, dat een vrij uiteinde heeft, waarbij het basisdeel en het lipvormige orgaan op tegenoveriig-10 gende wanddelen van een het contactelement opgenomen hebbend kanaal aangrijpen een en ander zodanig dat het lipvormige orgaan een vergrendeling vormt tegen verschuiving van het contactelement binnen het bijbehorende kanaal in een voorafbepaalde richting parallel aan de lengterichting van het kanaal en waarbij elk contacteinde ten minste één langwerpig verend plaatdeel omvat.

Een dergelijke connector is bekend uit Amerikaanse octrooischrift 4.006.961. De bekende connector 15 omvat contactelementen die zijn voorzien van een contacteinde voor het maken van contact met een verder -----tiontantaifttTiftnt een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading en een zich tussen het contacteinde en het aansluiteinde uitstrekkend basisdeel. Vanuit dit basisdeël strekt zich een lipvormig' .....— orgaan uit dat een vrij uiteinde heeft. Het basisdeel en het lipvormige orgaan zijn na assemblage van de connector in aangrijping met tegenoverliggende wanddelen van een kanaal waarin het contactelement is 20 opgenomen. Het lipvormige orgaan is zodanig voorgebogen ten opzichte van het basisdeel, dat dit lipvormige orgaan na de assemblage een vergrendeling vormt voor verschuiving van het contactelement in het kanaal in een vooraf bepaalde richting parallel aan de lengterichting van het kanaal. Vergrendeling van het bekende contactelement in de richting tegenovergesteld aan de genoemde voorafbepaalde richting geschiedt door middel van een schouder van het kanaal, die na assemblage in aangrijping is met een 25 ringvormige wand van het contactelement. In de uitvoeringsvorm van figuur 8, waarvan de conclusies zijn afgebakend, omvat het bekende contactelement twee langwerpige verende plaatdelen 100 voor het maken van contact met een verder contactelement. In de bekende connector worden geen middelen verschaft voor het mechanisch voorspannen van de twee langwerpige verende plaatdelen om aldus het insteken van een verder contactelement tussen beide langwerpige verende plaatdelen te vereenvoudigen.

30 De uitvinding stelt zich ten doel een elektrische connector te verschaffen, waarin de contactelementen met behulp van eenvoudige maatregelen niet kunnen verschuiven in de kanalen waarin zij zich bevinden en deze zelfde maatregelen een mechanische voorspanning geven aan de als langwerpige, verende plaatdelen gevormde contacteinden van de contactelementen.

Daartoe voorziet de uitvinding in een connector van de bij de aanvang genoemde soort met het kenmerk, 35 dat ieder kanaal ten minste één nok- of ribvormig orgaan omvat dat samenwerkt met het oorvormige orgaan van het ten minste ene langwerpige plaatdeel teneinde genoemd langwerpige plaatdeel een mechanische voorspanning te verschaffen, welk nok- of ribvormige orgaan voorts is voorzien van een schuin toelopend uiteinde, dat in aangrijping is met een V-vormige uitsparing van het contactelement teneinde het contactelement te vergrendelen in het kanaal in een richting tegenovergesteld aan die van de voorafbepaalde 40 richting.

Het voordeel van deze maatregelen is, dat het contactelement in beide richtingen in het kanaal tegen verschuiven is vergrendeld, terwijl bovendien elk langwerpig plaatdeel van het contacteinde mechanisch is voorgespannen om het maken van elektrisch contact met een verder contactelement te vergemakkelijken.

Door toepassing van met name de V-vormige uitsparing in het contactelement verkrijgt het nok- of 45 ribvormige orgaan aldus in de uitvoeringsvorm van de uitvinding een dubbele functie, namelijk die van voorspanorgaan en die van sperorgaan tegen verschuiving.

Daarbij wordt opgemerkt, dat uit de Europese octrooiaanvrage 0.218.435 een aanvraagster op zich zelf de toepassing van nok- of ribvormige organen bekend is, welke worden gebruikt voor het positioneren en mechanisch voorspannen van ’’vrouwelijk” gevormde contactelementen van elektrisch geleidend materiaal.

50 De contactelementen volgens de uitvinding kunnen met een willekeurig aansluiteinde, bijvoorbeeld een als isolatiedoordringingscontact, een als soldeereinde of een voor het klemmend (press-fit) in een opening van een substraat opnemen, uitgevoerd aansluiteinde worden uitgerust. De contactelementen volgens de uitvinding kunnen als geheel door stansen of een andere op zichzelf bekende mechanische verspannings-techniek en aansluitend vouwen uit een plano van elektrisch geleidend materiaal worden gevormd.

55 De uitvinding is uiteraard niet beperkt tot contactelementen voor toepassing in een connector van speciale afmetingen. De contactelementen volgens de uitvinding zijn zowel geschikt voor toepassing in connectoren van gebruikelijke als gereduceerde afmetingen, zoals in het voorgaande beschreven.

192233 2

De connector en contactelementen volgens de uitvinding worden in het navolgende aan de hand van op de tekening weergegeven voorkeursuitvoeringsvormen nader geïllustreerd. Hierin toont, respectievelijk tonen: figuur 1 schematisch, perspectivisch, gedeeltelijk met uiteengenomen delen, een deel van een connector en een contactelement volgens de uitvinding; 5 figuur 2 schematisch een doorsnede-aanzicht van een contactelement opgenomen in de behuizing van de connector volgens figuur 1, figuur 3 schematisch een doorsnede-aanzicht van een geassembleerd contactelement in een behuizing volgens figuur 1, waarbij het contactelement van twee contacteinden is voorzien, figuren 4a-e schematisch, perspectivisch verschillende uitvoeringsvormen van contacteinden van 10 contactelementen volgens de uitvinding, figuren 5a-e schematisch, perspectivisch verschillende uitvoeringsvormen van als soldeereinde uitgevoerde aansluiteinden van contactelementen volgens de uitvinding, figuren 6a-c schematisch, perspectivisch verschillend uitvoeringsvormen van als isoiatiedoordringings-contact uitgevoerde aansluiteinden van contactelementen volgens de uitvinding, 15 figuur 7 schematisch, perspectivisch verschillende uitvoeringsvormen van aansluiteinden voor het klemmend in een opening van een substraat opnemen daarvan (press-fit).________________________

Figuur 1 toont gedeeltelijk een behuizing 1 van elektrisch isolerend materiaal, bijvoorbeeld kunststof, voorzien van meerdere, vierkante langwerpige kanalen 2 voor het opnemen van een contactelement, zoals 20 bijvoorbeeld het in figuur 1 getoonde contactelement 10 van elektrisch geleidend materiaal.

Dit contactelement 10 is opgebouwd uit een contacteinde 11, uitgevoerd als opneemcontact, en een aansluiteinde 12 in de vorm van een soldeerpen 13 voor bijvoorbeeld soldeeimontage op een plaat met gedrukte bedrading (niet getoond). Tussen het contacteinde 11 en het aansluiteinde 12 strekt zich een basisdeel 20 uit, in de vorm van een langwerpige vlakke plaat 21, aan de uiteinden waarvan respectievelijk 25 het contacteinde 11 en het aansluiteinde 12 vast met het basisdeel 20 zijn verbonden, en met een zich vanaf het vlak van het basisdeel uitstrekkend lipvormig vasthoudorgaan 22 overeenkomstig de uitvinding.

In de getoonde uitvoeringsvorm is het lipvormig vasthoudorgaan 22 uit de plaat 21 van het basisdeel 20 gevormd. Het lipvormige vasthoudorgaan 22 is hierbij met zijn uiteinde 23 aangrenzend aan het contacteinde 11 vast, verend met het basisdeel 20 verbonden, terwijl het vrije uiteinde 24 van het vasthoudorgaan 30 22 verheven ten opzichte van de plaat 21 van het basisdeel 20 aangrenzend aan het aansluiteinde 12 is gelegen.

Figuur 2 toont een doorsnede-aanzicht door een kanaal 2 van de connector volgens figuur 1, met het daarin gemonteerde contactelement 10.

Duidelijk is te zien dat het lipvormige vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding zich over de gehele 35 doorsnede over een hoek ten opzichte van de langsrichting van het kanaal 2 hierin uitstrekt. De vlakke plaat 21 van het basisdeel 20 ligt daarbij tegen de begrenzingswand 3 van het kanaal 2, terwijl het vrije uiteinde 24 van het lipvormige vasthoudorgaan 22 op de, tegenover de begrenzingswand 3 gelegen begrenzingswand 4 van het kanaal 2 aangrijpt.

Bij het contacteren van het contacteinde 11 van het contactelement 10 zal het vasthoudorgaan 22 een 40 grotere hoek ten opzichte van de plaat 21 van het basisdeel 20 willen innemen, waardoor de plaat 21 met meer kracht tegen de wand 3 van het kanaal 2 wordt gedrukt, teneinde de benodigde vasthoudkracht in opsteekrichting van het contactelement 10 te verschaffen. De kracht waarmee het contactelement 10 middels het lipvormige vasthoudorgaan 22 in het kanaal 2 van de behuizing wordt vastgehouden, kan relatief gering zijn, echter voldoende om te verhinderen dat het contactelement 10 door schokken of stoten 45 uit het kanaal kan geraken.

De relatief geringe kracht waarmee het contactelement 10 in een kanaal 2 wordt vastgehouden, is in het bijzonder van voordeel bij contactelementen met een te solderen aansluiteinde. Door de relatief geringe krachtwerking is het thermische contact tussen het basisdeel 20 en de begrenzingswand 3 van het kanaal 2, alsmede het thermische contact tussen het vrije uiteinde 24 van het vasthoudorgaan 22 en de 50 begrenzingswand 4 van het kanaal relatief slecht, waardoor er slechts weinig warmte aan de begrenzings-wanden 3, 4 wordt overgedragen. Door afwezigheid van (hoge) mechanische diuk op de wanden 3, 4 zijn ook minder snel geneigd tot thermische veivorming. Dit is in het bijzonder van voordeel bij connectoren van geringe afmetingen, bijvoorbeeld met in rijen gerangschikte kanalen 2 met een steekafstand van bijvoorbeeld 1 mm tussen de kanalen in een rij en een steekafstand van 1,27 mm tussen rijen onderling, omdat de 55 wanden 3, 4 hierbij relatief dun zijn en bijgevolg door een relatief geringe hoeveelheid warmte kunnen worden beschadigd. Ten opzichte van retentiehaken of andere, op de kanaalwanden druk uitoefenende vasthoudorganen, heeft het lipvormige vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding het voordeel dat bij een 3 192233 eventuele thermische vervorming van de begrenzingswanden 3,4 de retentiekracht, als gevolg van de inherente veerwerking van het vasthoudorgaan 22, niet of nauwelijks wordt beïnvloed.

Uit figuur 2 is verder duidelijk te zien dat het lipvoimige vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding de beschikbare doorsnede van het kanaal 2 zo volledig mogelijk benut, waardoor ook bij de bijvoorbeeld 5 genoemde geringe afmetingen van een connector, c.q. contactelement, een lipvormig orgaan van voldoende sterkte kan worden verschaft. Het is uiteraard ook mogelijk om twee of meer lipvormige vasthoudorganen 22 toe te passen, welke bijvoorbeeld alle op de begrenzingswanden 3, 4 van een kanaal 2 aangrijpen, of ook op de begrenzingswanden 5, 6 van een kanaal 2, in combinatie met een bijvoorbeeld L· of U-vormig basisdeel 20, zie figuur 1. Uiteraard kunnen deze vasthoudorganen 22 zich ook onder verschillende hoeken 10 ten opzichte van de langsrichting van een kanaal 2 hierin uitstrekken.

Figuur 3 toont een doorsnede-aanzicht van een contactelement volgens de uitvinding, in een kanaal 2 van de behuizing 1 overeenkomstig figuur 1, aan een einde voorzien van een opneemcontact 11 en aan het andere einde uitgerust met een stekercontact 14 en twee lipvormige vasthoudorganen 22, waarvan de vrije einden 24 tegenover elkaar liggen.

15 De lipvormige vasthoudorganen 22 volgens de uitvinding hebben verder het voordeel dat door het ----------------toepassen-van een doom of deraelijke. de contactelementen gemakkelijk uit een kanaal van de behuizing kunnen worden verwijderd, eenvoudigweg door het lipvormige vasthoudorgaan 22 in de lichting van hét bijbehorende basisdeel 20 te duwen. Een dergelijke doom kan met voordeel ook worden toegepast voor het met een minimale kracht assembleren van een contactelement in een kanaal 2, hetgeen in het bijzonder 20 van voordeel is bij contactelementen van gereduceerde afmetingen, bijvoorbeeld contactelementen welke relatief lang en dun zijn, die op deze wijze zonder risico van vervorming in de behuizing kunnen worden ingebracht. Voor het assembleren van een connector met contactelementen zoals getoond in figuur 3 is toepassing van een op de vasthoudorganen 22 aangrijpende doom eveneens noodzakelijk.

Figuren 4a-e tonen verschillende uitvoeringsvormen van contacteinden van contactelementen voorzien 25 van een basisdeel 20 volgens de uitvinding.

Figuur 4a toont een contactelement 30 met een als stekercontact 31 uitgevoerd contacteinde, overeenkomstig het stekercontact 14 in figuur 3, opgebouwd uit twee zich vanaf het basisdeel 20 uitstrekkende, met een uiteinde vast hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige vlakken plaatdelen 32, 33. De plaatdelen 32, 33 zijn met hun respectieve vrije uiteinden 34, 35 naar elkaar toelopend uitgevoerd. Voor het 30 verhogen van de stijfheid van het stekercontact 31 kunnen in de plaatdelen uitstulpingen 36 worden aangebracht, getoond met onderbroken lijnen, welke uitstulpingen 36 zich in de door de plaatdelen 32,33 begrensde doorsnede 37 uitstrekken.

Figuur 4b toont een verdere uitvoeringsvorm van een contactelement 40, met een als stekercontact 41 uitgevoerd contacteinde. In tegenstelling tot de uitvoeringsvorm van figuur 4a, is het stekercontact 35 opgebouwd uit gekromde plaatdelen 42, 43, zoals in doorsnede vergroot is weergegeven. Aan hun vrije uiteinden 44, 45 zijn de beide plaatdelen 42, 43 kegelvormig toelopend uitgevoerd. In plaats van de getoonde elliptische doorsnede 46, kunnen de beide plaatdelen 42, 43 elke andere doorsnede begrenzen, bijvoorbeeld een cirkelvormige doorsnede.

De door de respectieve plaatdelen 32, 33 en 42, 43 begrensde ruimte werkt in het bijzonder bij 40 contactelementen voorzien van een soldeeraansluiteinde als reservoir voor het opvangen van soldeerflux. Hiermee wordt voorkomen dat de (relatief kleine) contactvlakken op de naar buiten gekeerde oppervlakken van de plaatdelen 32, 33 en 42, 43 door soldeerflux ongewenst vervuild raken, hetgeen een verhoging van de overgangsweerstand bij contactering van een verdere connector tot gevolg heeft. Ook het vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding werkt als barrière tegen een ongewenste stroming van soldeerflux vanaf 45 het aansluiteinde naar het contacteinde van een contactelement.

Figuur 4c toont een contactelement 50, voorzien van een als opneemcontact 51 uitgevoerd contacteinde, overeenkomstig het opneemcontact 11 zoals getoond in figuur 1. Het opneemcontact 51 wordt gevormd door twee zich vanaf het basisdeel 20 uitstrekkende, met een uiteinde vast verend hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige vlakke of gekromde plaatdelen 52, 53. Van deze plaatdelen 52, 53 50 vormen de naar elkaar toegekeerde vlakken 56, 57 aan de respectieve vrije uiteinden 54, 55 een contact-plaats voor het contacteren van een verder contactelement, bijvoorbeeld het contactelement volgens figuur 4a, of b. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de contactpiaatsen in de plaatdelen 52, 53 nabij de vrije uiteinden 54, 55 aangebracht uitstulpingen 58, waarbij de betreffende vrije uiteinden tevens gekromd zijn, zodanig dat de uitstulpingen 58 vanaf het gekromde oppervlak uitsteken. Toepassing van uitstulpingen 58, 55 is niet per se noodzakelijk, evenals het gekromd uitvoeren van de vrije uiteinden 54, 55 van de plaatdelen 52, 53. De uitstulpingen 58, 59 hebben het voordeel dat het opneemcontact 51 minder gevoelig is voor tolerantieverschillen in hiermee te contacteren stekercontacten, waarbij de genoemde kromming van de vrije

Claims (2)

192233 4 uiteinden 54, 55 het opnemen van een stekercontact vergemakkelijken. Figuur 4d toont een contactelement 60 volgens de uitvinding, echter voorzien van een, een contactvinger 61 vormend enkel langwerpig plaatdeel 62. Het plaatdeel 62 vormt aan zijn vrije uiteinde 63 een contact-plaats 64 met een uitstulping 65, overeenkomstig het contactelement 50. 5 Figuur 4e toont een overeenkomstig figuur 4c opgebouwd contactelement volgens de uitvinding, voorzien van een opneemcontact 71 voor het contacteren van contactvlakken aan de rand van een substraat, bijvoorbeeld een plaat met gedrukte bedrading, een creditcard of een kaart voor toegangscontrole voorzien van aan een rand aangebrachte contactvlakken. Het opneemcontact is ook nu weer gevormd uit vlakke plaatdelen 72, 73, met vrije uiteinden 74, 75 welke contactplaatsen 76, 77 voorzien van uitstulpingen 78 10 vormen, overeenkomstig de uitvoeringsvorm volgens figuur 4c. In combinatie met de in figuur 4 getoonde contacteinden kunnen de contactelementen 30, 40, 50, 60 en 70 van aansluiteinden worden voorzien in de vorm van bijvoorbeeld soldeerpennen 81-85 zoals getoond in figuren 5a-e, of bijvoorbeeld isolatiedoordringingscontacten 86, 87, 88 zoals getoond in figuren 6a-c, welke isolatiedoordringingscontacten het voorwerp vormen van de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaan-15 vrage 9100761, of bijvoorbeeld voor het klemmend in een opening van een substraat opnemen van het aansluiteinde (press-fit) zoals de in figuren 7a-c getoonde aansluiteinden 89, 90, 91.______ Zoals geïllustreerd in figuur 1, kunnen de kanalen 2 van nok- of ribvormige elementen 7 worden voorzien, voor het in samenwerking met één of meer nabij de vrije uiteinden van een opneemcontact 11, 51, 61,71 aangebrachte, zich in langsrichting van de betreffende plaatdelen uitstrekkende oorvormige organen 20 15 voor het positioneren van de plaatdelen 52, 53; 62; 72, 73 in een kanaal 2. In de getoonde uitvoeringsvorm worden de betreffende plaatdelen 52, 53; 62; 72, 73 door het ribvormige element 7 middels de oorvormige organen 15 over een afstand ten opzichte van elkaar voorgepositioneerd, waardoor de opsteekkracht voor het contacteren van een verdere connector wordt verminderd. Zoals duidelijk uit figuur 1 is te zien, is voor het centreren van het contactelement 10 in een kanaal 2 het 25 ribvormige orgaan 7 aan zijn vanaf de contactzijde 8 van de behuizing 1 afgekeerde einde 9 schuin toelopend uitgevoerd, zodanig dat in geassembleerde toestand dit uiteinde 9 aangrijpt op een V-vormige uitsparing 16 van het contactelement 10. De contactelementen volgens de uitvinding kunnen met voordeel als geheel door bijvoorbeeld stansen en aansluitend vouwen uit een plano van elektrisch geleidend materiaal worden gevormd. In tegenstelling tot 30 bijvoorbeeld massieve stekercontacten, kunnen de uit de plaatdelen opgebouwde stekercontacten volgens de uitvinding nauwkeuriger en met een gladder contactoppervlak worden vervaardigd. Het zal duidelijk zijn, dat de uitvinding niet beperkt is tot een lipvormig vasthoudorgaan zoals getoond, of een twee-zijdige connector zoals getoond, maar dat voor een vakman voor de hand liggende afwijkingen en aanvullingen mogelijk zijn, bijvoorbeeld een lipvormig vasthoudorgaan met een afgerond vrij uiteinde. 35

1. Elektrische connector omvattende een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van één of 40 meer kanalen voor het opnemen van een contactelement, in elk van deze kanalen opgenomen contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, waarbij elk contactelement is voorzien van een contacteinde met oorvormig orgaan voor het maken van contact met een verder contactelement, een aansluiteinde voor het aansluiten van elektrische bedrading en een zich tussen het contacteinde en het aansluiteinde uitstrekkend basisdeel met een ten opzichte van het basisdeel verheven lipvormig orgaan, dat een vrij 45 uiteinde heeft, waarbij het basisdeel en het lipvormige orgaan op tegenoverliggende wanddelen van een het contactelement opgenomen hebbend kanaal aangrijpen een en ander zodanig dat het lipvormige orgaan een vergrendeling vormt tegen verschuiving van het contactelement binnen het bijbehorende kanaal in een voorafbepaalde richting parallel aan de lengterichting van het kanaal en waarbij elk contacteinde ten minste één langwerpig verend plaatdeel omvat, met het kenmerk, dat ieder kanaal (2) ten minste één nok- of 50 ribvormig orgaan (7) omvat dat samenwerkt met het oorvormige oigaan (15) van het ten minste ene langwerpige plaatdeel (52, 53; 62; 72, 73) teneinde genoemd langwerpige plaatdeel een mechanische voorspanning te verschaffen, welk nok- of ribvormige orgaan (7) voorts is voorzien van een schuin toelopend uiteinde (9), dat in aangrijping is met een V-vormige uitsparing (16) van het contactelement (10) teneinde het contactelement te vergrendelen in het kanaal (2) in een richting tegenovergesteld aan die van 55 de vooraf bepaalde richting.

2. Elektrische connector volgens conclusie 1, waarbij elk contacteinde twee tegenover elkaar liggende 5 192233 verende langwerpige plaatdelen met een ooivormig orgaan omvat, met het kenmerk, dat het nok- of ribvormige orgaan (7) samenwerkt met beide oorvormige organen (15) teneinde beide langwerpige plaatdelen een mechanische voorspanning te verschaften. Hierbij 2 bladen tekening