NL9101487A - Elektrische connector. - Google Patents

Description

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 één of meer van deze kanalen opgenomen contactelementen van elektrisch geleidend materiaal, alsmede contactelementen voor opname in een dergelijke behuizing, in het bijzonder voor het realiseren van connectoren van gereduceerde afmeting en/of connectoren met een zo hoog mogelijke contact-elementdichtheid.

Gezien het huidige streven naar schaalverkleining (miniaturisatie) van elektronische componenten, enerzijds om zo klein mogelijke apparatuur geschikt voor inbouw te vervaardigen en anderzijds om in apparatuur van gegeven afmetingen zoveel mogelijk onderdelen onder te brengen, bijvoorbeeld om het aantal functies van de betreffende apparatuur te vergroten, bestaat er een nog steeds groeiende behoefte aan connectoren van gereduceerde afmeting en/of connectoren van gegeven of genormeerde afmetingen met een zo hoog mogelijke contactelementdichtheid. Dat wil zeggen een zo hoog mogelijk aantal contactelementen per volume-eenheid van de behuizing van de connector.

Bij tot nu toe gebruikelijke connectoren met in rijen gerangschikte kanalen c.q. contactelementen met een steekafstand van bijvoorbeeld 2 mm tussen de kanalen in een rij en 2,54 mm tussen rijen onderling, kan de behuizing met relatief robuuste scheidingswanden tussen de afzonderlijke kanalen en met relatief robuuste buitenste begrenzingswanden worden uitgevoerd.

Voor het in een dergelijke relatief robuuste behuizing vergrendelen van de contactelementen kunnen deze van retentiehaken zijn voorzien, welke in gemonteerde toestand op één of meer wanden van het kanaal aangrijpen en door vervorming van het oppervlak hiervan (invreten) de benodigde kracht verschaffen voor het in een kanaal vasthouden van een contactelement bij het bijvoorbeeld contacteren van een verdere connector. Zie bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 3.680.032.

Voor het realiseren van connectoren met gereduceerde afmetingen en/of een zo hoog mogelijke contactelementdichtheid, bijvoorbeeld met een steekafstand van 1 mm tussen de kanalen in een rij en een steekafstand van 1,27 mm tussen rijen onderling, zijn dergelijke retentiehaken ongeschikt. Dit omdat enerzijds de wanden van de behuizing tussen de kanalen, alsmede de begrenzingswanden van de behuizing zelf, relatief dun zijn, zodat vervorming van deze wanden (invreten hiervan) ontoelaatbaar is en omdat anderzijds bij toepassing van retentiehaken door de hiermee gepaard gaande vervorming van de kanalen groei- en/of krimp in één of meer richtingen van de behuizing van de connector optreedt bij assemblage van de contactelementen. De afmetingen van de behuizing van een uiteindelijk geassembleerde connector kunnen hierdoor wel met circa 5% verschillen van een behuizing zonder contactelementen. Dergelijke maatverschillen zijn bij connectoren van gereduceerde afmeting en/of een zo hoog mogelijke contactdichtheid ontoelaatbaar. Ook wordt hierdoor ondermeer het aantal rijen in een connector beperkt. Dit is nadelig gezien het huidige streven om niet het aantal kolommen, c.q. de lenge van een connector, maar het aantal rijen, c.q. de hoogte van een connector, uit te breiden. Relatief lange connectoren veroorzaken een ongewenste buiging van het substraat, bijvoorbeeld een plaat met gedrukte bedrading, waarop ze zijn gemonteerd. Dit kan resulteren in breuk van het substraat zelf of één of meer bedra-dingsporen hiervan.

Contactelementen van gereduceerde afmetingen mogen voorts niet worden onderworpen aan de voor het in een kanaal assembleren daarvan benodigde relatief hoge kracht welke bij toepassing van weerhaakvormige retentiehaken noodzakelijk is. Bij relatief lange en dunne contactelementen kan dan een ongewenste buiging van het contactelement, bijvoorbeeld van zijn contacteinde, optreden.

Het in de kanalen vormen van nokken of sleuven voor het in samenwerking met vanaf de contactelementen uitstekende lippen en dergelijke in een kanaal vergrendelen van het betreffende contactelement, zoals bijvoorbeeld geopenbaard door het Amerikaanse octrooischrift 4.053.197 of de Europese octrooiaanvrage 0.052.462, is voor het realiseren van connectoren van gereduceerde afmeting en/of met een zo hoog mogelijke contactele-mentdichtheid, als gevolg van ruimtegebrek in een (klein) kanaal praktisch onmogelijk. Dit omdat deze nokken of sleuven als gevolg van hun relatief kleine afmetingen te gevoelig zijn voor beschadiging, breuk, e.d.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4.392.705 zijn contactelementen van elektrisch geleidend materiaal voorzien van een contacteinde voor het contacteren van een verder contactelement, een aansluiteinde voor het aansluiten van een elektrische bedrading, en een zich tussen het contacteinde en het aansluiteinde uitstrekkend basisdeel met een ten opzichte van het basisdeel verheven orgaan voor het in een bijbehorend kanaal van de behuizing vasthouden van het contactelement bekend, waarbij het basisdeel en het verheven orgaan op tegenoverliggende wanddelen van het bijbehorende kanaal aangrijpen. Het genoemde verheven orgaan bestaat hierbij uit een in het vlak van het basisdeel aangebrachte bolsegmentvormige uitstulping.

Een dergelijke wijze van vasthouden van de contactelementen in een kanaal van de behuizing is evenmin geschikt voor het realiseren van een connector van gereduceerde afmeting en/of een zo hoog mogelijk contact-elementdichtheid, vanwege de noodzakelijke overdimensionering van het basisdeel ten opzichte van de kanaalafmetingen teneinde een voldoende druk op de kanaalwanden uit te oefenen voor het vasthouden van een betreffend contactelement. De relatief dunne wanden van een behuizing voor het realiseren van een dergelijke connector zijn niet bestand tegen deze drukkrachten, terwijl de ook nu vereiste relatief hoge assemblagekracht op een contactelement van gereduceerde afmeting vervorming hiervan kan veroorzaken.

In het bijzonder bij contactelementen voorzien van een aansluiteinde voor soldeermontage zal het materiaal van de behuizing verder aan een zekere hoeveelheid warmte worden blootgesteld. Zo zal er bij bijvoorbeeld weerhaakvormige retentiehaken of contactelementen voorzien van uitstulpingen voor het onder druk in een kanaal vasthouden daarvan, als gevolg van de solide overgang tussen het contactelement en de behuizing, relatief veel warmte aan de wanden van een kanaal worden overgedragen. Thermische vervorming van de wanden van de behuizing kan leiden tot een verlaagde retentiekracht kan leiden.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een elektrische connector van gereduceerde afmetingen en/of een zo hoog mogelijke contact-elementdichtheid te verschaffen.

De uitvinding voorziet daartoe in een elektrische connector, omvattende een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van één of meer kanalen voor het opnemen van een contactelement, in één of meer van deze kanalen opgenomen contactelementen van elektrisch geleidend materiaal voorzien van een contacteinde voor het contacteren van 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 orgaan voor het in een bijbehorend kanaal van de behuizing vasthouden van het contactelement, waarbij het basisdeel en het verheven orgaan op tegenoverliggende wanddelen van het bijbehorende kanaal aangrijpen, met het kenmerk, dat het verheven orgaan lipvormig is, met een aangrenzend aan het contacteinde vast verend met het basisdeel verbonden uiteinde en een aangrenzend aan het aansluiteinde ten opzichte van het basisdeel verheven gelegen vrij uiteinde, welk vrij uiteinde op een wanddeel van het bijbe- horende kanaal aangrijpt.

In geassembleerde toestand van het contactelement strekt het lipvor-mige verheven orgaan volgens de uitvinding zich in hoofdzaak over de gehele doorsnede onder een hoek ten opzichte van de langsrichting van het kanaal hierin uit.

Het lipvormige orgaan volgens de uitvinding verschaft een adaptieve vasthoudwerking. In niet-gecontacteerde toestand van de connector worden er als gevolg van de verende werking van het lipvormige orgaan relatief lichte krachten op de betreffende wanddelen van de kanalen uitgeoefend, terwijl bij het contacteren van de contactelementen het lipvormige orgaan het basisdeel daarentegen met kracht tegen het tegenoverliggende wanddeel van het kanaal zal drukken, waardoor een voldoende vasthoudkracht in opsteekrichting van de connector wordt verschaft.

Door het volgens de uitvinding zo volledig mogelijk benutten van de beschikbare doorsnede van het kanaal kan, ook bij gereduceerde afmetingen, een lipvormig orgaan van voldoende sterkte, c.g. materiaalomvang worden verschaft voor het in het kanaal vasthouden van het betreffende contactelement.

De veerwerking van het lipvormig orgaan is verder essentieel om toleranties en dergelijke in de afmetingen van de kanalen en de contactelementen zelf op te vangen, welke toleranties naarmate de afmetingen van de kanalen en contactelementen kleiner worden, een steeds belangrijker rol spelen.

Doordat het lipvormige orgaan volgens de uitvinding geen of nagenoeg geen mechanische beschadiging (invreten) van de wanden van een kanaal van de behuizing van de connector veroorzaken, is het bijzonder geschikt voor toepassing in behuizingen met relatief dunnen wanden. Dat wil zeggen geschikt voor miniaturisatiedoeleinden dan wel voor het verhogen van de contactelementdichtheid. Bijvoorbeeld met een steekafstand van 1 mm tussen de kanalen in een rij en een steekafstand van 17,27 mm tussen de rijen onderling. De genoemde groei van de afmetingen van de behuizing bij assemblage van contactelementen met retentiehaken is bij het vasthoud-orgaan volgens de uitvinding afwezig. Dit maakt het ondermeer mogelijk om tegemoet te komen aan het genoemde streven naar vergroting van het aantal rijen contactelementen. Aantallen van 8 a 10 rijen zijn mogelijk.

Doordat in niet-gecontacteerde toestand van de connector relatief lichte krachten op de betreffende wanddelen van het kanaal worden uitgeoefend en door het feit dat het lipvormige orgaan slechts met zijn vrije uiteinde op een wanddeel aangrijpt, dat wil zeggen een relatief gering raakvlak, zal er in het geval van contactelementen met een soldeeraan- sluiteinde bij het monteren hiervan slechts een geringe hoeveelheid warmte aan de betreffende (dunne) wanddelen van een kanaal worden overgedragen, met een verminderd risico voor thermische vervorming of beschadiging van deze wanddelen. Bij infrarood solderen, waarbij de connector aan infrarode straling wordt blootgesteld, zullen de (dunne) wanddelen van de behuizing, bij toepassing van contactelementen met een lipvormig vast-houdorgaan volgens de uitvinding, minder snel geneigd zijn tot vervorming door warmte-inwerking, omdat hierop geen of nagenoeg geen mechanische krachten voor het vasthouden van de contactelementen worden uitgeoefend.

Het zal verder duidelijk zijn dat als gevolg van de veerwerking van het lipvormige orgaan geen vermindering van de vasthoudkracht ontstaat in het geval van een eventueel optredende thermische vervorming van de betreffende wanddelen van een kanaal, hetgeen wel het geval is bij de beschreven weerhaakvormige vasthoudorganen of het uit de stand van de techniek volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.392.705 bekende bolsegmentvormige vasthoudorgaan.

In het geval van contactelementen met een soldeeraansluiteinde vormt het lipvormige orgaan tevens een adequate barrière voor stroming van soldeerflux langs de contactelementen.

In een verdere uitvoeringsvorm van de connector volgens de uitvinding is het lipvormige orgaan met voordeel door bijvoorbeeld stansen uit het materiaal van het basisdeel gevormd.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de elektrische connector hebben de kanalen een geheel of gedeeltelijk in hoofdzaak rechthoekige of vierkante doorsnede, waarbij het basisdeel een vlak plaatdeel omvat waaruit het lipvormige orgaan is gevormd, welk vlak plaatdeel aangrijpt op een vlak wanddeel van het bijbehorende kanaal, en waarbij het vrije uiteinde van het lipvormige orgaan op een tegenover het genoemde wanddeel liggend verder vlak wanddeel van het kanaal aangrijpt.

Toepassing van een vlak basisdeel en corresponderende vlakke wanddelen van een bijbehorend kanaal zijn in het bijzonder bij contactelementen van gereduceerde afmeting produktietechnisch het meest voordelig, omdat bij vervaardiging uit vlak plaatmateriaal geen tolerantiegevoelige bewerkingen van het basisdeel hoeven te worden uitgevoerd. In het bijzonder bij contactelementen voor het realiseren van steekafstanden in de orde-grootte van 1 mm zijn van een vlakke plaat afwijkende vormgevingen van het basisdeel relatief duur.

De contactelementen kunnen zonodig, en indien de afmetingen dit toelaten, meerdere met het basisdeel verbonden lipvormige organen omvatten, welke lipvormige organen verder onder verschillende hoeken ten op zichte van het basisdeel kunnen uitsteken. Dit laatste is bijvoorbeeld noodzakelijk wanneer zowel het contacteinde als het aansluiteinde van een contactelement respectievelijk als steker- en/of opneemcontact zijn uitgevoerd. Er dienen dan lipvormige organen met tegenoverliggende vrije uiteinden te worden toegepast.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel voorzien van een verheven lipvormig orgaan, zoals in het voorgaande besproken, met het kenmerk, dat het contacteinde als stekercontact is uitgevoerd, opgebouwd uit twee zich vanaf het basisdeel uitstrekkende, met een uiteinde vast hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige plaatdelen, welke plaatdelen ten minste aan hun vrije uiteinde naar elkaar toelopend zijn gevormd.

De uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, met een uit tegenover elkaar liggende langwerpige plaatdelen als stekercontact gevormd contacteinde, is voor zowel contactelementen met gebruikelijke als voor het doel van de uitvinding kleine afmetingen produktietechnisch voordelig realiseerbaar .

Een zeer voordelige uitvoeringsvorm van een contactelement volgens de uitvinding voorzien van een stekercontact is die, waarin de beide plaatdelen vlak zijn en een rechthoekige doorsnede begrenzen, in een nog weer verdere uitvoeringsvorm zijn de beide plaatdelen gekromd en begrenzen zij een cilindrische doorsnede, bijvoorbeeld een elliptische of ronde doorsnede. Als gevolg van hun gekromde oppervlak zijn deze contactelementen in het bijzonder geschikt voor het opvangen van tolerantieverschillen tussen contacterende connectoren.

De holle stekercontacten volgens de uitvinding hebben verder het voordeel dat de ruimte tussen de beide plaatdelen fungeert als opvangreservoir voor soldeerflux in het geval van contactelementen met een soldeeraansluiteinde. Hierdoor zal het contacterende buitenoppervlak van de beide plaatdelen niet met soldeerflux verontreinigd of bedekt worden. Dit is niet in het minst van belang bij contactelementen van gereduceerde afmetingen en de hiermee gepaard gaande relatief kleinere contactplaat-sen. Vervuiling van deze kleine contactplaatsen leidt snel tot een ongewenste vergroting van de contactovergangsweerstand bij contactering van een verder contactelement.

Teneinde het in een opneemcontact inbrengen van het stekercontact te vergemakkelijken, zijn in een verdere uitvoeringsvorm de vrije uiteinden van de plaatdelen kegel- of piramidevormig toelopend uitgevoerd. Door het overeenkomstig een weer verdere uitvoeringsvorm in een tussen het vaste en vrije uiteinde gelegen gedeelte van de beide plaatdelen aanbrengen van naar elkaar toegekeerde uitstulpingen kan de stijfheid van het stekercon-tact op relatief eenvoudige wijze doeltreffend worden vergroot.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel voorzien van een verheven lipvormig orgaan voor toepassing in de elektrische connector volgens de uitvinding, met het kenmerk, dat het contacteinde als opneem-contact is uitgevoerd, opgebouwd uit twee zich vanaf het basisdeel uitstrekkende, met een uiteinde vast verend hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige plaatdelen, van welke plaatdelen de naar elkaar toegekeerde vlakken aan hun vrije uiteinde van een contactplaats zijn voorzien voor het hier tussen opnemen van een verder contactelement.

De uitvinding omvat verder een contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel voorzien van een verheven lipvormig orgaan voor toepassing in de elektrisch connector volgens de uitvinding, met het kenmerk, dat het contacteinde is opgebouwd uit een zich vanaf het basisdeel uitstrekkend, met een uiteinde vast verend hiermee verbonden langwerpig plaatdeel, van welk plaatdeel een vlak aan zijn vrije uiteinde van een contactplaats is voorzien voor het contacteren van een verder contactelement. Een dergelijk vingervormig contactelement is in het bijzonder geschikt voor het oppervlakte-contacteren van bijvoorbeeld contactvlakken nabij de rand van een substraat, bijvoorbeeld een plaat met gedrukte bedrading, een informatiedrager zoals een creditcard, toegangscontrolekaart en dergelijke.

In het bijzonder bij als opneemcontact of contactvinger uitgevoerd contacteinde, wordt met voordeel gebruik gemaakt van het feit dat het basisdeel met het lipvormige orgaan volgens de uitvinding een zekere rotatie rond de as van het contactelement toelaat, waardoor er een flexibele aanpassing aan tolerantieverschillen tussen te contacteren connecto-ren mogelijk is.

In een voor het opnemen van zowel vlakke als gekromde stekercontac-ten geschikte uitvoeringsvorm van het contactelement volgens de uitvinding met een als opneemcontact uitgevoerd contacteinde zijn de contact-plaatsen uitgevoerd in de betreffende plaatdelen gevormde uitstulpingen.

Een grote ontwerpvrijheid voor wat betreft de contactplaatsen wordt in een nog weer verdere uitvoeringsvorm van het contactelement met opneemcontact daardoor bereikt, dat de langwerpige plaatdelen aan hun vrije uiteinde van althans één zich in langsrichting uitstrekkend oorvormig orgaan zijn voorzien, voor het in geassembleerde toestand positioneren van de betreffende plaatdelen, voor gebruik in een behuizing waarbij in de kanalen één of meer nok- of ribvormige organen voor het positioneren van het contacteinde van een dergelijk contactelement zijn aangebracht.

Middels deze nok- of ribvormige organen en de oorvormige organen van de betreffende plaatdelen, kunnen deze in een bepaalde positie worden vooringesteld, enerzijds om de opsteekkracht voor het contacteren van een stekercontact of bijvoorbeeld een substraat voorzien van contactvlakken te verlagen, dit door de betreffende plaatdelen reeds over een bepaalde afstand van elkaar verwijderd te positioneren, en anderzijds om een grotere ontwerp- en tolerantievrijheid met betrekking tot de vorm en afmetingen van de contactplaatsen te verschaffen.

In een nog weer verdere uitvoeringsvorm zijn, eveneens voor het vergemakkelijken van het contacteren van een stekercontact, de langwerpige plaatdelen aan hun vrije uiteinde gekromd uitgevoerd, waarbij de contactplaatsen op de bolle zijde van het gekromde vlak van de plaatdelen liggen.

De contactelementen volgens de uitvinding, zowel met een als steker-of als opneemcontact uitgevoerd contacteinde, 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 verspaningstechniek en aansluitend vouwen uit een plano van elektrisch geleidend materiaal worden gevormd.

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.

De connector en contactelementen volgens de uitvinding worden in het navolgende aan de hand van op de tekening weergegeven voorkeursuitvoeringsvormen nader geïllustreerd.

Figuur 1 toont schematisch, perspectivisch, gedeeltelijk met uiteengenomen delen, een deel van een connector en een contactelement volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont schematisch een doorsnede-aanzicht van een contactelement opgenomen in de behuizing van de connector volgens figuur 1.

Figuur 3 toont schematisch een doorsnede-aanzicht van een geassembleerd contactelement in een behuizing volgens figuur 1, waarbij het contactelement van twee contacteinden is voorzien.

Figuur 4a-e toont schematisch, perspectivisch verschillende uitvoe ringsvormen van contacteinden van contactelementen volgens de uitvinding.

Figuur 5a-e toont schematisch, perspectivisch verschillende uitvoeringsvormen van als soldeereinde uitgevoerde aansluiteinden van contactelementen volgens de uitvinding.

Figuur 6a-c toont schematisch, perspectivisch verschillend uitvoeringsvormen van als isolatiedoordringingscontact uitgevoerde aansluiteinden van contactelementen volgens de uitvinding.

Figuur 7 toont 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 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 sol-deerpen 13 voor bijvoorbeeld soldeermontage 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 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 vast-houdorgaan 22 overeenkomstig de uitvinding.

In de getoonde uitvoeringsvorm is het lipvormige 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 22 verheven ten opzichte ten opzichte van de plaat 21 van het basisdeel 20 aangrenzend aan het aansluiteinde 12 is gelegen.

Figuur 2 toont een doorsnede-aanzicht langs de lijn II-II 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 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 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 lipvor-mige 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 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 con-tactelementen 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 begrenzingswand 4 van het kanaal relatief slecht, waardoor er slechts weinig warmte aan de begrenzingswanden 3, 4 wordt overgedragen. Door afwezigheid van (hoge) mechanische druk op de wanden 3, 4 zijn deze ook minder snel geneigd tot thermische vervorming. Dit is in het bijzonder van voordeel bij connecto-ren 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 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 vasthoudor-ganen, heeft het lipvormige vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding het voordeel dat bij een eventuele thermische vervorming van de begrenzings-wanden 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 lipvormige vasthoudorgaan 22 volgens de uitvinding de beschikbare doorsnede van het kanaal 2 zo volledig mogelijk benut, waardoor ook bij de bijvoorbeeld 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 ver schillende hoeken 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 vasthoudorga-nen 22, waarvan de vrije einden 24 tegenover elkaar liggen.

De lipvormige vasthoudorganen 22 volgens de uitvinding hebben verder het voordeel dat door het toepassen van een doorn of dergelijke, de con-tactelementen gemakkelijk uit een kanaal van de behuizing kunnen worden verwijderd, eenvoudigweg door het lipvormige vasthoudorgaan 22 in de richting van het bijbehorende basisdeel 20 te duwen. Een dergelijke doorn kan met voordeel ook worden toegepast voor het met een minimale kracht assembleren van een contactelement in een kanaal 2, hetgeen in het bijzonder 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 doorn eveneens noodzakelijk.

Figuur 4a-e toont verschillende uitvoeringsvormen van contacteinden van contactelementen voorzien 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 vlakke plaatdelen 32, 33. De plaatdelen 32, 33 zijn met hun respectieve vrije uiteinden 34, 35 naar elkaar toelopend uitgevoerd. Voor het 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 opgebouwd uit gekromde plaatdelen 42, 43, zoals in doorsnede vergroot is weergegeven. Aan hun vrije uiteinden 44, 45 zijn de beide plaatdelen 42, 43 ke gelvormig 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 contactelementen voorzien van een soldeer-aansluiteinde 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 het aansluiteinde naar het contacteinde van een contactelement.

Figuur 4c toont een contactelement 50, voorzien van een als opneem-contact 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 vormen de naar elkaar toegekeerde vlakken 56, 57 aan de respectieve vrije uiteinden 54, 55 een contactplaats voor het contacteren van een verder contactelement, bijvoorbeeld het contactelement volgens figuur 4a, of b. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de contactplaatsen 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, 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 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 contactplaats 64 met een uitstulping 65, overeenkomstig het contactelement 50.

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 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 figuur 5a-e, of bijvoorbeeld isolatiedoordringingscontacten 86, 87, 88 zoals getoond in figuur 6a-c, welke isolatiedoordringingscontacten het voorwerp vormen van de niet-vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 91.00761, of bijvoorbeeld voor het klemmend in een opening van een substraat opnemen van het aansluiteinde (press-fit) zoals de in figuur 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 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 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 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.

Claims (20)

1. Elektrische connector, omvattende een behuizing van elektrisch isolerend materiaal voorzien van één of meer kanalen voor het opnemen van een contactelement, in één of meer van deze kanalen opgenomen contact-elementen van elektrisch geleidend materiaal voorzien van een contact-einde voor het contacteren van een verder contactelement, een aansluit-einde 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 orgaan voor het in een bijbehorend kanaal van de behuizing vasthouden van het contactelement, waarbij het basisdeel en het verheven orgaan op tegenoverliggende wanddelen van het bijbehorende kanaal aangrijpen, met het kenmerk, dat het verheven orgaan lipvormig is, met een aangrenzend aan het contacteinde vast verend met het basisdeel verbonden uiteinde en een aangrenzend aan het aansluiteinde ten opzichte van het basisdeel verheven gelegen vrij uiteinde, welk vrij uiteinde op een wanddeel van het bijbehorende kanaal aangrijpt.

2. Elektrische connector volgens conclusie 1, waarin het lipvormige orgaan uit het materiaal van het basisdeel is gevormd.

3. Elektrische connector volgens conclusie 2, waarin de kanalen geheel of gedeeltelijk een in hoofdzaak rechthoekige of vierkante doorsnede hebben, en het basisdeel een vlak plaatdeel omvat waaruit het lipvormige orgaan is gevormd, welk vlak plaatdeel aangrijpt op een vlak wanddeel van het bijbehorende kanaal, en waarbij het vrije uiteinde van het lipvormige orgaan op een tegenover het genoemde wanddeel liggend verder vlak wanddeel van het kanaal aangrijpt.

4. Elektrische connector volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin het basis deel is voorzien van meerdere lipvormige organen.

5. Elektrische connector volgens conclusie 4, waarin de lipvormige organen onder verschillende hoeken ten opzichte van het basisdeel uitsteken.

6. Elektrische connector volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5, waarbij in de kanalen één of meer nok- of ribvormige organen voor het positioneren van het contacteinde van een bijbehorend contactelement zijn aangebracht.

7. Contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel overeenkomstig één of meer van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat het contacteinde als stekercontact is uitgevoerd, opgebouwd uit twee zich vanaf het basisdeel uitstrekkende, met een uiteinde vast hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige plaatdelen, welke plaatdelen ten minste aan hun vrije uiteinde naar elkaar toelopend zijn gevormd.

8. Contactelement volgens conclusie 7, waarin de beide plaatdelen vlak zijn en een rechthoekige doorsnede begrenzen.

9. Contactelement volgens conclusie 7, waarin de beide plaatdelen gekromd zijn en een cilindrische doorsnede begrenzen.

10. Contactelement volgens conclusie 7, 8 of 9, waarin de vrije uiteinden van de plaatdelen kegel- of piramidevormig toelopend zijn gevormd.

11. Contactelement volgens conclusie 7, 8, 9 of 10, waarbij in een tus sen het vaste en vrije uiteinde gelegen gedeelte van de beide plaatdelen naar elkaar toegekeerde uitstulpingen zijn aangebracht.

12. Contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel overeenkomstig één of meer van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat het contacteinde als opneemcontact is uitgevoerd, opgebouwd uit twee zich vanaf het basisdeel uitstrekkende, met een uiteinde vast verend hiermee verbonden, tegenover elkaar liggende langwerpige plaatdelen, van welke plaatdelen de naar elkaar toegekeerde vlakken aan hun vrije uiteinde van een contactplaats zijn voorzien voor het hier tussen opnemen van een verder contactelement.

13. Contactelement voorzien van een contacteinde, een aansluiteinde en een basisdeel overeenkomstig één of meer van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat het contacteinde is opgebouwd uit een zich vanaf het basisdeel uitstrekkend, met een uiteinde vast verend hiermee verbonden langwerpig plaatdeel, van welk plaatdeel een vlak aan zijn vrije uiteinde van een contactplaats is voorzien voor het contacteren van een verder contactelement.

14. Contactelement volgens conclusie 12 of 13, waarin de contactplaatsen in de plaatdelen aangebrachte uitstulpingen zijn.

15. Contactelement volgens conclusie 12, 13 of 14, waarin de langwerpige plaatdelen aan hun vrije uiteinde van althans één zich in langsrichting uitstrekkend oorvormig orgaan zijn voorzien, voor het in geassembleerde toestand positioneren van de betreffende plaatdelen, voor gebruik in een behuizing volgens conclusie 6.

16. Contactelement volgens conclusie 12, 13, 14 of 15, waarbij de lang werpige plaatdelen aan hun vrije uiteinde gekromd zijn, en waarbij de contactplaatsen op de bolle zijde van het gekromde vlak van de plaatdelen liggen.

17. Contactelement volgens één of meer van de conclusies 7 t/m 16, waarbij het aansluiteinde als isolatiedoordringingscontact is uitgevoerd.

18. Contactelement volgens één of meer van de conclusies 7 t/m 16, waar bij het aansluiteinde als soldeereinde is uitgevoerd.

19. Contactelement volgens één of meer van de conclusies 7 t/m 16, waarbij het aansluiteinde voor het klemmend in een opening van een substraat opnemen daarvan is uitgevoerd (press-fit).

20. Contactelement volgens één of meer van de conclusies 7 t/m 19, als geheel vervaardigd uit een plano van elektrisch geleidend materiaal.