WO2013053343A1 - Steckelement zur kontaktierung einer leiterplatte - Google Patents

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WO2013053343A1
WO2013053343A1 PCT/DE2012/000928 DE2012000928W WO2013053343A1 WO 2013053343 A1 WO2013053343 A1 WO 2013053343A1 DE 2012000928 W DE2012000928 W DE 2012000928W WO 2013053343 A1 WO2013053343 A1 WO 2013053343A1
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spring elements
spring
straight line
paired
common straight
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PCT/DE2012/000928
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Jürgen Lappöhn
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Erni Electronics Gmbh
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/112—Resilient sockets forked sockets having two legs

Definitions

  • the present invention relates to a plug-in element for contacting a printed circuit board, in particular a plug-in element for use in the high-frequency range.
  • plug-in elements for contacting a printed circuit board which can be used in the high-frequency range, a good shielding between the contacts and ensuring a certain impedance is necessary. This is usually done between contact elements, e.g. Spring elements, in particular regularly arranged in rows, and further contact elements arranged in rows, e.g. Spring elements, a central board or grounding board arranged for shielding or impedance control.
  • contact elements e.g. Spring elements
  • contact elements e.g. Spring elements
  • spring elements e.g. Spring elements
  • spring elements this einschenklige springs are usually used, which are arranged on a plastic surface, such as a printed circuit board. In this way, the contacts can be arranged close to one another, since the opposing or adjacent surfaces are very small and therefore the coupling capacitance, which significantly influences the impedance.
  • CONFIRMATION COPY true is sufficiently low.
  • the spring leg is closest to the opposite plastic surface in the lowest region of the spring element.
  • By a bevelled configuration of the spring leg the distance between the spring leg surface and plastic surface expands continuously.
  • a reliable attachment of a knife element, which dips into the spring element, so that a good electrical contact between the knife element and spring element, is therefore only guaranteed if the knife element is inserted as deeply as possible in the spring element.
  • Already a slight loosening of the blade element can lead to an interruption of the electrical connection to the spring element.
  • the plug-in element according to the invention for contacting a printed circuit board comprises a series of paired first spring elements which are arranged so that each connecting line between two paired first spring elements runs parallel to each connecting line between two other paired first spring elements. Furthermore, it comprises a series of paired second spring elements which are arranged so that each connecting line between two paired second spring elements runs parallel to each connecting line between two other paired second spring elements. Finally, it comprises a series of paired third spring elements which are arranged so that all third spring elements lie on a common straight line. The series of paired third spring elements is disposed between the row of paired first spring elements and the row of paired second spring elements.
  • Each connecting line between two paired first spring elements forms a first angle ⁇ in the range of 45 ° to 135 ° with the common straight line of the third spring elements.
  • Each connecting line between two paired second spring elements forms a second angle ⁇ in the range of 45 ° to 135 ° with the common line of the third spring elements.
  • the third spring elements assume the task of a ground plate, as is known for plug-in elements for contacting a printed circuit board in the high-frequency range from the prior art. If this plug-in element is used in the high-frequency range, then all third spring elements can be grounded to ensure a shield between the row of first spring elements and the row of second spring elements.
  • the plug-in element is not used in the high-frequency range, so that no shielding between the first spring elements and the second spring elements is necessary, the third spring elements can be used as additional electrical contacts are used.
  • the plug-in element according to the invention provides a large number of electrical contacts in a small space.
  • the plug element further comprises a series of paired fourth spring elements which are arranged so that all fourth spring elements lie on a common line, wherein the common straight line of the third spring elements and the common straight line of the fourth spring elements are parallel.
  • the fourth spring elements are arranged such that each intermediate space between two pairs of third spring elements is arranged on the common straight line of the third spring elements adjacent to a pair of fourth spring elements.
  • the centers between the first spring elements of one half of the pairs of first spring elements form a first common straight line and the centers between the first spring elements of the other half of the pairs of the first spring elements form a second common straight line.
  • the first common straight line of the first spring elements and the second common straight line of the first spring elements are arranged in parallel. It is particularly preferred that the centers between the first spring elements of the pairs of first spring elements are arranged alternately on the first common straight line of the first spring elements and on the second common straight line of the first spring elements, so that the pairs of first spring elements form a zigzag line.
  • the centers between the second spring elements of one half of the pairs of second spring elements form a first common straight line and the centers between the second spring elements of the other half of the pairs of second spring elements form a second common straight line.
  • the first common straight line of the second spring elements and the second common straight line of the second spring elements are arranged in parallel.
  • the centers between the second spring elements of the pairs of second spring elements are arranged alternately on the first common straight line of the second spring elements and on the second common straight line of the second spring elements.
  • the spring elements which are used in the plug-in element according to the invention are preferably one-piece two-legged spring elements with mutually mirror-inverted contact tips.
  • the spring legs of each spring element lie in the same plane as a leg connecting part, which connects the two spring legs, in particular in one piece, with each other.
  • the contact blades including the one free contact ends forming free ends of the spring legs are bent along an angle to the leg longitudinal axis by an angle ⁇ extending bend line by an angle ⁇ .
  • the bend between the leg longitudinal axis and the bend line is more than 0 °.
  • the turn of the contact blades from the plane along the bending line is 90 °.
  • Derarti- ge spring elements allow safe mechanical and electrical contact of knife elements. In addition, they are easily produced by continuous punching from a metal strip with specification of the contact inlets at the free ends of the spring legs, which allows a continuous production.
  • the spring legs of the spring elements are formed so that a knife element introduced into a spring element contacted the leg connecting part of the spring element or spaced from this a maximum of a distance is equal to 10% of the blade length of the blade element. This makes it possible to carry out the spring elements used according to the invention with a short length.
  • Fig. 1 shows a plan view of a plug-in element according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows the course of the connecting straight lines of the first and second spring elements as well as of the common straight lines of the third and fourth spring elements in the plug-in element according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows in each case the course of the common straight lines of the first spring elements and of the second spring elements in the plug-in element according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a plan view of a spring element which is used in one embodiment of the plug-in element according to the invention.
  • Fig. 5 shows an isometric view of the spring element according to FIG. 4, in which a knife element is inserted.
  • Fig. 1 shows a plan view of a plug-in element for contacting a printed circuit board according to an embodiment of the invention. Pairs of first spring members 1 are arranged so as to form a zigzag-shaped row. In Fig. 2 it is shown that each connecting line G1 between two paired first spring elements 1 extends parallel to each other connecting line G1 between two other paired first spring elements 1. For this purpose, two connecting straight lines G1 are shown by way of example. A zigzag-shaped series of paired second spring elements 2 is arranged such that each connecting line G2 between two paired second spring elements 2 runs parallel to each connecting line G2 between two other second spring elements 2 arranged in pairs. This can be recognized by two exemplary straight lines G2.
  • a number of paired third spring elements 3 and a series of paired fourth spring elements 4 are arranged.
  • the spring elements 1, 2, 3, 4 are embedded in an insulating body 5, which consists of a plastic.
  • All third spring elements 3 lie on a common straight line G3.
  • All fourth spring elements 4 lie on a common straight line G4.
  • the common straight line G3 of the third spring elements 3 and the common straight line G4 of the fourth spring elements 4 run parallel.
  • the pairs of third spring elements 3 and fourth spring elements 4 form a zigzag structure in such a way that each gap between two pairs of third spring elements on the common straight line G3 of the third spring elements adjacent to a pair of fourth spring elements derommen 4 on the common straight line G4 of the fourth spring elements 4 is arranged.
  • Each connecting line G1 between two paired first spring elements 1 forms a first angle ⁇ of 90 ° with the common line G3 of the third spring elements 3.
  • Each connecting line G2 between two paired second spring elements 2 forms a second angle ß of 90 ° with the common line G3 of the third spring elements 3.
  • first common straight line G1 1 of the first spring elements 1 and the second common straight line G12 of the first spring elements 1 run parallel, the centers between the first spring elements 1 of the pairs of first spring elements 1 alternately on the first common straight line G1 1 and the second common straight line G12 of the first spring elements 1 are arranged.
  • the centers between the second spring elements 2 of one half of the pairs of second spring elements 2 are arranged on a first common straight line G21 and the midpoints between the second spring elements 2 of the other half of the pairs of second spring elements 2 form a second common straight line G22.
  • the first common straight line G21 and the second common straight line G22 of the second spring elements 2 are arranged in parallel and the centers between the second spring elements 2 of the pairs of second spring elements 2 are alternately on the first common line G21 and on the second common line G22 of the second spring elements 2 arranged.
  • This above-described staggered arrangement of both the first spring elements 1 and the second spring elements 2 is of very great importance, particularly with regard to the electrical signal transmission quality. part.
  • This overlapped arrangement reduces the overlapping areas of respectively adjacent first spring elements 1 and second spring elements 2. This minimizes the coupling capacitance and results in the desired and initially described impedance values, namely normally 50 ohms in the case of so-called single-ended Contacts and 100 ohms in the case of differential contacts.
  • FIG. 4 A plan view of a first spring element 1 is shown in FIG. 4. This is constructed in one piece from two spring legs 1 1, 12 and a leg connecting part 13.
  • the spring legs 11, 12 have mutually mirror-like opposing contact blades 11 1, 121.
  • the spring legs 1 1, 12 lie in the same plane E as the leg connecting part 13.
  • the contact blades 11 1, 121 together with a contact inlet K forming free ends of the spring legs 11, 12 are each extending through an angle ⁇ of 8 ° to the longitudinal leg axis Bend line B bent by an angle ⁇ of 90 ° from the plane E. This can be seen in Fig. 5, which also shows how a knife element 5 can be introduced into the spring element 1.
  • the spring legs 1 1, 12 of the spring element 1 are formed so that the introduced into the spring element 1 knife element 5 is criticized by the leg connection part 13 by a distance s, which corresponds to 5% of the blade length m of the knife element 6.
  • Such a spring element 1 can be prepared by continuous punching of a metal strip with pre-bending of the contact inlets K at the free ends of the spring legs 1 1, 12.
  • the construction of the second spring elements 2 of the third spring elements 3 and the fourth spring elements 4 corresponds to that of the first spring elements 1.
  • the plug-in element according to the invention can be used in the high frequency range in the same manner as a conventional plug-in element with grounding plate by all the third spring elements 3 and fourth spring elements 4 are grounded. It is also a setting of the impedance of the Plug element possible by only a few of the third spring elements 3 and fourth spring elements 4 are grounded.
  • the plug element according to the invention outside the high frequency range, not only the first spring elements 1 and the second spring elements 2, but also the third spring elements 3 and the fourth spring elements 4 can be used as electrical contacts.
  • the structure of the spring elements 1, 2, 3, 4 used in the invention ensures a secure mechanical attachment of knife elements 6 in the spring elements 1, 2, 3, 4, which can not be solved by accidental shocks. In addition, a good electrical contact between the blade elements 5 and the spring elements 1, 2, 3, 4 is ensured.

Abstract

Ein Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte umfasst eine Reihe von paarweise angeordneten ersten Federelementen (1), die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen (1) parallel zu jeder Verbindungsgerade zwischen zwei anderen paarweise angeordneten ersten Federelementen (1) verläuft. Eine Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2), die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) parallel zu jeder Verbindungsgerade zwischen zwei anderen paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) verläuft, wird ebenfalls von dem Steckelement umfasst. Eine Reihe von paarweise angeordneten dritten Federelementen (3) ist zwischen den ersten Federelementen (1) und den zweiten Federelementen (2) so angeordnet, dass alle dritten Federelemente (3) auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen (1) bildet einen ersten Winkel mit der gemeinsamen Geraden der dritten Federelemente. Jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) bildet einen zweiten Winkel mit der gemeinsamen Geraden der dritten Federelemente. Der erste Winkel und der zweite Winkel liegen jeweils unabhängig voneinander im Bereich von 45° bis 135°.

Description

Steckelement zur Kontaktierunq einer Leiterplatte
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte, insbesondere ein Steckelement zum Einsatz im Hochfrequenzbereich.
Stand der Technik
Bei Steckelementen zur Kontaktierung einer Leiterplatte, die im Hochfrequenzbereich eingesetzt werden können, ist eine gute Abschirmung zwischen den Kontakten und eine Sicherstellung einer bestimmten Impedanz notwendig. Hierzu wird üblicherweise zwischen Kontaktelementen, z.B. Federelementen, die insbesondere regelmäßig in Reihen angeordnet sind, und weiteren in Reihen angeordneten Kontaktelementen, z.B. Federelementen, eine Zentralplatine bzw. Masseplatine zur Abschirmung bzw. Impedanzkontrolle angeordnet. Allerdings sind derartige Steckelemente teuer in der Herstellung. Als Federelemente werden hierbei üblicherweise einschenklige Federn eingesetzt, die auf einer Kunststofffläche, beispielsweise einer Leiterplatte angeordnet sind. Hierdurch können die Kontakte eng zueinander angeordnet werden, da die gegenüberstehenden bzw. benachbarten Flächen sehr klein sind und daher die Koppelkapazität, welche die Impedanz maßgeblich mitbe-
BESTÄTIGUNGSKOPIE stimmt, hinreichend niedrig ist. Der Federschenkel ist im tiefsten Bereich des Federelements der gegenüberliegenden Kunststofffläche am nächsten. Durch eine abgeschrägte Ausgestaltung des Federschenkels erweitert sich der Abstand zwischen Federschenkeloberfläche und Kunststofffläche kontinuierlich. Eine zuverlässige Befestigung eines Messerelements, welches in das Federelement eintaucht, sodass eine gute elektrische Kontaktierung zwischen Messerelement und Federelement erfolgt, ist deshalb nur dann gewährleistet, wenn das Messerelement so tief wie möglich in das Federelement eingebracht wird. Bereits eine geringfügige Lockerung des Messerelements kann zu einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung zum Federelement führen. Der Ersatz dieser Federelemente durch bekannte zweischenklige Federelemente mit breiten planaren Strukturen, welche eine bessere Kontaktierung zwischen Federelement und Messerelement ermöglichen, führt zu einem Einbruch der Impedanz von normalerweise notwendigen Werten im Bereich von 50 bis 100 Ohm auf werte im Bereich von 20 bis 30 Ohm, was für übliche elektrische Systeme nicht akzeptabel wäre und eine ordnungsgemäße Funktion unmöglich machen würde, weil die Halbleiter auf 50 bzw. 100 Ohm ausgelegt sind. Neben der schlechten Kontaktierung von Messerelementen in derartigen herkömmlichen Steckelementen weisen solche Steckelemente weiterhin den Nachteil auf, dass ihre Masseplatine ein speziell hergerichtetes Bauteil ist, das nicht für andere Zwecke nutzbar ist, wenn die Steckelemente nicht im Hochfrequenzbereich eingesetzt werden, und somit keine Abschirmung durch die Masseplatine benötigt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte bereitzustellen, in dem die Masseplatine durch ein Abschirmmittel ersetzt ist, welches auch bei einem Einsatz des Steckelements außerhalb des Hochfrequenzbereichs nutzbar ist. Weiterhin soll es möglich sein, eine bessere Kontaktierung von Messerelementen zu erreichen als in einem herkömmlichen Steckelement.
Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte umfasst eine Reihe von paarweise angeordneten ersten Federelementen, die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen parallel zu jeder Verbindungsgerade zwischen zwei anderen paarweise angeordneten ersten Federelementen verläuft. Weiterhin umfasst es eine Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen, die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen parallel zu jeder Verbindungsgerade zwischen zwei anderen paarweise angeordneten zweiten Federelementen verläuft. Schließlich umfasst es eine Reihe von paarweise angeordneten dritten Federelementen, die so angeordnet sind, dass alle dritten Federelemente auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Die Reihe der paarweise angeordneten dritten Federelemente ist zwischen der Reihe der paarweise angeordneten ersten Federelemente und der Reihe der paarweise angeordneten zweiten Federelemente angeordnet ist. Jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen bildet einen ersten Winkel α im Bereich von 45° bis 135° mit der gemeinsamen Geraden der dritten Federelemente. Jede Verbindungsgerade zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen bildet einen zweiten Winkel ß im Bereich von 45° bis 135° mit der gemeinsamen Geraden der dritten Federelemente. Im erfindungsgemäßen Steckelement übernehmen die dritten Federelemente die Aufgabe einer Masseplatine, wie sie für Steckelemente zur Kontaktierung einer Leiterplatte im Hochfrequenzbereich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Wird dieses Steckelement im Hochfrequenzbereich eingesetzt, so können alle dritten Federelemente auf Masse gelegt werden, um eine Abschirmung zwischen der Reihe der ersten Federelemente und der Reihe der zweiten Federelemente zu gewährleisten. Wird das Steckelement jedoch nicht im Hochfrequenzbereich eingesetzt, sodass keine Abschirmung zwischen den ersten Federelementen und den zweiten Federelementen notwendig ist, so können die dritten Federelemente als weitere elektrische Kontakte genutzt werden. In diesem Fall stellt das erfindungsgemäße Steckelement eine große Anzahl elektrischer Kontakte auf engem Raum bereit.
Um beim Einsatz des erfindungsgemäßen Steckelements im Hochfrequenzbereich eine besonders gute Abschirmung zwischen den ersten Federelementen und den zweiten Federelementen zu erreichen, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Steckelement weiterhin eine Reihe von paarweise angeordneten vierten Federelementen aufweist, die so angeordnet sind, dass alle vierten Federelemente auf einer gemeinsamen Geraden liegen, wobei die gemeinsame Gerade der dritten Federelemente und die gemeinsame Gerade der vierten Federelemente parallel verlaufen. Insbesondere sind die vierten Federelemente dabei so angeordnet, dass jeder Zwischenraum zwischen zwei Paaren von dritten Federelementen auf der gemeinsamen Geraden der dritten Federelemente benachbart zu einem Paar von vierten Federelementen angeordnet ist. Somit verbleibt zwischen den ersten Federelementen und den zweiten Federelementen kein Raum, der nicht zumindest von einem Paar von dritten Federelementen oder von einem Paar von vierten Federelementen abgeschirmt wird.
Um im erfindungsgemäßen Steckelement Federelemente mit breiter planarer Struktur einsetzen zu können, ist erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt, dass die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen einer Hälfte der Paare von ersten Federelementen eine erste gemeinsame Gerade bilden und die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen der anderen Hälfte der Paare von den ersten Federelementen eine zweite gemeinsame Gerade bilden. Hierbei sind die erste gemeinsame Gerade der ersten Federelemente und die zweite gemeinsame Gerade der ersten Federelemente parallel angeordnet. Es ist besonders bevorzugt, dass die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen der Paare von ersten Federelementen abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Geraden der ersten Federelemente und auf der zweiten gemeinsamen Geraden der ersten Federelemente angeordnet sind, sodass die Paare von ersten Federelementen eine Zickzacklinie bilden. Hierdurch kann auch bei Verwendung von breiten zweischenkligen Federelementen ein Einbruch der Impedanz im erfindungsgemäßen Steckelement vermieden werden. Der Grund hierfür liegt darin, dass durch diese Versetzung die Koppelflächen zwischen den verhältnismäßig breiten zweischenkligen Federelementen reduziert werden. Hierdurch wird auch die Koppelkapazität reduziert und erst hierdurch ist es möglich, die gewünschten Impedanzen, die durch die Koppelkapazität maßgeblich bestimmt werden, zu erreichen.
In analoger Weise ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen einer Hälfte der Paare von zweiten Federelementen eine erste gemeinsame Gerade bilden und die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen der anderen Hälfte der Paare von zweiten Federelementen eine zweite gemeinsame Gerade bilden. Hierbei sind die erste gemeinsame Gerade der zweiten Federelemente und die zweite gemeinsame Gerade der zweiten Federelemente parallel angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen der Paare von zweiten Federelementen abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Geraden der zweiten Federelemente und auf der zweiten gemeinsamen Geraden der zweiten Federelemente angeordnet.
Bei den Federelementen, die im erfindungsgemäßen Steckelement verwendet werden, handelt es sich bevorzugt um einteilige zweischenklige Federelemente mit einander spiegelbildlich gegenüberliegenden Kontaktkuppen. Die Federschenkel jedes Federelements liegen in der gleichen Ebene wie ein Schenkelverbindungsteil, welches die beiden Federschenkel, insbesondere einstückig, miteinander verbindet. Die Kontaktkuppen einschließlich den einen Kontakteinlauf bildenden freien Enden der Federschenkel sind entlang einer zur Schenkellängsachse um einen Winkel γ gewinkelt verlaufenden Biegelinie um einen Winkel δ abgebogen. Die Abwinkelung zwischen der Schenkellängsachse und der Biegelinie beträgt mehr als 0°. Die Abbiegung der Kontaktkuppen aus der Ebene entlang der Biegelinie beträgt 90°. Derarti- ge Federelemente ermöglichen eine sichere mechanische und elektrische Kontaktierung von Messerelementen. Außerdem sind sie einfach durch fortlaufendes Stanzen aus einem Metallband mit Vorgabe der Kontakteinläufe an den freien Enden der Federschenkel herstellbar, was eine kontinuierliche Herstellung ermöglicht.
Aufgrund des geringen Raumes der im erfindungsgemäßen Steckelement für die Federelemente zur Verfügung steht, ist es erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt, dass die Federschenkel der Federelemente so ausgebildet sind, dass ein in ein Federelement eingebrachtes Messerelement das Schenkelverbindungsteil des Federelements kontaktiert oder von diesem maximal um eine Strecke beabstandet ist, die 10 % der Messerlänge des Messerelements entspricht. Dies ermöglicht es, die erfindungsgemäß verwendeten Federelemente mit geringer Länge auszuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Steckelement gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt den Verlauf der Verbindungsgeraden der ersten und zweiten Federelemente sowie der gemeinsamen Geraden der dritten und vierten Federelemente in dem Steckelement gemäß Fig. 1.
Fig. 3 zeigt jeweils den Verlauf der gemeinsamen Geraden der ersten Federelemente und der zweiten Federelemente im Steckelement gemäß Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf ein Federelement, welches in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckelements verwendet wird. Fig. 5 zeigt eine isometrische Ansicht des Federelements gemäß Fig. 4, in welches ein Messerelement eingesteckt ist.
Ausführunqsbeispiele der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Paare von ersten Federelementen 1 sind so angeordnet, dass sie eine zickzackförmige Reihe bilden. In Fig. 2 wird gezeigt, dass jede Verbindungsgerade G1 zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen 1 parallel zu jeder anderen Verbindungsgerade G1 zwischen zwei anderen paarweise angeordneten ersten Federelementen 1 verläuft. Hierzu sind exemplarisch zwei Verbindungsgeraden G1 dargestellt. Eine zickzackförmige Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen 2 ist so angeordnet, dass jede Verbindungsgerade G2 zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen 2 parallel zu jeder Verbindungsgerade G2 zwischen zwei anderen paarweise angeordneten zweiten Federelementen 2 verläuft. Dies ist an zwei exemplarisch dargestellten Verbindungsgeraden G2 zu erkennen. Zwischen der Reihe von paarweise angeordneten ersten Federelementen 1 und der Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen 2 sind eine Reihe von paarweise angeordneten dritten Federelementen 3 und eine Reihe von paarweise angeordneten vierten Federelementen 4 angeordnet. Die Federelemente 1 , 2, 3, 4 sind in einem Isolationskörper 5 eingelassen, welcher aus einem Kunststoff besteht. Alle dritten Federelemente 3 liegen auf einer gemeinsamen Geraden G3. Alle vierten Federelemente 4 liegen auf einer gemeinsamen Geraden G4. Die gemeinsame Gerade G3 der dritten Federelemente 3 und die gemeinsame Gerade G4 der vierten Federelemente 4 verlaufen parallel. Dabei bilden die Paare von dritten Federelementen 3 und von vierten Federelementen 4 eine Zickzackstruktur, in der Weise, dass jeder Zwischenraum zwischen zwei Paaren von dritten Federelementen auf der gemeinsamen Geraden G3 der dritten Federelemente benachbart zu einem Paar von vierten Fe- derelementen 4 auf der gemeinsamen Geraden G4 der vierten Federelemente 4 angeordnet ist. Jede Verbindungsgerade G1 zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen 1 bildet einen ersten Winkel α von 90° mit der gemeinsamen Geraden G3 der dritten Federelemente 3. Jede Verbindungsgerade G2 zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen 2 bildet einen zweiten Winkel ß von 90° mit der gemeinsamen Geraden G3 der dritten Federelemente 3.
Fig. 3 zeigt, dass die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen 1 einer Hälfte der Paare von ersten Federelementen 1 auf einer ersten gemeinsamen Gerade G1 1 liegen und die Mittelpunkte zwischen ersten Federelementen 1 der anderen Hälfte der Paare von ersten Federelementen 1 eine gemeinsame zweite Gerade G12 bilden. Die erste gemeinsame Gerade G1 1 der ersten Federelemente 1 und die zweite gemeinsame Gerade G12 der ersten Federelemente 1 verlaufen parallel, wobei die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen 1 der Paare von ersten Federelementen 1 abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Gerade G1 1 und der zweiten gemeinsamen Gerade G12 der ersten Federelemente 1 angeordnet sind. In analoger Weise sind die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen 2 einer Hälfte der Paare von zweiten Federelementen 2 auf einer ersten gemeinsamen Geraden G21 angeordnet und die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen 2 der anderen Hälfte der Paare von zweiten Federelementen 2 bilden eine zweite gemeinsame Gerade G22. Die erste gemeinsame Gerade G21 und die zweite gemeinsame Gerade G22 der zweiten Federelemente 2 sind parallel angeordnet und die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen 2 der Paare von zweiten Federelementen 2 sind abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Geraden G21 und auf der zweiten gemeinsamen Geraden G22 der zweiten Federelemente 2 angeordnet.
Diese vorstehend beschriebene versetzte Anordnung jeweils sowohl der ersten Federelemente 1 als auch der zweiten Federelemente 2 ist besonders im Hinblick auf die elektrische Signalübertragungsqualität von sehr großem Vor- teil. Durch diese versetzte Anordnung reduzieren sich nämlich die überlappenden Flächen von jeweils benachbart zueinander angeordneten ersten Federelementen 1 bzw. zweiten Federelementen 2. Hierdurch wird die Koppelkapazität minimiert und es resultieren die gewünschten und eingangs beschriebenen Impedanzwerte, nämlich normalerweise 50 Ohm im Falle von sogenannten single-ended Kontakten und 100 Ohm im Falle von differentiel- len Kontakten.
Eine Aufsicht auf ein erstes Federelement 1 ist in Fig. 4 gezeigt. Dieses ist einteilig aus zwei Federschenkeln 1 1 , 12 und einem Schenkelverbindungsteil 13 aufgebaut. Die Federschenkel 11 , 12 weisen einander spiegelbildlich gegenüberliegende Kontaktkuppen 11 1 , 121 auf. Die Federschenkel 1 1 , 12 liegen in der gleichen Ebene E wie das Schenkelverbindungsteil 13. Die Kontaktkuppen 11 1 , 121 samt den einen Kontakteinlauf K bildenden freien Enden der Federschenkel 11 , 12 sind entlang einer jeweils um einen Winkel γ von 8° zur Schenkellängsachse verlaufenden Biegelinie B um einen Winkel δ von 90° aus der Ebene E abgebogen. Dies ist in Fig. 5 zu erkennen, welche auch zeigt, wie ein Messerelement 5 in das Federelement 1 eingebracht werden kann. Die Federschenkel 1 1 , 12 des Federelements 1 sind so ausgebildet, dass das in das Federelement 1 eingebrachte Messerelement 5 vom Schenkelverbindungsteil 13 um eine Strecke s beanstandet ist, die 5 % der Messerlänge m des Messerelements 6 entspricht. Ein derartiges Federelement 1 kann durch fortlaufende Stanzung aus einem Metallband mit Vorbiegung der Kontakteinläufe K an den freien Enden der Federschenkel 1 1 , 12 hergestellt werden. Der Aufbau der zweiten Federelemente 2 der dritten Federelemente 3 und der vierten Federelemente 4 entspricht jenem der ersten Federelemente 1.
Das erfindungsgemäße Steckelement kann im Hochfrequenzbereich in derselben Weise eingesetzt werden wie ein herkömmliches Steckelement mit Masseplatine, indem alle dritten Federelemente 3 und vierten Federelemente 4 auf Masse gelegt werden. Es ist auch eine Einstellung der Impedanz des Steckelements möglich, indem nur einige der dritten Federelemente 3 und vierten Federelemente 4 auf Masse gelegt werden. Bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Steckelements außerhalb des Hochfrequenzbereichs können nicht nur die ersten Federelemente 1 und die zweiten Federelemente 2, sondern auch die dritten Federelemente 3 und die vierten Federelemente 4 als elektrische Kontakte verwendet werden. Der Aufbau der erfindungsgemäß verwendeten Federelemente 1 , 2, 3, 4 gewährleistet eine sichere mechanische Befestigung von Messerelementen 6 in den Federelementen 1 , 2, 3, 4, welche nicht durch zufällige Erschütterungen gelöst werden kann. Außerdem ist ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Messerelementen 5 und den Federelementen 1 , 2, 3, 4 gewährleistet.

Claims

Ansprüche
1. Steckelement zur Kontaktierung einer Leiterplatte, umfassend
- eine Reihe von paarweise angeordneten ersten Federelementen (1), die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade (G1 ) zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen (1 ) parallel zu jeder Verbindungsgerade (G1) zwischen zwei anderen paarweise angeordneten ersten Federelementen (1) verläuft,
- eine Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2), die so angeordnet sind, dass jede Verbindungsgerade (G2) zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) parallel zu jeder Verbindungsgerade (G2) zwischen zwei anderen paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) verläuft, und
- eine Reihe von paarweise angeordneten dritten Federelementen (3), die so angeordnet sind, dass alle dritten Federelemente (3) auf einer gemeinsamen Geraden (G3) liegen, wobei die Reihe von paarweise angeordneten dritten Federelementen (3) zwischen der Reihe von paarweise angeordneten ersten Federelementen (1) und der Reihe von paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) angeordnet ist, und wobei jede Verbindungsgerade (G1 ) zwischen zwei paarweise angeordneten ersten Federelementen (1 ) einen ersten Winkel α im Bereich von 45° bis 135° mit der gemeinsamen Geraden (G3) der dritten Federelemente (3) bildet, und jede Verbindungsgerade (G2) zwischen zwei paarweise angeordneten zweiten Federelementen (2) einen zweiten Winkel ß im Bereich von 45° bis 135° mit der gemeinsamen Geraden (G3) der dritten Federelemente (3) bildet.
2. Steckelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine Reihe von paarweise angeordneten vierten Federelementen (4) aufweist, die so angeordnet sind, dass alle vierten Federelemente (4) auf einer gemeinsamen Geraden (G4) liegen, wobei die gemeinsame Gerade (G3) der dritten Federelemente (G3) und die gemeinsame Gerade (G4) der vierten Federelemente (4) parallel verlaufen.
3. Steckelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zwischenraum zwischen zwei Paaren von dritten Federelementen (3) auf der gemeinsamen Geraden (G3) der dritten Federelemente (3) benachbart zu einem Paar von vierten Federelementen (4) angeordnet ist.
4. Steckelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen (1 ) einer Hälfte der Paare von ersten Federelementen (1) eine erste gemeinsame Gerade (G1 1) bilden und die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen (1) der anderen Hälfte der Paare von ersten Federelementen (1 ) eine zweite gemeinsame Gerade (G 2) bilden, wobei die erste gemeinsame Gerade (G1 1) der ersten Federelemente (1 ) und die zweite gemeinsame Gerade (G12) der ersten Federelemente (1) parallel angeordnet sind.
5. Steckelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte zwischen den ersten Federelementen (1) der Paare von ersten Federelementen (1) abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Gerade (G1 1 ) der ersten Federelemente (1 ) und auf der zweiten gemeinsamen Gerade (G12) der ersten Federelemente (1) angeordnet sind.
6. Steckelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen (2) einer Hälfte der Paare von zweiten Federelementen (2) eine erste gemeinsame Gerade (G21) bilden und die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen (2) der anderen Hälfte der Paare von zweiten Federelementen (2) eine zweite gemeinsame Gerade (G22) bilden, wobei die erste gemeinsame Gerade (G2 ) der zweiten Federelemente (2) und die zweite gemeinsame Gerade (G22) der zweiten Federelemente (2) parallel angeordnet sind.
7. Steckelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte zwischen den zweiten Federelementen (2) der Paare von zweiten Federelementen (2) abwechselnd auf der ersten gemeinsamen Gerade (G21 ) der zweiten Federelemente (2) und auf der zweiten gemeinsamen Gerade (G22) der zweiten Federelemente (2) angeordnet sind.
8. Steckelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Federelementen (1 , 2, 3, 4) um einteilige, zweischenklige Federelemente (1 , 2, 3) mit einander spiegelbildlich gegenüberliegenden Kontaktkuppen (111 , 121) handelt, wobei die Federschenkel (1 1 , 12) in gleicher Ebene (E) wie ein Schenkelverbindungsteil (13) liegen und die die Kontaktkuppen (1 1 1 , 121) samt den einen Kontakteinlauf (K) bildenden freien Enden der Federschenkel ( 1 , 12) entlang einer jeweils um einen Winkel γ von mehr als 0° zur Schenkellängsachse verlaufenden Biegelinie um einen Winkel δ von 90° aus der Ebene (E) abgebogen sind.
9. Steckelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (1 1 , 12) der Federelemente (1 , 2, 3, 4) so ausgebildet sind, dass ein in ein Federelement (1 , 2, 3, 4) eingebrachtes Messerelement (6) das Schenkelverbindungsteil (13) des Federelements (1 , 2, 3, 4) kontaktiert, oder von diesem maximal um eine Strecke s beabstandet ist, die 10 % der Messerlänge m des Messerelements (6) entspricht.
10. Steckelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (1 , 2, 3, 4) durch fortlaufende Stanzung aus einem Metallband mit Vorbiegung der Kontakteinläufe (K) an den freien Enden der Federschenkel (1 1 , 12) herstellbar sind.
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