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EP 1 069 656 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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24.08.2005 Patentblatt 2005/34 |
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Anmeldetag: 10.07.2000 |
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Elektrische Steckverbinderanordnung
Electrical connector assembly
Assemblage d'un connecteur électrique
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Priorität: |
13.07.1999 DE 29912210 U
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.01.2001 Patentblatt 2001/03 |
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Patentinhaber: Leopold Kostal GmbH & Co. KG |
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58507 Lüdenscheid (DE) |
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Erfinder: |
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- Bergmann, Eduard
58515 Lüdenscheid (DE)
- Rilling, Herwig
59174 Karnen (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 828 293 DE-A- 19 522 126 US-A- 4 978 307
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EP-A- 0 872 919 US-A- 3 663 931
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbinderanordnung
gemäß des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.
[0002] Eine gattungsgemäße Steckverbinderanordnung ist aus der EP 0 872 919 A1 bekannt,
wobei der hierin beschriebene Steckverbinder ein Gehäuse aufweist, welches mittels
eines metallenen Befestigungselements mit einer Leiterplatte verbunden ist. Das metallene
Befestigungselement ist in eine Ausnehmung der Leiterplatte eingefügt und mit dieser
verlötet.
[0003] Eine derartige Steckverbindungsanordnung ist z. B. dazu geeignet, auf einem vorzugsweise
als Leiterplatte ausgebildeten Substrat befindliche elektrische/elektronische Schaltungskomponenten
mit einer mehradrigen elektrischen Anschlußleitung zu verbinden, wobei die Schaltungskomponenten
mit den der Leiterplatte zugehörigen Steckkontaktelementen über auf dem Substrat vorhandene
Leiterbahnen elektrisch verbunden sind.
[0004] Aus der DE 195 22 126 C2 ist bekannt, auf einem als Keramikteil ausgebildeten Substrat
mehrere als Lötpads ausgeführte Befestigungsbereiche vorzusehen, die jeweils mit jeweils
einer an jeweils einem Steckkontaktelement vorhandenen Verbindungszone durch einen
Reflow-Lötprozeß verbunden sind.
[0005] Bei einer solchen Ausführungsform sind die stiftförmig ausgeführten Steckkontaktelemente
in einer auf ein damit zu verbindendes elektrisches Gerät abgestimmten kraftfahrzeugtypischen
Art und Weise auf dem Substrat befestigt, wobei der jeweils eine Endbereich auf den
Lötpads fest angelötet ist und der dazu um 90° abgewinkelte andere (freie) Endbereich
von der Substratoberfläche abragt.
[0006] Eine solche Anordnung und Ausbildung von Steckkontaktelementen ist aber nicht ohne
weiteres dazu geeignet, diese in einer wenig Platz beanspruchenden Art und Weise mit
einem an einer Anschlußleitung vorhandenen kompakten Steckverbindungsteil in einem
Arbeitsgang zu verbinden.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine besonders platzsparende
Steckverbindungsanordnung zu schaffen, bei der die auf einem Substrat vorhandenen
Steckkontaktelemente derart ausgebildet und so angeordnet sind, daß problemlos eine
einwandfreie Verbindung mit einer daran anzuschließenden elektrischen Anschlußleitung
realisierbar ist.
[0008] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der unabhängigen
Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.
[0009] Vorteilhaft bei einer derartigen Ausführung einer Steckverbindungsanordnung ist,
daß die den auf dem Substrat angeordneten Steckkontaktelementen zugeordneten, jeweils
an einer Ader einer elektrischen Anschlußleitung befestigten Gegen-Steckkontaktelemente
sowohl einzeln, als auch komplett durch gemeinsame Anordnung in einem Steckverbindergehäuse
mit den Steckkontaktelementen verbunden werden können.
[0010] Weitere besonders günstige Ausgestaltungen der Steckverbindungsanordnung sind in
den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen
- Fig. 1a
- die auf einem Substrat befindliche Steckverbindungsanordnung in Ansicht
- Fig. 1b
- die Steckverbindungsanordnung nach Fig. 1a in Draufsicht.
[0011] Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind auf einem vorzugsweise als Leiterplatte ausgeführten
Substrat 1 mehrere in kaschierter oder laminierter Art und Weise aufgebrachte metallische
Leiterbahnen 2 vorhanden, die mit der Einfachheit halber nicht näher dargestellten
elektrischen/elektronischen Schaltungskomponenten verbunden sind. Weiterhin sind auf
dem Substrat als Lötpads dienende, metallisch ausgeführte Befestigungsbereiche 3a,3b
vorgesehen, die gegenüber den umliegenden Isolationsbereichen 1a' der Leiterplatte
erhaben ausgeführt sind. Jeweils einer dieser Befestigungsbereiche 3a,3b und zwar
der Befestigungsbereiche 3b ist mit einer der Leiterbahnen 2 einstückig verbunden
und jeweils ein weiterer Befestigungsbereich und zwar der Befestigungsbereich 3a ist
im Bereich eines Randes 1a* des Substrates 1 vorhanden.
[0012] Die jeweils beiden Befestigungsbereiche 3a,3b sind so angeordnet und derart ausgebildet,
daß auf denselben ein langgestrecktes, im wesentlichen rechteckförmig ausgebildetes
Steckkontaktelement 5 mit an dessen Endbereichen 5a,5b vorgesehenen Befestigungszonen
5a',5b' durch ein Reflow-Lötprozeß festlegbar ist. Die Befestigungsbereiche sind dabei
in ihrer Größe und Lage auf die Größe und Anordnung der beiden zugeordneten Befestigungszonen
abgestimmt.
[0013] An den einen Endbereich 5b eines jeden Steckkontaktelemente 5 ist zwecks Verbindung
mit jeweils einem der Einfachheit halber nicht dargestellten buchsenförmigen Gegen-Steckkontaktelement
ein stiftartiger Steckkontaktabschnitt 5b* angeformt, der sich parallel zu den Leiterbahnen
2 erstreckt.
[0014] Der zwischen den beiden rechteckförmig ausgeführten Endbereichen 5a,5b liegende Mittenbereich
5c der Steckkontaktelemente 5 ist so ausgeführt, daß derselbe von der Substratoberfläche
1a beabstandet ist. In diesem buchsenartig ausgeführten Mittenbereich 5c können Kontaktlamellen
vorhanden sein, die zur Kontaktierung eines der Einfachheit halber ebenfalls nicht
dargestellten, stiftartig ausgeführten Kontaktabschnitts eines (weiteren) Gegen-Steckkontaktelementes
dienen können.
1. Elektrische Steckverbinderanordnung mit mehreren auf einer Oberfläche (1a) eines mit
Leiterbahnen (2) versehenen flachen Substrats (1) befindlichen, mit ihren Längsachsen
parallel zueinander ausgerichteten und parallel zur Substratoberfläche orientierten,
zur lösbaren Verbindung mit Gegen-Steckkontaktelementen vorgesehenen, aus Metall bestehenden,
langgestreckten profilierten Steckkontaktelementen (5), die jeweils zumindest eine
parallel zur Substratoberfläche verlaufende metallische Verbindungszone (5a', 5b')
aufweisen, welche jeweils mit jeweils einem auf der Substratoberfläche befindlichen,
flächenmäßig auf die zugehörige Verbindungszone abgestimmten metallischen Befestigungsbereich
(3a, 3b) durch einen Reflow-Lötprozeß stoffschlüssig verbunden sind, wobei ein einem
jeden Steckkontaktteil zugeordneter Befestigungsbereich an einer der Leiterbahnen
direkt angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die als sogenannte SMD-Bauelemente ausgeführten Steckkontaktelemente (5) jeweils
mit zwei jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden, mit jeweils der
äußeren Oberfläche einer Außenwand die Verbindungszone (5a', 5b') bildenden Endbereichen
(5a, 5b) und einem dazwischen befindlichen, taillierten Mittenbereich (5c) versehen
sind und daß der Mittenbereich (5c) der Steckkontaktelemente (5) mit Kontaktlamellen
versehen ist.
2. Elektrische Steckverbinderanordnung mit mehreren auf einer Oberfläche (1a) eines mit
Leiterbahnen (2) versehenen flachen Substrats (1) befindlichen, mit ihren Längsachsen
parallel zueinander ausgerichteten und parallel zur Substratoberfläche orientierten,
zur lösbaren Verbindung mit Gegen-Steckkontaktelementen vorgesehenen, aus Metall bestehenden,
langgestreckten profilierten Steckkontaktelementen (5), die jeweils zumindest eine
parallel zur Substratoberfläche verlaufende metallische Verbindungszone (5a', 5b')
aufweisen, welche jeweils mit jeweils einem auf der Substratoberfläche befindlichen,
flächenmäßig auf die zugehörige Verbindungszone abgestimmten metallischen Befestigungsbereich
(3a, 3b) durch einen Reflow-Lötprozeß stoffschlüssig verbunden sind, wobei ein einem
jeden Steckkontaktteil zugeordneter Befestigungsbereich an einer der Leiterbahnen
direkt angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die als sogenannte SMD-Bauelemente ausgeführten Steckkontaktelemente (5) jeweils
mit zwei jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden, mit jeweils der
äußeren Oberfläche einer Außenwand die Verbindungszone (5a',5b') bildenden Endbereichen
(5a, 5b) und einem dazwischen befindlichen, einen dem Querschnitt der beiden Endbereiche
entsprechenden Querschnitt aufweisenden Mittenbereich (5c) versehen sind und daß in
den Mittenbereich (5c) der Steckkontaktelemente (5) ein hülsenförmiger, taillierter
Kontaktlamellenkäfig eingesetzt ist.
3. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontaktelemente (5) jeweils an ihren beiden durch einen von der Substratoberfläche
(1a) beabstandeten Mittenbereich (5c) voneinander getrennten Endbereichen (5a, 5b)
jeweils eine parallel zur Substratoberfläche verlaufende metallische Verbindungszone
(5a', 5b') aufweisen, welche jeweils mit jeweils einem auf der Substratoberfläche
befindlichen, flächenmäßig auf die zugehörige Verbindungszone abgestimmten metallisierten
Befestigungsbereich (3a, 3b) durch einen Reflow-Lötprozeß verbunden sind, wobei zumindest
einer der beiden jedem Steckkontaktelement zugeordneten Befestigungsbereiche mit einer
der Leiterbahnen (2) direkt verbunden ist.
4. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontaktelemente (5) in gleichem Abstand voneinander auf dem Substrat (1)
vorhanden sind und sich jeweils mit dem äußeren Ende (5a*) des einen Endbereiches
(5a) zumindest in der Nähe eines Randes (1c) des Substrats befinden. -
5. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Substratoberfläche (1a) befindlichen metallischen Befestigungsbereiche
(3a, 3b) gegenüber den umliegenden Isolationsbereichen (1a') der Substrates (1) erhaben
ausgeführt sind.
6. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine einem jeden Steckkontaktelement (5) zugeordnete metallische Befestigungsbereich
(3a, 3b) einstückig an eine der Leiterbahnen (2) angeformt ist.
7. Elektrische Steckverbinderanorcfnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus einer Leiterplatte besteht.
8. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2) in kaschierter oder laminierter Art und Weise auf dem als Leiterplatte
ausgeführten Substrat (1) vorhanden sind.
9. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einen der beiden Endbereiche (5a, 5b) der Steckkontaktelemente (5) ein
stiftartiger Kontaktabschnitt (5b*) angeformt ist.
1. Electrical connector layout with several lengthwise stretching, profiled plug-in contact
elements (5) made of metal that are positioned on a surface (1a) of a flat substrate
(1) provided with printed conductors (2), and are aligned with their longitudinal
axes parallel to each other and orientated parallel to the surface of the substrate,
and are provided for the purpose of connecting detachably to mating plug-in contact
elements, each of the plug-in contact elements (5) featuring at least one metal fixing
zone (5a', 5b') running parallel to the surface of the substrate, each of which is
connected in an embedded manner by a reflow soldering process to a respective metal
bonding area (3a, 3b) positioned on the surface of the substrate with its respective
surface coordinated to the relevant fixing zone, with a bonding area that is allocated
to each plug-in contact element being attached directly to one of the printed conductors,
characterised by the fact
that each of the plug-in contact elements (5) executed as so-called SMD components
is provided, respectively, with two end sections (5a, 5b), each of which shows properties
of a rectangular section and with the respective outer surface of an external wall
constituting the fixing zone (5a', 5b'), and with a waisted middle section (5c) in
between these, and that the middle section (5c) of the plug-in contact elements (5)
is provided with contact laminations.
2. Electrical connector layout with several lengthwise stretching, profiled plug-in contact
elements (5) made of metal that are positioned on a surface (1 a) of a flat substrate
(1) provided with printed conductors (2), and are aligned with their longitudinal
axes parallel to each other and orientated parallel to the surface of the substrate,
and are provided for the purpose of connecting detachably to mating plug-in contact
elements, each of the plug-in contact elements (5) featuring at least one metal fixing
zone (5a', 5b') running parallel to the surface of the substrate, each of which is
connected in an embedded manner by a reflow soldering process to a respective metal
bonding area (3a, 3b) positioned on the surface of the substrate with its respective
surface coordinated to the relevant fixing zone, with a bonding area that is allocated
to each plug-in contact element being attached directly to one of the printed conductors,
characterised by the fact
that each of the plug-in contact elements (5) executed as so-called SMD components
is provided, respectively, with two end sections (5a, 5b), each of which shows properties
of a rectangular section and with the respective outer surface of an external wall
constituting the fixing zone (5a', 5b'), and with a middle section (5c) featuring
a cross section that corresponds to the cross section of the two end sections, and
that a sleeve-shaped, waisted contact lamination cage is inserted into the middle
section (5c) of the plug-in contact elements (5).
3. Electrical connector layout in accordance with Claim 1 or Claim 2, characterised by the fact that each of the plug-in contact elements (5) features a metal fixing zone
(5a', 5b'), each running parallel to the surface of the substrate on their respective
two end sections (5a, 5b) that are separated from each other by a middle section (5c)
which is spaced above the substrate surface (1a), each of which fixing zones (5a',
5b') is connected by way of a reflow soldering process to a respective metal bonding
area (3a, 3b) positioned on the surface of the substrate with its surface coordinated
to the pertaining fixing zone, with at least one of the two bonding areas assigned
to each plug-in contact element being directly connected to one of the printed conductors
(2).
4. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 3, characterised by the fact that the plug-in contact elements (5) are positioned equidistant to each
other on the substrate and are each located with the outer end (5a*) of the one end
section (5a) at least in the vicinity of one edge (1 c) of the substrate.
5. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 4, characterised by the fact that the metal bonding areas (3a, 3b) provided on the substrate surface
(1a) are executed in a raised fashion in comparison with the surrounding insulating
areas (1a') of the substrate (1).
6. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 5, characterised by the fact that the at least one metal bonding area (3a, 3b) allocated to each plug-in
contact element (5) is formed onto one of the printed conductors (2) as an integral
part.
7. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 6, characterised by the fact that the substrate (1) comprises a printed circuit board.
8. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 7, characterised by the fact that the printed conductors (2) are provided by means of foil-cladding or
laminating on the substrate (1) executed as a printed circuit board.
9. Electrical connector layout in accordance with any of Claims 1 to 8, characterised by the fact that a pin-like contact section (5b*) is formed integrally onto at least
one of the two end sections (5a, 5b) of the plug-in contact elements (5).
1. Assemblage de connecteurs électriques enfichables avec plusieurs éléments de contact
enfichables profilés (5), allongés, exécutés en métal, présents sur une surface (1a)
d'un support (1) plat, pourvu de pistes conductrices (2), disposés, avec leurs axes
longitudinaux, parallèlement les uns aux autres, et orientés parallèlement à la surface
du support, pour la liaison amovible avec des éléments de contact enfichables correspondants
(5), qui présentent chacun au moins une zone de contact (5a', 5b') métallique, s'étendant
parallèlement à la surface du support, lesquelles sont reliées, chacune, par assemblage
de matériaux, selon un procédé de soudage par re-fusion, à une zone de fixation (3a,
3b) métallique, prévue sur la surface du support, dont la surface est adaptée à la
zone de contact associée,
caractérisé en ce que
les éléments de contact enfichables (5), exécutés en tant que composants dits SMD,
sont pourvus, chacun, de deux zones d'extrémité (5a, 5b) présentant chacune une section
transversale rectangulaire, formant chacune, avec la surface extérieure d'une paroi
extérieure, la zone de contact (5a', 5b'), et d'une zone centrale (5c) cintrée, y
intercalée, et que la zone centrale (5c) des éléments de contact enfichables (5) est
pourvue de lamelles de contact.
2. Assemblage de connecteurs électriques enfichables avec plusieurs éléments de contact
enfichables profilés (5), allongés, exécutés en métal, présents sur une surface (1a)
d'un support (1) plat, pourvu de pistes conductrices (2), disposés, avec leurs axes
longitudinaux, parallèlement les uns aux autres, et orientés parallèlement à la surface
du support, pour la liaison amovible avec des éléments de contact enfichables correspondants
(5), qui présentent chacun au moins une zone de contact (5a', 5b') métallique, s'étendant
parallèlement à la surface du support, lesquelles sont reliées, chacune, par assemblage
de matériaux, par un processus de soudage par re-fusion, à une zone de fixation (3a,
3b) métallique, prévue sur la surface du support, dont la surface est adaptée à la
zone de contact associée,
caractérisé en ce que
les éléments de contact enfichables (5), exécutés en tant que composants dits SMD,
sont pourvus, chacun, de deux zones d'extrémité (5a, 5b) présentant chacune une section
transversale rectangulaire, formant chacune, avec la surface extérieure d'une paroi
extérieure, la zone de contact (5a', 5b'), et d'une zone centrale (5c), intercalée,
présentant une section transversale correspondant à la section transversale des deux
zones d'extrémité, et que, dans la zone centrale (5c) des éléments de contact enfichables
(5), une cage de lames de contact cintrée, en forme de douille, est insérée.
3. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de contact enfichables (5) présentent chacun, à chacune de leurs deux
zones d'extrémité (5a, 5b), séparées l'une de l'autre par une zone centrale (5c) distancée
de la surface (1a) du support, une zone de contact (5a', 5b') métallique qui, s'étendant
parallèlement à la surface du support, est reliée, par un processus de soudage par
re-fusion, à une zone de fixation (3a, 3b) métallisée, à surface adaptée à la zone
de contact associée, se trouve sur la surface du support, au moins l'une des deux
zones de fixation, associée à chaque élément de contact enfichable, étant reliée directement
à une piste conductrice (2).
4. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de contact enfichables (5) sont prévus sur le support (1), à la même
distance les uns des autres, et se trouvent chacun avec l'extrémité extérieure (5a*)
de l'une des zones d'extrémité (5a) au moins à proximité d'un bord (1c) du support.
5. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon l'une des revendications 1
à 4, caractérisé en ce que les zones de fixation métalliques (3a, 3b), présents sur la surface (1 a) du support,
sont exécutés en relief par rapport aux zones d'isolation environnantes (1a') du support
(1).
6. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon l'une des revendications 1
à 5, caractérisé en ce que la zone de fixation métalliques, au moins prévue, associée à chacun élément de contact
enfichable (5), est formée d'une pièce à l'une des pistes conductrice (2).
7. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon l'une des revendications 1
à 6, caractérisé en ce le support (1) consiste en une plaquette de circuit.
8. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon l'une des revendications 1
à 7, caractérisé en ce les pistes conductrices (2) sont présentes sur le support (1), réalisé en tant que
plaquette de circuit, selon des techniques du genre revêtement ou laminage.
9. Assemblage de connecteurs électriques enfichables selon l'une des revendications 1
à 8, caractérisé en ce qu'une section de contact (5b*), du genre broche, est formée sur au moins l'une des deux
zones d'extrémité (5a, 5b) des éléments de contact enfichables (5).