Elektrischer Steckverbinder

Abstract

 Für einen elektrischen Steckverbinder mit in Kontaktkammern angeordneten einteiligen Kontaktelementen mit spiegelbildlich angeordneten Federschenkein mit einer geprägten Kontur, wird vorgeschlagen, die Federschenkel derart auszubilden, daß diese bei in die Kontaktkammern eingefügten Kontaktelementen einen Abstand zu den Kontaktkammerwänden aufweisen, wobei die Federschenkel beim Einfügen eines Kontaktstiftes in die Kontaktelemente derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden abstützen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit in Kontaktkammern angeordneten Kontaktelementen, wobei mit einer geprägten Kontur versehene Federschenkel der Kontaktelemente spiegelbildlich angeordnet sind.

[0002] Derartige Steckverbinder werden als Leiterplattensteckverbinder verwendet. Dabei wird angestrebt, die Anzahl der Kontaktelemente eines Steckverbinders immer mehr zu erhöhen die Größe des Steckverbinders selbst aber immer mehr zu verringern. Damit zweischenkelige Federkontaktelemente auch bei kleinen Rasterabständen von <2 mm wirtschaftlich hergestellt werden können, ist es erforderlich diese bereits im jeweiligen Montageraster aus einem fortlaufenden Metallband auszustanzen. Durch die daraus resultierende Enge der Abstände wird es jedoch schwierig den Kontakt zweiseitig auszuführen, da dieser von der Abwicklung her bei herkömmlichen Kontaktelementen mit einem U-förmigen bzw. gefalteten Kontaktkörper nicht mehr in ein kleines Stanzraster paßt. Insbesondere gilt dies für Steckverbinderausführungen für die Oberflächen- Löttechnologie (Surface Mounted Technology, SMT), bei der die Größe der oberflächenmontierbaren Bauteile (Surface Mounted Device, SMD) sehr flach und sehr klein gehalten ist und die Anzahl der Kontakte kaum verringert werden kann. Zusätzlich steigt mit zunehmender Kontaktzahl die Steckkraft des Steckverbinders an.

[0003] Aus der DE-OS 18 13 739 ist ein Steckverbinder für gedruckte Schaltungen bekannt, der in seinen Kontaktkammern spiegelbildlich angeordnete Federschenkel mit einer geprägten Kontur aufweist, wobei die Kontaktelemente bzw. deren Federschenkel derart ausgebildet sind, daß sie sich im Ruhezustand an den Kontaktwenden abstützen. Bei diesem Steckverbinder ist in der ersten Hälfte des Steckbereiches keine Kontaktierung zwischen den Federschenkeln und einem eingeführten Kontaktstift gegeben, diese erfolgt erst bei fast vollständig eingeschobenem Kontaktstift, wobei hohe Einsteckkräfte auftreten.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß die Steckkräfte trotz gleichbleibender Kontaktkräfte und gleichbleibender Kontaktanzahl gegenüber herkömmlichen Steckverbindern reduziert werden, wobei beim Einfügen der Messerkontakte in die Kontaktelemente der Kontaktkammern zunächst ein geringer Anpreßdruck der Federschenkel auf die Messerkontakte ausgeübt wird, so daß ein weiches Einfügen des Gegensteckers erzielt wird - gleichzeitig aber eine sofortige sichere Kontaktierung gewährleistet ist - und daß die maximalen Kontaktkräfte erst bei vollständig eingeführten Messerkontakten wirken.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Federschenkel derart ausgebildet sind, daß diese bei in die Kontaktkammern eingefügten Kontaktelementen einen Abstand zu den Kontaktkammerwänden aufweisen, und wobei die Federschenkel beim Einfügen eines Kontaktstiftes in die Kontaktelemente derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden abstützen.

[0006] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

[0007] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Steckkräfte des erfindungsgemäßen Steckverbinders gegenüber herkömmlichen Steckverbindern niedriger sind. Dies wird dadurch erreicht, daß während des Einsteckens eines Gegensteckers (Messerleiste) die Federschenkel, aufgrund einer längeren Wirk-Federlänge und einer schmalen Federwurzel, mit geringer Kraft ausgelenkt werden. Durch eine entsprechend ausgebildeten Kontur stützen sich die Federschenkel anschließend an den Kontaktkammerwänden ab und erzeugen, hervorgerufen durch eine kürzere Wirk-Federlänge in Zusammenhang mit den breiteren Kontaktschenkeln, eine erhöhte Federkraft, die für eine sichere Kontaktierung notwendig ist.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1

eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders und eines Gegensteckers im nicht gestecktem Zustand,

Fig. 2

die Kontur eines aus einem Bandmaterial ausgestanzten Kontaktelementes,

Fig. 3

die Aufsicht eines Kontaktelementes,

Fig. 4

die Seitenansicht des Kontaktelementes gemäß Fig. 3,

Fig. 5

die perspektivische Ansicht des Kontaktelementes gemäß Fig. 3,

Fig. 6

eine Teilansicht eines Steckverbinders und eines Gegensteckers in noch nicht gestecktem Zustand,

Fig. 7

die Teilansicht des Steckverbinders und des Gegensteckers gemäß Fig. 6 in gestecktem Zustand,

Fig. 8

ein Diagramm der Steckkräfte eines herkömmlichen und eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, und

Fig. 9

ein Diagramm der Federkräfte der Kontaktfederschenkel eines herkömmlichen und eines erfindungsgemäßen Steckverbinders.

[0009] In der Fig. 1 ist eine Steckverbindung, bestehend aus einem Steckverbinder 1 und einem Gegenstecker 2 dargestellt, die dazu dient, eine gedruckte Leiterplatte 3 (schematisch ohne elektronische Bauteile dargestellt) elektrisch mit einer weiteren Leiterplatte 4 zu verbinden. Die Steckverbindung enthält einen als Messerleiste ausgebildeten Gegenstecker 2, der mit der Leiterplatte 4 verlötet ist, sowie einen als Federleiste ausgebildeten Steckverbinder 1, der mit der Leiterplatte 3 verbunden ist. Mit der Leiterplatte 4 sind ein -oder mehrreihige Signalkontakte (Messerkontakte) 5 verbunden, die als Stifte gestaltet sind und nach oben durch den Boden 6 des Isolierkörpers 7 des Gegensteckers 2 hindurchragen, (die weitere Ausgestaltung des Gegensteckers 2 wird hier nicht näher beschrieben) um mit einer entsprechenden Anzahl von federnden Kontaktelementen 8 zusammenzuwirken, die sich in Ausnehmungen eines lsolierkörpers 9, mit entsprechenden Kontaktkammern 10, befinden. Das Kontaktelement 8 weist einen festen Bereich den sogenannten Festsitz 11 auf, mit diesem werden die Kontaktelemente 8 in den Kontaktkammern 10 des Steckverbinders 1 fest verankert. Des weiteren ist ein Leiterplattenanschluß 12 an der Leiterplatte 3 erkennbar. Dieser kann, wie dargestellt, in Oberflächen-Löttechnik (Surface Mounted Technology, SMT) oder in herkömmlicher Einpreßtechnik ausgeführt sein.

[0010] Das in den Fig. 2 - 5 dargestellte Kontaktelement 8 ist als einteilige, zweischenkelige Kontaktfeder mit einer Federschenkelverbindung 14 und mit spiegelbildlich gegenüberliegenden Kontaktkuppen 15 versehen und wird wie in Fig. 2 dargestellt, zunächst durch fortlaufende Stanzungen aus einem Metallband mit einer verengten Federwurzel 16 und verbreiterten Federschenkeln 13 hergestellt. Anschließend wird das Kontaktelement durch Prägebiegungen in die in den in den Fig. 3 - 5 dargestellte Form gebracht.

[0011] In der Fig. 6 ist eine Steckverbindung dargestellt, bei der die Messerkontakte 5 des Gegensteckers 2 noch nicht in die Kontaktelemente 8 des Steckverbinders 1 eingeführt sind. Hierbei ist erkennbar, daß zwischen den Kontaktkammerwänden 18 und den Kontaktschenkeln 13 aufgrund einer entsprechenden Kontur 17 ein geringer Abstand (B) vorhanden ist. Im Moment des Einsteckens der Messerkontakte 5 des Gegensteckers 2 in den Kontakteinlauf (KE) der Kontaktelemente 8 werden die Federschenkel 13 mit geringer Kraft seitlich ausgelenkt, wobei durch die Kombination von langer Wirk-Federlange (l) und schmaler Federwurzel 16 niedrige Steckkräfte erzielt werden.

[0012] In der Fig. 7 ist die Steckverbindung gezeigt, bei der die Messerkontakte 5 des Gegensteckers 2 in die Kontaktelemente 8 des Steckverbinders 1 eingeführt sind. Hierbei ist erkennbar, daß die Federschenkel 13 bei weiterem Einstecken der Messerkontakte 5 mit ihrer Kontur 17 gegen die Kontaktkammerwände 18 drücken. Dadurch wird erreicht, daß sich die Kontaktkraft aufgrund der kürzeren Wirk-Federlänge (l') und der breiteren Federschenkel 13 erhöht.

[0013] Zur Verdeutlichung des Steckverhaltens eines herkömmlichen Steckverbinders und eines erfindungsgemäßen Steckverbinders ist in der Fig. 8 in einem Diagramm der Steckkraftverlauf der Steckverbinder über dem Einsteckweg aufgetragen. Dabei wird ersichtlich, daß die Steckkraft (SH) eines herkömmlichen Steckverbinders einen wesentlich steileren Verlauf und auch größere Höhe aufweist als die Steckkraft (SN) eines erfindungsgemäßen Steckverbinders.

[0014] In der Fig. 9 sind in einem weiteren Diagramm die Federkräfte der Federschenkel eines Kontaktelementes herkömmlicher Bauart und eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes / Steckverbinders dargestellt. Wie ersichtlich steigt die Federkraft (FH) der Federschenkel bei herkömmlichen Steckverbindern linear an, während die Federkraft (FN) der Federschenkel des erfindungsgemäßen Kontaktelementes / Steckverbinders zunächst mit geringer Steigung ansteigt und bei Anlage der Federschenkel an den Kontaktkammerwänden steil ansteigt.

Ansprüche

1. Elektrischer Steckverbinder mit in Kontaktkammern (10) angeordneten Kontaktelementen (8), wobei mit einer geprägten Kontur versehene Federschenkel (13) der Kontaktelemente (8) spiegelbildlich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Federschenkel (13) derart ausgebildet sind, daß diese bei in die Kontaktkammern (10) eingefügten Kontaktelementen (8) einen Abstand (B) zu den Kontaktkammerwänden (18) aufweisen, und
wobei die Federschenket (13) beim Einfügen eines Kontaktstiftes in die Kontaktelemente (8) derart ausgelenkt werden, daß sie sich an den Kontaktkammerwänden (18) abstützen.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Federschenkel (13) eine verengte Federwurzel (16) aufweisen.

Zeichnung