DE102011101767A1 - Connector for use in contacting system of manufacturing plant for establishing electrical contact connection for transferring control signals, has electrical contact elements exhibiting planar surfaces which lie in same plane - Google Patents
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- H01R12/78—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to other flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbinder zur Herstellung einer elektrischen Kontaktverbindung, umfassend eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktelementen, die in einen Trägerkörper eingefasst sind.The invention relates to a connector for producing an electrical contact connection, comprising a plurality of electrical contact elements, which are enclosed in a carrier body.
In industriellen Anwendungen wie z. B. Fabrikanlagen sind typischerweise elektrische Kontaktverbindungen zum Übertragen von Datensignalen erforderlich. Hier werden beispielsweise spezifische Steuersignale übertragen, wobei häufig eine hohe Signalgüte erforderlich ist.In industrial applications such. For example, factories typically require electrical contact connections to transmit data signals. Here, for example, specific control signals are transmitted, often requiring a high signal quality.
Elektrische Kontaktverbindungen sind heute typischerweise als Steckverbindungen ausgestaltet. Diese bestehen aus zwei (Steck-)Verbindern, unterschieden in einen männlichen Teil (mit nach außen weisenden Kontaktstiften oder Pins), die in einen Trägerkörper eingefasst sind, und einen weiblichen Teil (mit nach innen weisenden Kontaktöffnungen). Der männliche Teil wird als Stecker bezeichnet, wenn er am Ende eines Kabels angebracht ist, oder als Einbaustecker, wenn er fest in ein Gerätegehäuse eingebaut ist. Der weibliche Teil ist eine Kupplung, wenn er am Ende eines Kabels angebracht ist, oder eine Buchse, wenn er fest in ein Gerätegehäuse eingebaut ist.Electrical contact connections are typically designed as plug-in connections today. These consist of two (plug) connectors, distinguished in a male part (with outwardly facing pins or pins), which are enclosed in a support body, and a female part (with inwardly facing contact openings). The male part is referred to as a plug when attached to the end of a cable, or as a built-in plug when firmly installed in a device housing. The female part is a coupling if it is attached to the end of a cable or a socket if it is firmly installed in a device housing.
Es gibt auch Steckverbinder mit Steckelementen beiderlei Geschlechts oder solche für elektrischen Strom, Strahlung oder Medien in einem gemeinsamen Steckergehäuse. Durch den Formschluss ist eine sichere elektrische Kontaktverbindung gewährleistet.There are also connectors with plug-in elements of both sexes or those for electrical power, radiation or media in a common connector housing. The positive connection ensures a secure electrical contact connection.
Nachteilig bei den beschriebenen Kontaktverbindungen ist jedoch, dass insbesondere bei Kontaktverbindungen mit einer hohen Anzahl von Kontaktstiften oder Pins, die aufgrund des benötigten Platzes entsprechend dünn gefertigt sind, eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Beschädigungen im Betrieb besteht. Sowohl beim Einstecken in die Buchse oder Kupplung selbst als auch durch versehentliche Berührung können Pins leicht abbrechen oder verbiegen. Da ein schon leicht verbogener Pin jedoch durch die hohe erforderliche Passgenauigkeit beim Einstecken unter Umständen nicht mehr in die ihm zugeordnete Kontaktöffnung passt, können hier vergleichsweise leicht Verbindungsfehler auftreten. Im besten Fall ist eine Betriebsunterbrechung die Folge, in der die Pins neu ausgerichtet werden müssen. Häufig ist jedoch ein kostenintensiver Austausch des gesamten Steckverbinders notwendig.A disadvantage of the described contact connections, however, is that especially in contact connections with a high number of pins or pins, which are made correspondingly thin due to the required space, there is a high sensitivity to damage during operation. Both when plugged into the socket or the coupling itself as well as accidental contact, pins can break or bend easily. However, since an already slightly bent pin no longer fits into the contact opening assigned to it due to the high accuracy of fit required during insertion, connection errors can occur comparatively easily here. In the best case, a business interruption is the consequence in which the pins must be realigned. Often, however, a costly replacement of the entire connector is necessary.
Die genannten Probleme verschärfen sich in industriellen Fertigungsprozessen, wo die genannten Steckverbindungen nicht manuell, sondern automatisiert in hoher Frequenz durchgeführt werden. Dies ist beispielsweise bei der automatischen Kupplung von Roboterwerkzeugen, Spritzwerkzeugen etc. der Fall. Durch die hohe erforderliche Positionsgenauigkeit gibt es vergleichsweise geringe Toleranzen hinsichtlich der Lokalisierung. Gerade in automatisierten Fertigungsprozessen, wo die Steckverbindung elektromechanisch und ohne Prüfung der genauen Passung durchgeführt wird, können leicht durch geringe Ungenauigkeiten des Orts des Steckers bei der Zusammenführung Schäden an den Pins entstehen.The above problems are exacerbated in industrial manufacturing processes, where said connectors are not performed manually, but automatically in high frequency. This is the case, for example, in the automatic coupling of robot tools, injection tools, etc. Due to the high position accuracy required, there are comparatively small tolerances with regard to localization. Especially in automated manufacturing processes, where the connector is performed electromechanically and without checking the exact fit, can easily be caused by slight inaccuracies in the location of the connector in the merge damage to the pins.
Schließlich sind die genannten Steckverbindungen empfindlich gegen Kontaktkorrosion infolge von Vibration und Abnutzung durch häufige Ein- und Aussteckvorgänge. Dadurch reduziert sich die Signalgüte des durch die Kontakte übertragenen Signals. Weiterhin kann die Abdichtung gegen flüssige Medien ein Problem darstellen, da hier zusätzliche Dichtungsbauteile nötig sein können, die wertvollen Bauraum beanspruchen.Finally, the said connectors are sensitive to contact corrosion due to vibration and wear due to frequent insertion and Aussteckvorgänge. This reduces the signal quality of the signal transmitted through the contacts. Furthermore, the seal against liquid media can be a problem, since additional sealing components may be necessary here, which take up valuable space.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbinder zur Herstellung einer elektrischen Kontaktverbindung anzugeben, welches insbesondere in industriellen Fertigungsprozessen eine höhere Lebensdauer aufweist und eine höhere Qualität der Signalübertragung auch bei längerem Betrieb gewährleistet.The invention is therefore based on the object of specifying a connector for producing an electrical contact connection, which in particular has a longer service life in industrial manufacturing processes and ensures a higher quality of signal transmission even during prolonged operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die elektrischen Kontaktelemente jeweils eine ebene Oberfläche haben, die in einer Ebene liegen.This object is achieved according to the invention in that the electrical contact elements each have a planar surface that lies in one plane.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine höhere Lebensdauer unter Abkehr vom bewährten Konzept der formschlüssigen Verbindung von Steckverbindungen erreicht werden kann. Stattdessen sollte eine kraftschlüssige Verbindung zur Anwendung kommen, bei der die Kontakte lediglich flächig aufeinander gedrückt werden, so dass die Kontaktflächen in der Kontaktierungsebene keine mechanischen Begrenzungen mehr aufweisen müssen, die anfällig für Beschädigungen sind. Dies ist erreichbar, indem die elektrischen Kontaktelemente jeweils eine ebene Oberfläche haben, die in einer Ebene liegen.The invention is based on the consideration that a longer life can be achieved by turning away from the proven concept of the positive connection of connectors. Instead, a non-positive connection should be used, in which the contacts are pressed only flat against each other, so that the contact surfaces in the contacting level no longer have to have mechanical limitations that are susceptible to damage. This can be achieved by the electrical contact elements each have a flat surface, which lie in a plane.
Um dabei eine Verbindung mit ausreichender Qualität und gleichzeitig eine ausreichende Toleranz hinsichtlich der Ortsgenauigkeit in der Kontaktierungsebene zu gewährleisten, hat dabei die jeweilige ebene Oberfläche vorteilhafterweise eine Größe von mindestens 9 qmm. Dadurch kann beispielsweise auch bei einer Verschiebung der beiden Verbinder gegeneinander in der Kontaktierungsebene von ca. 0,5 mm in beliebiger Richtung eine Kontaktverbindung zuverlässig hergestellt werden, was bei einer Steckverbindung mit Kontaktstift und -öffnung je nach Dicke nicht möglich wäre.In order to ensure a connection of sufficient quality and at the same time a sufficient tolerance with regard to the positional accuracy in the contacting plane, the respective planar surface advantageously has a size of at least 9
Eine besonders hohe Stabilität gegen Beschädigungen der Kontaktelemente ist erreichbar, indem die ebenen Oberflächen mit dem Trägerkörper in der Umgebung der elektrischen Kontaktelemente vorteilhafterweise eine ebene, geschlossene Fläche bilden. In diesem Fall sind die Kontaktelemente nicht nur flächig, sondern stehen auch nicht mehr aus dem sie umgebenden Trägerkörper heraus. Somit bietet sich für eventuelle Beschädigungen aufgrund von Toleranzen in der Lokalisierung keine Angriffsfläche mehr. Auch im unverbundenen Zustand ist der Verbinder durch die geschlossene Fläche vor Schäden geschützt. A particularly high stability against damage to the contact elements can be achieved by the flat surfaces with the carrier body in the vicinity of the electrical contact elements advantageously form a flat, closed surface. In this case, the contact elements are not only flat, but also no longer stand out from the surrounding carrier body. Thus, there is no longer any attack surface for possible damage due to tolerances in the localization. Even in the unconnected state of the connector is protected by the closed surface from damage.
Um bei der kraftschlüssigen Verbindung über alle elektrischen Kontaktelemente gleichmäßig einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten, ist dem jeweiligen elektrischen Kontaktelement ein elastisches Element derart zugeordnet, dass es bei einwirkendem Druck flexibel nachgibt. Dadurch ergibt sich eine Toleranzbreite in der Passung in Richtung senkrecht zur Ebene, zudem wird die Kontaktkorrosion minimiert.In order to ensure a good electrical contact uniformly in the non-positive connection over all electrical contact elements, the respective electrical contact element is associated with an elastic element such that it yields flexibly under pressure. This results in a tolerance width in the fit in the direction perpendicular to the plane, also the contact corrosion is minimized.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das elastische Element eine im Rückbereich der Fläche angeordnete Feder. Diese bietet eine besonders hohe Toleranzfeldbreite in der Höhenachse über dem Kontaktelement.In an advantageous embodiment, the elastic element is a spring arranged in the rear region of the surface. This offers a particularly high tolerance field width in the height axis above the contact element.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist der Trägerkörper selbst als elastisches Element ausgestaltet und beinhaltet ein elastisches Material. Der Trägerkörper bildet somit mit den umschlossenen Kontaktelementen eine flexible, elastische Kontaktmatte, die sich flexibel bei der flächigen Kontaktzusammenführung anpassen kann.In a particularly advantageous embodiment, the carrier body itself is designed as an elastic element and includes an elastic material. The carrier body thus forms with the enclosed contact elements a flexible, elastic contact mat, which can adapt flexibly to the surface contact combination.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist in einem Randbereich des Trägerkörpers ein Dichtelement angeordnet. Dieses bietet insbesondere in Kombination mit der elastischen Ausgestaltung der Kontaktelemente eine besonders gute Abdichtung gegen flüssige Medien.In a further advantageous embodiment, a sealing element is arranged in an edge region of the carrier body. This offers a particularly good seal against liquid media, in particular in combination with the elastic configuration of the contact elements.
Die elektrischen Kontaktelemente sind vorteilhafterweise mit einer flexiblen Platine elektrisch verbunden. Eine flexible Platine ermöglicht eine sichere Übertragung der elektrischen Signale bei einer elastischen Ausgestaltung der Kontaktelemente und eine besonders hohe Toleranzfeldbreite in der Höhenachse über dem Kontaktelement.The electrical contact elements are advantageously electrically connected to a flexible board. A flexible circuit board enables secure transmission of the electrical signals in the case of an elastic configuration of the contact elements and a particularly high tolerance field width in the height axis above the contact element.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung umfasst ein Kontaktierungssystem zwei Kontaktierungselemente, die mit den jeweiligen Ebenen im Wesentlichen parallel gegenüberliegend angeordnet sind.In a particularly advantageous embodiment, a contacting system comprises two contacting elements, which are arranged with the respective planes substantially parallel opposite one another.
Eine Fabrikanlage umfasst vorteilhafterweise ein beschriebenes Kontaktierungselement oder ein derartiges Kontaktierungssystem.A factory system advantageously comprises a described contacting element or such a contacting system.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere dahin, dass durch die flächige, flexibel nachgebende Kontaktierung im Gegensatz zu bisher üblichen Steckverbindungen besonders weite Toleranzfelder bei der Kontaktierung möglich sind, da die Kontaktflächen in der Kontaktierungsebene keine mechanischen Begrenzungen aufweisen und zur Kontaktierung nur gewährleistet sein muss, das die Kontaktflächen genügend überlappen. Durch die flächige Ausgestaltung ist eine Beschädigung der Kontaktbereiche unwahrscheinlich, da eine mechanische Belastung nur in einer Achse auftreten kann. Kontaktkorrosion ist praktisch ausgeschlossen und im nicht kontaktierten Zustand sind die Kontaktbereiche unempfindlich gegen Beschädigung. In der Höhenachse ist durch die elastische Ausgestaltung ein Toleranzausgleich gewährleistet, so dass auch eine stabile Kontaktverbindung gewährleistet ist.The advantages achieved by the invention are in particular the fact that the wide, flexible yielding contact in contrast to previously customary connectors particularly wide tolerance ranges in contacting are possible because the contact surfaces in the Kontaktierungsebene have no mechanical limitations and must be guaranteed for contacting only that overlap the contact surfaces enough. Due to the planar design damage to the contact areas is unlikely, since a mechanical load can occur only in one axis. Contact corrosion is virtually eliminated and in the non-contacted state, the contact areas are insensitive to damage. In the vertical axis a tolerance compensation is ensured by the elastic configuration, so that a stable contact connection is ensured.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Gleiche Teile sind in allen FIGs mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference numerals in all FIGS.
Die
Der waagerechte Abschnitt
Im dieser Oberfläche abgewandten Rückbereich des Trägerkörpers
Eine alternative Ausführungsform ist in
Die Kontaktmatten sind in ein Dichtelement
Durch das Aufeinanderdrücken der im Wesentlichen parallel angeordneten Kontaktoberflächen der Verbinder
Durch die flächige Kontaktierung werden einerseits die beschriebenen breiten Toleranzfelder ermöglicht, andererseits Beschädigungen an den Kontakten minimiert und die Lebensdauer erhöht.Due to the areal contacting, the wide tolerance fields described are made possible on the one hand, on the other hand minimizing damage to the contacts and increasing the service life.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- VerbinderInterconnects
- 22
- Gehäusecasing
- 44
- Platinecircuit board
- 66
- waagerechter Abschnitthorizontal section
- 88th
- Befestigungsplattemounting plate
- 1010
- Haltebauteilholding member
- 1212
- Trägerkörpersupport body
- 1414
- Kontaktelementcontact element
- 1616
- Federfeather
- 1818
- Deckelcover
- 2020
- KontaktmatteContact mat
- 2222
- Dichtelementsealing element
- 2424
- Kontaktierungssystemcontact system
Claims (10)
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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ID=47088060
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DE201110101767 Withdrawn DE102011101767A1 (en) | 2011-05-17 | 2011-05-17 | Connector for use in contacting system of manufacturing plant for establishing electrical contact connection for transferring control signals, has electrical contact elements exhibiting planar surfaces which lie in same plane |
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