DE69926818T2 - Gehäuse für elektrische Steckverbinder - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen elektrischen Verbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere Gehäuse für elektrische Leistungsverbinder, welche besonders in Verbindungssystemen für Leiterplatten oder Rückseitenplatten Verwendung finden. Solch ein Gehäuse ist aus der US-A-5 549 480 bekannt.
- Konstrukteure elektronischer Schaltkreise kümmern sich hauptsächlich um zwei Hauptschaltungsbereiche, dem Signalbereich und dem Leistungsbereich. Beim Entwerfen logischer Schaltkreise müssen Konstrukteure in der Regel keine Änderungen der elektrischen Eigenschaften, wie Widerstand von Schaltkreiskomponenten, die durch Änderungen der Bedingungen, wie zum Beispiel der Temperatur hervorgerufen werden, da der in logischen Schaltkreisen fließende Strom üblicherweise verhältnismäßig klein ist. Leistungskreise hingegen können Änderungen in den elektrischen Eigenschaften aufgrund der relativ hohen Ströme, zum Beispiel in der Größenordnung von 30 A oder mehr in bestimmten elektronischen Ausrüstungen erfahren. Dementsprechend müssen Verbinder, die zur Verwendung in Leistungskreisen konstruiert sind, in der Lage sein, Wärme abzuführen (die hauptsächlich als Ergebnis des Joule-Effekts erzeugt werden), sodass Änderungen in den Schaltungseigenschaften als Ergebnis sich ändernder Ströme minimiert werden. Übliche Steckkontakte in Schaltkreisleistungsverbindern haben im Allgemeinen einen rechteckigen (klingenförmigen) oder runden (stiftförmigen) Querschnitt. Dieses Design nennt man auch "Singular-mass"-Design. Bei diesen üblichen "Singular-mass"-Klingen oder Stiftkonfigurationen weisen die gegenüberliegenden Buchsenkontakte ein Paare nach innen gebogener freitragender Arme und die eingesteckte Klinge oder der einge steckte Stift sind zwischen dem Paar der Arme angeordnet. Solche Anordnungen sind nur schwer zu miniaturisieren, ohne andererseits die Wärmeabfuhreigenschaften zu beeinträchtigen. Solche Kontakte sind auch sehr unflexibel was die Änderung der Kontaktquerkräfte durch Einjustierung der Kontaktgeometrie betrifft. Es besteht also ein bedarf an kleinen Kontakten, welche effizient Wärme abführen und die leicht modifizierbare Kontaktquerkräfte aufweisen.
- Die US-A-5 549 480 beschreibt ein Gehäuse für einen elektrischen Verbinder, welches einen elektrisch isolierenden Körper aufweist, der sich um eine imaginäre Longitudinalachse erstreckt und eine Steckfläche und eine Verbinderfläche definiert, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Steckfläche orientiert ist, sowie eine Kontaktaufnahmeausnehmung, die eine Öffnung auf der Steckfläche definiert, die die imaginäre Längsachse des Körpers schneidet und sich im Wesentlichen senkrecht zu der Steckfläche erstreckt.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für einen elektrischen Verbinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art anzugeben und eine verbesserte Luftströmung aufweist.
- Diese Aufgabe wir mit einem Gehäuse nach Anspruch 1 gelöst.
- Unteransprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
- Die vorliegende Erfindung betrifft Gehäuse elektrischer Verbinder mit einer Buchse, mit einem isolierenden Gehäuse und mindestens einem elektrisch leitenden Buchsenkontakt, welcher ein Paar beabstandeter Wände aufweist, die einen Steckkontaktaufnahmebereich bilden. Ein passender Steckkontakt weist ein isolierendes Gehäuse und mindestens einen leitenden Kontakt auf, mit einem Paar beabstandeter Wände, welche einen in den Steckeraufnahmeraum des Buchsenkontakts einsteckbaren Vorsprung bilden. Die Kontakte wenden ein "Dual-mass"-Prinzip an, welches eine größere Oberfläche zur Wärmeabfuhr bieten, die im Allgemeinen durch Konvektion stattfindet, verglichen mit "Single-mass"-Kontakten. Diese Anordnung liefert einen Luftströmungsweg durch beabstandete Bereiche der Kontakte des Steckverbinders und des Buchsenverbinders, wenn diese zusammengesteckt sind.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, worin zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Steckkontakts, -
2 eine Seitenansicht des in1 gezeigten Steckkontakts, -
3 eine perspektivische Ansicht eines Buchsenkontakts, -
4 eine Seitenansicht des Buchsenkontakts aus3 , -
5 eine Frontansicht eines Steckverbinders, -
6 eine Draufsicht auf den in5 gezeigten Steckverbinder, -
7 eine Rückansicht des in5 gezeigten Steckverbinders, -
8 eine perspektivische Ansicht schräg von oben auf den Steckverbinder aus5 , -
9 eine perspektivische Ansicht schräg von oben auf den hinteren Teil des Steckverbinders in5 , -
10 eine Draufsicht auf einen Buchsenverbinder, -
11 eine Seitenansicht auf den in10 gezeigten Buchsenverbinder, -
12 eine Rückansicht des in10 gezeigten Buchsenverbinders, -
13 eine perspektivische Ansicht schräg von oben auf die Stirnseite des Buchsenverbinders aus10 , -
14 eine perspektivische Ansicht schräg von oben des anderen Buchsenverbinders aus1 , -
15 eine perspektivische Frontalansicht einer zweiten Ausführungsform eines Steckverbinders, -
16 eine perspektivische Rückansicht des Steckverbinders aus15 , -
17 eine isometrische Ansicht eines Steckkontakts, der in dem Verbinder aus15 verwendet wird, wobei der Kontakt noch an einem Teil des Streifenmaterials hängt, aus dem er geformt ist, -
18 eine Seitenquerschnittsansicht des Steckverbinders aus15 , -
19 eine perspektivischer Frontansicht des Buchsenverbinders, welcher zu dem Steckverbinder aus15 passt, -
20 eine perspektivische Rückansicht des Buchsenverbinders aus19 , -
21 eine isometrische Ansicht eines Buchsenkontakts, der in einem in19 gezeigten Verbinder verwendet wird, wobei der Kontakt noch an einem Teil des Metallstreifens hängt, aus dem er geformt ist, -
22 eine seitliche Querschnittsansicht des Buchsenverbinders aus19 , -
22a eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie AA in22 , -
22b eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie BB in22 , -
23 eine perspektivische Frontansicht einer dritten Ausführungsform eines Steckverbinders, -
23a eine Seitenquerschnittsansicht einer alternativen Anordnung zur Sicherung eines Kontakts in einem Gehäuse, -
24 eine perspektivische Frontansicht eines Buchsenverbinders, der so konstruiert ist, dass er zu dem Steckverbinder aus23 passt, -
25 eine Frontansicht einer anderen Ausführungsform eines Buchsenverbinders, -
26 eine perspektivische Sicht von unten auf den in25 gezeigten Verbinder, -
27 eine isometrische Ansicht eines Buchsenkontakts, welcher in den in den25 und26 gezeigten Verbindern verwendet wird, -
28 eine Querschnittsansicht eines Verbinders aus25 , und -
29 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform, welche aneinandergesteckte Kontakte in einem Steckverbinder und einem Buchsenverbinder zeigt. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Die
1 und2 zeigen einen Steckkontakt10 zur Verwendung in einem Steckverbinder. Der Steckkontakt weist zwei sich gegenüberliegende Hauptseitenwände12 und14 auf. Ein vorderer Vorsprung, generell mit dem Bezugszeichen16 bezeichnet, weist einen oberen Bereich18 und einen unteren Bereich20 auf. Jeder dieser oberen und unteren Bereiche weist ein Paar sich gegenüberliegender freitragender Arme auf, wobei jeder Arm einen konvergierenden proximalen Bereich22 , einen gewölbten Kontaktbereich24 und ein vorderes Ende26 aufweist. Die sich gegenüberliegenden vorderen Bereiche26 sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Die distalen Bereiche können leicht beabstandet angeordnet sein, wenn die Arme in entspannter Position sind. Sie kommen jedoch aufeinander zu, wenn die Arme gebogen werden, wenn der Stirnvorsprung in einen Buchsenkontakt eingeführt wird (wie weiter unten näher beschrieben wird). Dies bewirkt einen Schutz gegen Überbelastung der Arme während des Zusammensteckens. Die Seitenwände weisen ebenfalls ebene Platten28 und30 auf. Anschlüsse32 ,34 ,36 und38 erstrecken sich von einer Kante der Platte28 . Der Anschluss40 erstreckt sich von der Platte30 zusammen mit einer Mehrzahl von ähnlichen nicht gezeigten Anschlüssen. Die Anschlüsse32 bis40 können Stifte umfas sen, die zum Einstecken in Durchgangslöcher geeignet sind, oder Stifte, die an einer Leiterplatte verlötet werden (wie gezeigt), Pressfitstifte oder Zungen für die Oberflächenmontage. Die Platten28 und30 sind über obere gewölbte Brückenelemente42 und44 miteinander verbinden. Ein Mittelraum46 , durch den Luft strömen kann, ist zwischen den Platten28 und30 definiert. Der Kontakt10 ist aus einem Streifen geeigneten Kontaktmaterials, wie aus einer Bronzephosphorlegierung oder einer Berylliumkupferlegierung ausgestanzt oder anderweitig als einstückiges Teil geformt. - Die
3 und4 zeigen einen Buchsenkontakt48 . Dieser Buchsenkontakt hat sich gegenüberliegende vorzugsweise ebene und parallele Seitenwände50 und52 . Diese Seitenwände erstrecken sich nach vorne in einen vorderen vorstehenden Bereich54 , welcher einen mittleren Steckkontaktaufnahmebereich56 bildet. Der Abstand zwischen den Wänden50 und52 im Bereich54 ist so gewählt, dass der Vorsprung16 des Steckkontakts10 in dem Steckkontaktaufnahmebereich56 aufgenommen werden kann, wobei die Arme elastisch in Richtung auf die Mittelebene des Kontakts10 gebogen sind. Diese Biegung bewirkt, dass die Arme nach außen gerichtete Kräfte entwickeln, wodurch die gewölbten Bereiche24 gegen die inneren Oberflächen der Bereiche54 gepresst werden, welche den Aufnahmebereich56 bilden, um eine geeignete Kontaktquerkraft zu entwickeln. Die Seitenwände50 und52 weisen ebenfalls jeweils Platten58 und60 auf. Von der Platte58 erstrecken sich Anschlüsse62 ,64 ,66 und68 . Von der Platte60 erstreckt sich Anschluss70 sowie mehrere andere (nicht gezeigte) Anschlüsse. Diese Anschlüsse sind im Wesentlichen die gleichen wie die zuvor beschriebenen Anschlüsse32 bis40 . dies Seitenwände50 und52 sind miteinander über im Wesentlichen gebogene Brückenelemente72 und74 miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Buchsenkontakt ebenfalls in einem Stück aus ei nem Streifen aus Phosphorbronzelegierung oder einer Berylliumkupferlegierung gestanzt oder anderweitig ausgeformt. - Die
5 bis9 zeigen einen Steckverbinder75 mit einem isolierenden Steckergehäuse76 . Das Gehäuse76 weist eine Stirnseite78 auf, mit einer Mehrzahl von Leistungskontaktöffnungen84 und86 . Die stirnseitigen Vorsprünge oder die Steckvorsprünge16 (1 und2 ) der Steckkontakte sind in Öffnungen84 und86 angeordnet. Die Steckkontakte10 sind in dem Gehäuse76 durch Presssitz zwischen dem Kontakt und dem Gehäuse gehaltert. Dies wird dadurch erreicht, dass sie die Abmessung H (2 ), die der Abstand zwischen der unteren Kante der Wand12 und dem oberen Brückenelement42 , etwas größer gewählt sind als die Abmessungen der Räume im Gehäuse76 , welche diesen Bereich des Steckkontakts10 aufnehmen. Die Stirnseite78 kann ebenfalls eine Signalstiftanordnungsöffnung88 aufweisen, um eine Anordnung von Signalstiften aufzunehmen, welche allgemein mit dem Bezugszeichen90 bezeichnet sind. Das Gehäuse76 weist ebenfalls eine Anzahl von rückwärtigen vertikalen Trennwänden auf, wie beispielsweise Trennwände92 und94 , die Leistungskontaktrückhalteschlitze96 bilden, um die Steckkontakte98 aufzunehmen. Die gegenüberliegenden vertikalen Trennwände100 und102 bilden zwischen sich einen Raum104 zur Aufnahme einer Signalstiftanordnung, um die rückwärtigen Bereiche106 der Signalstifte aufzunehmen. Das Gehäuse76 weist ebenfalls sich gegenüberliegende hintere Montageklammern108 und110 auf, welche jeweils Montageöffnungen112 und114 aufweisen. Die Steckkontakte10 weisen Anschlüsse32 ,34 ,36 ,38 und40 auf, die sich unterhalb einer unteren Kante80 des Gehäuses76 erstrecken. Die Kante80 bildet eine Montagefläche, entlang der das Gehäuse auf einer Leiterplatte oder einer anderen Struktur, auf der der Verbinder montiert ist, angebracht wird. - Die
10 bis14 zeigen einen Buchsenverbinder128 . Der Buchsenverbinder128 weist ein isolierendes Gehäuse129 mit einer Stirnseite130 auf, welche eine Mehrzahl von Fächern131 mit Kontaktöffnungen aufweist, wie zum Beispiel die Öffnungen136 und138 . Die Stirnseite130 bildet eine Montagefläche für den Verbinder128 beim Zusammenstecken mit dem Steckverbinder75 . Die Fächer131 sind so angeordnet und dimensioniert, dass sie in den Öffnungen84 ,86 des Verbinders75 aufgenommen werden. Die Frontbereiche54 (3 und4 ) der Buchsenkontakte sind innerhalb der Fächer131 aufgenommen und Öffnungen134 ,136 sind so dimensioniert und angeordnet, dass sie die oberen und unteren Bereiche18 ,20 des Steckkontakts10 aufnehmen. Die Stirnseite130 hat einen Signalstiftaufnahmebereich140 mit Signalstiftaufnahmeöffnungen. Das Gehäuse129 weist ebenfalls eine Mehrzahl von rückwärtigen Trennwänden, wie beispielsweise Trennwände144 und146 auf, die Kontaktrückhalteschlitze148 zur Aufnahme der Buchsenkontakte48 bilden. Das Signalstiftgehäuse152 nimmt eine Anordnung von Buchsenkontakten154 auf. Das Gehäuse129 weist ebenfalls sich gegenüberliegende hintere Montageklammern156 und158 auf, welche jeweils Montageöffnungen160 und162 haben. Die Buchsenkontaktanschlüsse62 ,64 ,66 ,68 und70 erstrecken sich in der Nähe der Oberfläche137 , die die Montagefläche des Buchsenverbinders128 bildet. Die Stirnseite130 des Gehäuses128 hat eine Mehrzahl von vertikalen Räumen176 ,178 , die zwischen den Fächern131 angeordnet sind. - Die Buchsenkontakte
48 werden im Gehäuse129 im Presssitz gehaltert, ungefähr auf die gleiche Art wie oben beschrieben mit Bezug auf die Steckkontakte10 . die Kontakt auf diese Art zu haltern erlaubt großen Teilen der Wände12 und14 des Steckkontakts und der Wände58 und60 der Buchsenkontakte von den sie umgebenden Teilen der jeweiligen Gehäuse76 und129 beabstandet zu sein. Dies lässt einen wesentlichen Teil der Oberflächen der beiden Kontakte (ein schließlich der Steckkontakte) der Luft ausgesetzt wodurch die Wärmeabfuhrkapazitäten im Wesentlichen durch Konvektion gesteigert werden. Solche gesteigerten Wärmeabfuhrkapazitäten sind bei Leistungskontakten erwünscht. -
15 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steckverbinders200 . Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse202 vorzugsweise aus spritzgegossenem Polymermaterial geformt und hat eine Stirnseite204 , die die Steckseite des Verbinders darstellt. Die Seite204 weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, wie die Öffnung206 , die in einem linearen Gitter angeordnet sind. - Wie man in
16 erkennt, weist der Steckverbinder200 eine Mehrzahl von Steckkontakten108 auf. Die Kontakte208 sind von der Hinterseite des Gehäuses in Räume212 eingefügt, welche sich von der Hinterseite des Gehäuses bis zur Stirnseite des Gehäuses erstrecken. Wenn die Kontakte108 vollständig in das Gehäuse202 eingeführt sind, sind die Kontaktbereiche210 der Kontakte208 in den Öffnungen206 angeordnet. - Wie man in
17 erkennt, ist der Steckkontakt208 in vielerlei Hinsicht ähnlich den in1 gezeigten Steckkontakten. Dies schließt die beabstandeten plattenförmigen Wände214 ,216 ein, die vorzugsweise eben und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Wände214 ,216 sind durch ein vorderes Brückenelement218 und ein hinteres Brückenelement220 miteinander verbunden. In dieser Ausführungsform ist der Kontaktbereich210 durch zwei sich gegenüberstehende freitragende Arme211 gebildet, die sich von den Vorderkanten der Wände214 ,216 aus erstrecken. Vorzugsweise weist jede Wand eine Befestigungszunge224 auf, die an der Unterkante der Wand angeordnet ist. Die Wände214 ,216 weisen ebenfalls seitliche Positionierungselemente auf, wie zum Beispiel die gebogenen Zungen222 , um den Kontakt innerhalb der Räume212 im Gehäuse202 zu zentrieren. Jede Wand weist ebenfalls ein Positionierungselement auf, wie beispielsweise den Vorsprung234 . - Das vordere Brückenelement
218 hat einen nach hinten gerichteten Rückhaltearm228 , der an seinem vom Rückenelement entfernten Ende freitragend ist. Der Arm228 weist an seinem freien Ende eine Lokalisierungsfläche230 auf. - Anschlüsse, wie Stifte
226 für Durchgangslöcher erstrecken sich von der unteren Kante einer jeden Wand214 ,216 . Die Anschlüsse226 können Stift sein, welche an einer Platine verlötet werden (wie gezeigt) oder können Presssitzstifte oder andere Arten von Anschlüssen sein. - Wie man in
17 erkennt, können die Kontakte208 aus blech durch Stanzen oder andere Verformungsarten aus einem Streifen Metallblech geformt sein, welches sich zum Herstellen elektrischer Kontakte eignet. Die Kontakte208 können an einen Trägerstreifen S befestigt sein, um eine Einfügung zu ermöglichen oder von diesem Streifen vor der Einfügung in ein Gehäuse abgetrennt sein. - In
18 sieht man, dass der Kontakt208 in das Gehäuse202 von der Rückseite in die Räume212 (16 ) eingefügt ist. Der Kontakt208 ist in senkrechter Richtung in18 durch Eingreifen der unteren Kante215 (17 ) an der Fläche232 des Gehäuses und durch Eingriff der oberen Kanten der Erhebung234 mit der Rippe236 im oberen Bereich des Gehäuses lokalisiert. Der Kontakt wird innerhalb des Raums212 durch die seitlichen Zungen222 , welche an den Seitenwänden der Öffnungen212 anliegen, zentriert gehalten. Der Kontakt208 ist in Längsrichtung im Gehäuse (in Steckrichtung) des Federarms228 arretiert, welcher durch die Rippe236 des Gehäuses während der Einfügung nach unten gebogen und anschließend wie der hochspringt, um die Stoppfläche230 an seinem freien Ende gegen die vordere Fläche der Rippe236 in dessen Nähe zu positionieren. - Die sich nach unten erstreckende Zunge
24 wird vorzugsweise in einen Schlitz225 im Gehäuse aufgenommen, dessen Breite im Wesentlichen gleich der Dicke der Zunge224 ist. Durch Fangen der Zunge224 in dem Schlitz225 kann eine Deformation des Wandbereichs, die auftreten kann, wenn die freitragenden Arme211 des Kontaktbereichs aufeinander zugepresst werden, auf den Bereich der Wände212 ,216 begrenzt werden, die vor den Zungen224 liegen. Dies verstärkt die Kontrolle über die Querkontaktkräfte, die durch die Verbiegung der freien Arme211 erzeugt werden. - Wie in
18 gezeigt, erstrecken sich die Anschlüsse226 unter die Bodenfläche238 des Gehäuses202 , wobei die Bodenfläche eine Montagefläche des Verbinders bildet, entlang welcher der Verbinder auf einer Leiterplatte montiert ist. - Die
19 und20 zeigen einen Buchsenverbinder zum Zusammenstecken mit dem Steckverbinder, der in den15 bis18 gezeigt ist. Die Buchsenverbinder240 weisen ein isolierendes Gehäuse242 auf, welche eine Anordnung von Aufnahmefächern244 aufweisen. Die Stirnflächen246 der Fächer sind im Wesentliche koplanar und bilden eine Steckfläche des Verbinders. Jedes Fach hat eine Öffnung248 zur Aufnahme des Kontaktbereichs210 des Steckkontakts208 des entsprechenden Gegensteckers. Die Mehrzahl der Buchsenkontakte250 ist in dem Gehäuse242 , vorzugsweise durch Einfügen von dessen Rückseite in die Räume252 montiert. Wie in20 gezeigt, erstreckt sich vorzugsweise die obere Wand254 des Gehäuses nicht ganz bis zum hinteren Teil des Verbindergehäuses, wodurch große Öffnungen in den Räumen252 freigelassen werden. - Der Buchsenkontakt für den Buchsenverbinder
240 ist in21 gezeigt. Der Kontakt250 ist in seiner Grundform ähnlich dem Buchsenkontakt48 , der in den3 und4 gezeigt ist. Dies umfasst zwei sich gegenüberliegende Wände254 ,256 , die vorzugsweise im Wesentlichen eben und parallel zueinander sind, wodurch sie zwischen sich einen Kontaktaufnahme- und Luftströmungsraum bilden. Die Wände254 ,256 werden mittels einem vorderen Brückenelement258 und einem hinteren Brückenelement260 miteinander verbunden. Das vordere Brückenelement258 weist einen elastischen Rastarm auf, der sich freitragend von dem Brückenelement258 aus erstreckt und an seinem freien Ende eine Rast- oder Verriegelungsfläche264 aufweist. Wie zuvor beschrieben, kann der Buchsenkontakt250 aus einem einzelnen einstückigen Teil durch Stanzen oder einer anderen Verformungsmethode aus einem Streifen hergestellt werden. Wie oben stehend erwähnt, können die Kontakte in das Gehäuse eingefügt werden, während sie noch an dem Trägerstreifen S hängen oder nachdem sie von diesem getrennt worden sind. -
22 ist ein Querschnitt durch den Buchsenkontakt250 , welcher in das Gehäuse242 eingefügt ist. Die Lokalisierungszunge266 ist mit ihrer vorderen Oberfläche gegen die Lokalisierungsfläche272 in der unteren Wand des Gehäuses242 positioniert, wodurch der Kontakt in seiner vordersten Stellung positioniert ist. Wenn der Kontakt in das Gehäuse eingefügt wird, wird der Rastarm262 gezwungen nach unten zu federn, wenn er in die Raststellung278 des Gehäuses eingreift. Wenn der Rastarm262 , nachdem er den Rastbereich278 passiert hat, wieder nach oben federt, greift die Verriegelungsfläche264 an eine erhobene Rippe280 (22b ) an, wodurch der Kontakt gegen eine rückwärtige Bewegung bezüglich des Gehäuses verrastet ist. Die Anschlüsse268 erstrecken sich über die Fläche270 hinaus, die die Montagefläche des Verbinders240 bildet. - Wie in den
22a und22b gezeigt ist, sind die vorderen Bereiche der Wände254 ,256 entlang der Innenwände der Fächer44 angeordnet. An der vorderen Fläche246 eines jeden Faches ist eine Steckkontaktaufnahmeöffnung248 ausgebildet. Die Öffnung weist ein Paar von Lippen274 auf, die koplanar mit den Innenseiten der Wände254 ,256 sind oder sich leicht über diese hinaus erstrecken. Diese Anordnung hat den Vorteil einer verminderten anfänglichen Einfügungskraft, wenn die Verbinder200 und240 zusammengesteckt werden. Wenn die Fächer244 in die Öffnung206 (15 ) greifen die Kontaktbereiche210 , die durch die freien Arme211 gebildet werden zuerst die Oberflächen der Lippen274 an. Nachdem der Reibungskoeffizient zwischen den freien Armen22 und den Plastiklippen274 relativ kleiner ist als der Reibungskoeffizient zwischen den freien Armen und den Metallwänden254 ,256 , ist die ursprüngliche Einfügungskraft minimiert. -
23 zeigt eine weitere Ausführungsform des Steckverbinders290 . Bei dieser Ausführungsform hat das Gehäuse292 eine einzige vordere Öffnung294 , in der die Kontaktbereiche296 der Steckkontakte angeordnet sind. Das Gehäuse umfasst ebenfalls eine Mehrzahl von Öffnungen298 in der oberen Wand des Gehäuses. Wie in23a gezeigt ist, greifen das Brückenelement218 und der Lokalisierungsvorsprung234 die obere Fläche301 des Kontaktaufnahmeraums und die Bodenfläche295 des Raums kraftschlüssig an. Der Arm228 verbiegt sich nach unten, wenn der Kontakt in das Gehäuse eingefügt wird und der Arm greift den Bereich303 an. Wenn der Arm228 den Bereich303 freigibt, federt er nach oben, um die Stoppfläche230 in der Nähe der Fläche299 zu lokalisieren, wodurch der Kontakt gegen ein Herausziehen gesichert ist. Die Öffnungen298 sind oberhalb der Rastarme222 (18 ) positioniert, um es dem Arm228 zu erlauben, von einer Rückhalteposition zurückbewegt zu werden, um die Kon takte aus dem Gehäuse wieder freizugeben. Dies kann erreicht werden durch Einfügen eines geeigneten Werkzeugs (nicht gezeigt) durch die Öffnung298 . Die Öffnungen298 können ebenfalls Luftströmungspassagen bilden, um die Wärmeabfuhr zu verstärken. -
24 zeigt einen Buchsenverbinder300 , der geeignet ist, um mit dem Steckverbinder290 zusammengesteckt zu werden. Der Buchsenverbinder230 verwendet ein Gehäuse302 , welches eine glatte Stirnseite304 aufweist, anstelle einer Mehrzahl von Fächern wie in den vorstehenden Ausführungsformen. Die gesamte Frontfläche304 des Verbinders300 wird in der Öffnung294 aufgenommen, wobei die Kontaktbereiche296 in die Öffnungen305 der Fläche304 eingefügt sind. Die Öffnungen306 in der oberen Wand des Gehäuses erlauben zugriff zu den Rastarmen der (nicht gezeigten) Buchsenkontakte, wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel erläutert. - Die Ausführungsform nach
24 und ebenso die Ausführungsform der25 und26 sind für den Gebrauch in einer vertikalen Konfiguration bestimmt, im Gegensatz zu einer rechtwinkligen Konfiguration. Das Gehäuse302 des Verbinders300 (24 ) weist eine Bodenfläche307 auf. Vorzugsweise bilden eine Mehrzahl von Auflageflächen309 eine Montagefläche, entlang welcher das Gehäuse auf einem Substrat, beispielsweise einer Leiterplatte, montiert ist. Ähnlich hat das Gehäuse des Verbinders320 eine Bodenfläche321 mit Standflächen323 . Geeignete Buchsenkontakte322 (7 ) der Verbinder300 und320 sind von den unteren Seiten307 und321 vorzugsweise eingefügt. -
27 zeigt einen Buchsenkontakt322 mit einem Paar vorzugsweise paralleler Wände324 ,326 , die zwischen sich einen Kontaktaufnahmeraum zur Aufnahme von Steckkontakten des oben beschriebenen Typs bilden. Dieser Kontakt hat Anschlüsse328 , die sich von der Rückkante einer jeder der Wände erstrecken. Wie in28 gezeigt, ist der Kontakt322 in dem Gehäuse330 in ähnlicher Weise aufgenommen, wie oben beschrieben, wobei der elastische Rastarm den Kontakt nach unten (im Sinne von28 ) absichert, während eine Lokalisierungsfläche334 den Kontakt in entgegengesetzter Richtung bezüglich des Gehäuses sichert. Die Anschlüsse328 erstrecken sich über die Ebene der Montagefläche des Verbindergehäuses hinaus zur Einfügung in Durchgangslöcher in einer Leiterplatte. -
29 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Sitze von Kontakten an jedem Ort in versetzter Anordnung angeordnet sind. Der Buchsenverbinder340 weist ein Gehäuse aus isolierendem Material auf. Das Gehäuse342 hat eine Kontaktfläche mit einer Mehrzahl von Öffnungen341 . Jede der Öffnungen341 öffnet sich in Räume im Gehäuse, welche im Wesentlichen identische Buchsenkontakte344a und344b aufnehmen. Jeder der Kontakte344a und344b ist in seiner Grundkonstruktion ähnlich den Buchsenkontakten, welche oben beschrieben wurden, wobei ein Paar solcher Kontakte in jedem Raum aufgenommen ist, und zwar im Wesentlichen entlang dessen Seitenwänden ausgerichtet, um einen spalt zwischen den im Wesentlichen parallelen Plattenbereichen346 zu bilden. Die Plattenbereiche346 haben zwei gegenüberliegende Kanten348 und350 , von denen eine ein Rückhalteelement trägt, wie einen Raststopper352 . Die Buchsenkontaktbereiche356 sind durch geeignete Mittel im Gehäuse fixiert, beispielsweise durch Kraftschluss, der durch die Raststopper352 erzeugt wird. Jeder Kontaktbereich356 weist eine im Wesentlichen koplanare Wand354 auf. Die Wandbereiche354 sind über Brückenbereiche355 miteinander verbunden. Geeignete Anschlüsse, wie "Press-fit"-Anschlüsse356 erstrecken sich von einer Kante des Wandbereichs354 , in dem Fall, in dem der Verbinder340 in einer vertikalen Konfiguration verwendet wird. - Der Gegensteckverbinder
360 weist einen Spitzgusskörper aus Polymermaterial361 auf, der ein Paar Steckkontakte aufnimmt, wie den oberen Steckkontakt362 und den unteren Steckkontakt376 . Die Steckkontakte sind im Wesentlichen in der oben beschriebenen Art angeordnet, d. h., sie bilden ein Paar beabstandeter Wandbereiche364 und368 , die jeweils über Brückenelemente miteinander verbunden sind und gegenüberliegende Kontaktarme366 und380 tragen, um zwischen die beabstandeten Buchsenplatten346 einzugreifen. Der Steckkontakt362 weist ein einzelnes, relativ langes oder mehrere relativ kurze Brückenelemente376 auf, die zwei gegenüberliegende Platten364 treffen. Die Unterkante372 einer jeder der Platten364 weist eine Rückhaltestruktur auf, wie den Raststopper374 . Der Steckkontakt362 wird in seinem Raum innerhalb des Gehäuses361 durch Kraftschluss zwischen den Brückenelementen376 und dem Raststopper374 gehaltert, obwohl festzuhalten ist, dass auch ein anderer Rückhaltemechanismus verwendet werden könnte. Ähnlich weisen untere Steckkontakte376 ein Paar koplanarer Wand- oder Plattenteile378 auf, die durch einen oder mehrere Brückenelemente382 verbunden sind. Die untere Kante384 einer jeden Wand378 weist einen Rückhaltestopper386 auf, der für einen Presssitz sorgt, wie oben beschrieben. Geeignete Anschlüsse368 und380 erstrecken sich von jeder Platte364 und368 über die Montagefläche363 des Gehäuses361 hinaus, um jeden der Kontakte362 und376 mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu verbinden, auf der der Stecker360 montiert werden soll. - Die oben beschriebenen Buchsen und Steckkontakte können plattiert oder anderweitig mit Korrosionsresistentmaterial beschichtet sein. Ebenso können die Kontaktarme leicht in Querrichtung gebogen sein, um den eingriff mit den Kontaktaufnahmeflächen der Buchsenkontakte zu erhöhen.
- Die "Dual-mass"-Konstruktion der Buchsenkontakte und der Klingenkontakte, die beide sich gegenüberliegende relativ dünne Wände verwenden, erlauben eine größere Wärmeabfuhr im Vergleich zu dem bekannten "Singular-mass"-Design. Im Vergleich mit "Singular-mass"-Verbindern ählicher Größe und Leistungsaufnahmefähigkeiten haben die "Dual-mass"-Verbinder, wie oben beschrieben, etwa die doppelte Oberfläche. Der gesteigerte Stromfluss und die gesteigerten Wärmeabführeigenschaften resultieren daraus, dass die Kontakte eine größere Oberfläche haben, um über Konvektion Hitze abzuführen, insbesondere durch die Mitte der zusammengesteckten Kontakte. Da die Steckkontakte eine offene Konfiguration aufweisen, kann ein Hitzeverlust durch Konvektion von den Innenseiten durch das Vorbeistreichen von Luft an dem Spalt zwischen diesen Oberflächen auftreten.
- Die Kontakte weisen ebenfalls nach außen gerichtete, sich gegenüberliegende Buchsenkontaktarme und doppelte am Rand positionierte passende Klingen auf, in einer Konfiguration, die eine Flexibilität bei der Änderung der Kontaktquerkräfte durch Justierung der Kontaktverbindergeometrie, ermöglichen. Dies kann erzielt werden durch Modifizierung der Brückenelemente, um den Krümmungsradius zu ändern, den Winkel oder den Abstand der Kontaktwände. Solche Modifikationen können bei herkömmlichen Singular-mass-Arm/Klingen-Konfiguration nicht erzielt werden, bei denen sich gegenüberliegende Buchsenkontakte nach innen gerichtet sind und die passende Steckklinge in der Mitte dieser Arme angeordnet ist.
- Eine solche duale, sich gegenüberliegende, ebene Kontaktkonstruktion erlaubt ebenfalls eine einfachere Anbringung zusätzlicher Leiterplatinenbefestigungsanschlüsse mit größerem Abstand zwischen den Anschlüssen, verglichen mit einem äquivalenten "Singular-mass"-Anordnungsdesign. Die Verwendung relativ großer Platten bei den Steck- und Buchsenkontakten eröffnet die Möglichkeit, eine Mehrzahl von Schaltkreisanschlüssen auf jeden Kontaktteil anzuordnen. Dieses verringert die Konzentration von Stromfluss auf der Leiterplatte, wodurch der Widerstand verringert wird und die Hitzeerzeugung kleiner wird.
- Die Verwendung biegbarer Steckbereiche erlaubt es den Buchsenkontakten in einer geschützten Position innerhalb des spitzgegossenen Polymergehäuses aus Sicherheitsgründen angeordnet zu werden. Dieses Merkmal ist vorteilhaft, weil es eine Minimierung der Menge von Polymermaterial erlaubt, die verwendet wird, um das Gehäuse herzustellen. Dies verringert Materialkosten und erhöht die Wärmeabfuhr. Ebenfalls kann durch die Art der Befestigung der Kontakte in dem Gehäuse ein Aufbau mit dicken Wänden vermieden werden und dünne flossenartige Strukturen können verwendet werden, die alle dazu beitragen, dass die Wärmeabfuhr von den Verbindern erhöht wird. Zusätzlich kann eine "First-make, last-break"-Funktionalität leicht in dem beschriebenen Verbindersystem integriert werden, indem die Länge der Kontaktportion der Steckkontakte verändert wird oder indem die Länge der Steckkontaktaufnahmebereiche der Buchsenkontakte verändert wird.
- Die Bogenverbindungsstruktur zwischen sich gegenüberliegenden rechteckigen Kontaktbereichen ermöglicht die Befestigung von Rückhaltemitteln, sodass eine Federarmstruktur, wie in einem der Ausführungsbeispiele gezeigt ist, ermöglicht wird, die nicht den Stromfluss verringert oder die Wärmeabfuhrkapazität mindert.
- Die Steckkontakte und die Buchsenkontakte können aus sehr ähnlichen oder identischen Rohlingen hergestellt werden, wodurch Werkzeugkosten minimiert werden. Ferner kann der Steck- oder Buchsenkontakt leicht mit Kabeln durch Kontaktfahnen verbunden werden.
- Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die verschiedenen Figuren erläutert wurde ist zu verstehen, dass andere ähnliche Ausführungsformen oder Modifikationen verwendet werden können und Verbesserungen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich sind, um die gleiche Funktion der vorliegenden Erfindung zu realisieren, ohne davon abzuweichen. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht auf ein einzelnes Ausführungsbeispiel reduziert werden, sondern umfasst den ganzen Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
Claims (9)
- Gehäuse (
76 ) für einen elektrischen Verbinder, welches aufweist: – einen elektrisch isolierenden Körper, welcher sich entlang einer imaginären Längsachse erstreckt und definiert: i) eine Steckfläche (78 ) und eine Verbinderfläche (80 ), welche im Wesentlichen senkrecht zu der Steckfläche (78 ) orientiert ist; ii) eine Kontaktaufnahmeausnehmung (86 ,104 ), die eine Öffnung (84 ,86 ,88 ) auf der Steckfläche (87 ) definiert, die imaginäre Längsachse des Körpers schneidet und sich im Wesentlichen senkrecht zu der Steckfläche (78 ) erstreckt, gekennzeichnet durch iii) eine Wärmeabfuhröffnung, welche durch eine ebene Fläche des Körpers definiert ist, wobei die Wärmeabfuhröffnung strömungsmäßig mit der Kontaktaufnahmeausnehmung (96 ,104 ) verbunden ist. - Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktaufnahmeausnehmung (
96 ,104 ) durch zwei voneinander beabstandete Kontaktaufnahmeausnehmungswände (92 ,94 ;100 ,102 ) definiert ist, wobei eine der beiden sich gegenüber liegenden Kontaktaufnahmewände (92 ,100 ) in einer ersten imaginären Ebene liegt, welche die imaginäre Längsachse des Körpers schneidet und wobei die andere (94 ,102 ) der sich gegenüberliegenden Kontaktaufnahmewände in einer zweiten imaginären Ebene liegt, welche die imaginäre Längsachse des Körpers schneidet. - Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktaufnahmeausnehmung (
96 ,104 ) sich von der Steckfläche (78 ) des Körpers zu einer gegenüberliegenden Fläche des Körpers erstreckt. - Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabfuhröffnung so positioniert ist, dass sie durch Konvektion Wärme aus dem Inneren der Kontaktaufnahmeausnehmung (
96 ,104 ) aufnimmt. - Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist: einen elektrisch leitenden Kontakt (
98 ), der in der Kontakt (10 )-Aufnahmeausnehmung (96 ) angeordnet ist, wobei der elektrisch leitende Kontakt (98 ) zwei voneinander getrennte Kontaktwände (28 ,30 ) aufweist. - Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden voneinander beabstandeten Kontaktwände (
28 ,30 ) von einer benachbarten der sich gegenüber liegenden Kontaktaufnahmeausnehmungswände (92 ,94 ) beabstandet ist und einen Wärmeabfuhrkanal zwischen der einen der beiden voneinander beabstandeten Kontaktwände (28 ,30 ) und der einen der sich gegenüber liegenden Kontaktaufnahmeausnehmungswände (92 ,94 ) bildet. - Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabfuhrkanal strömungsmäßig mit der Wärmeabfuhröffnung verbunden ist.
- Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen elektrisch gleitenden Kontakt (
208 ) aufweist, mit zwei voneinander beabstandeten Kontaktwänden (214 ,216 ), wobei der elektrisch leitende Kontakt (208 ) in der Kontaktaufnahmeausnehmung (96 ) mit einer der beiden voneinander beabstandeten Kontaktwänden (214 ,216 ) durch eine Trennwand (222 ) von einer benachbarten der zwei zu einander beabstandeten Kontaktaufnahmeausnehmungswänden (92 ,94 ) angeordnet ist. - Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeabfuhrkanal durch eine der beiden voneinander beabstandeten Kontaktwände (
214 ,216 ) und einer der beiden voneinander beabstandeten Kontaktaufnahmeausnehmungswänden (92 ,94 ) gebildet wird, wobei der Wärmeabfuhrkanal strömungsmäßig mit der Wärmeabfuhröffnung verbunden ist.
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