DE102008058203A1

DE102008058203A1 - Steckbuchse für Leiterplatten

Info

Publication number: DE102008058203A1
Application number: DE200810058203
Authority: DE
Inventors: Franz Bloch
Original assignee: Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Es wird eine aus einem einstückigen Blechzuschnitt hergestellte Steckbuchse vorgeschlagen, die einen oberen und einen unteren ringsum geschlossenen Ringbereich aufweist, die durch Stege mit parallelen Seitenkanten verbunden sind, so dass zwischen denn bogenförmig nach innen ausgebaucht und bilden dadurch einen Bereich, in dem ein eingesteckter Steckerstift an den Stegen anliegen kann. Am unteren Ringbereich sind Kontaktbeine ausgebildet, die entweder in SMT an der Leiterplatte angelötet werden können oder in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte eingepresst werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckbuchse, die zur Verbindung mit Leiterplatten bestimmt ist und in die ein Steckerstift eingestellt werden kann. Bei Leiterplatten besteht die Notwendigkeit, der dort verwendeten Bauteile mit Strom zu versorgen. Hierzu gibt es Hochstromkontakte oder ähnliche Einrichtungen, mit denen Kabel verbunden werden können. Üblicherweise werden die Kabel dabei angeschraubt. Es gibt aber auch die Notwendigkeit, derartige Zuführungen lösbar zu gestalten, beispielsweise durch Steckverbindungen.
Es ist bereits eine elektrische Steckverbinderbuchse bekannt ( DE 10 2005 013 989 ), die aus einem Blechzuschnitt hergestellt ist. Der eine Teil des Blechzuschnitts enthält Schlitze, der andere ist ohne Öffnungen. Die beiden Teile werden umgefaltet und ihre Ränder miteinander verbunden. Dann erfolgt eine Verdrehung derart, dass die Längsschlitze schräg verlaufen. Anschließend erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der die Längsschlitze aufweisenden Innenhülse und der keine Schlitze aufweisenden Außenhülse. Sowohl an der Außenhülse als auch an der die Schlitze aufweisenden Innenhülse können Kontaktelemente zum Einpressen in eine Leiterplatte angeordnet sein. Aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Innenhülse und Außenhülse kann die Kraft zum Einpressen von der axialen Stirnseite der Steckbuchse aus erfolgen.
Ebenfalls bekannt ist eine Kontaktbuchse für einen Steckerstift ( DE 10 2005 063 286 ), bei der die Innenhülse derartige Kontaktstifte aufweist. Die geradlinig verlaufenden Schlitze, die zum freien Ende der Steckbuchse hin offen sind, erstrecken sich über etwa die Hälfte der Länge und weisen im Vergleich zu den zwischen ihnen stehen bleibenden Hülsenteilen eine geringe Breite auf. Dadurch kann bei dieser Hülse ebenfalls ein Einpressen von der axialen Stirnseite aus erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfach aufgebaute aus wenigen Teilen bestehende Steckbuchse für Leiterplatten zu schaffen, die eine gute Kontaktbildung zu Steckerstiften und einen Toleranzausgleich ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Steckbuchse mit den im Anspruch eins genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Da die Steckbuchse, die von der Erfindung vorgeschlagen wird, nur aus einer einzigen Hülse besteht, ist der Materialaufwand niedrig. Auch die Herstellung ist vereinfacht, da kein Umfalten eines äußeren Mantels um eine innere Hülse mehr erforderlich ist. Die nach innen hyperbolisch ausgebauchten Stege zwischen den Schlitzen ermöglichen eine linienförmige Kontaktierung zwischen dem Steckerstift und den Stegen. Durch die ausgebauchte Form ist auch ein Toleranzausgleich sowohl was den Durchmesser der Steckerstifte als auch was ihre geometrische Anord nung angeht gegeben.
Die Kontaktelemente am unteren Ende der Steckbuchse können entweder parallel zur Längsachse der Steckbuchse verlaufen, so dass kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, um sie umzubiegen. Diese Art der Anordnung der Kontaktelemente ist vorgesehen, wenn die Kontaktelemente in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte eingepresst werden sollen.
Es ist aber ebenfalls möglich, dass die Kontaktelemente gegenüber der Längsrichtung der Hülse radial nach außen oder nach innen abgebogen werden, so dass ihre dann der Leiterplatte zugewandten Seiten in einer Ebene liegen. In diesem Fall erfolgt eine Verbindung in SMT. Es ist auch möglich, dass bei der Anordnung der Kontaktelemente für eine Verbindung in SMT dennoch ein oder zwei Kontaktelemente nicht abgebogen werden, um auf diese Weise eine Art Ausrichtung oder Positionierung der Hülse zu erreichen.
Da die Steckbuchse keine die geschlitzte Hülse außen umgebende Verstärkungshülse aufweist, kann das Einpressen der Hülse dadurch geschehen, dass mit einem Werkzeug an dem dem Leiterplattenende zugeordneten Ende der Schlitze angegriffen wird. Dadurch besteht nicht die Gefahr, dass sich die Stege zwischen den Schlitzen verbiegen. Um diese Möglichkeit weiter zu verbessern, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mehrere oder insbesondere alle Schlitze am unteren Ringbereich der Hülse in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Steckbuchse beginnen.
Um die Steckbuchse mit automatischen Greifern besonders einfach positionieren zu können, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der obere Rand der Hülse Ausnehmungen aufweist. Anhand dieser Ausnehmungen kann ein Greifer eine Positionierung der Hülse vornehmen.
Um die Hülse auch mit Sicherheit verdrehen zu können, kann erfindungsgemäß in nochmaliger Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen Seitenkanten aufweisen, die parallel zur Längsachse der Hülse verlaufen.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der untere Ringbereich unterhalb des Endes der Schlitze mindestens einen, vorzugsweise mehrere Fenster aufweist. Diese Fenster können dazu benutzt werden, mithilfe eines in die Fenster eingreifenden Werkzeugs die Kraft zum Einpressen in die durchkontaktierten Bohrungen der Leiterplatte einzuleiten. Außerdem können die Fenster, die sich durch Stanzen herstellen lassen, zur Befestigung eines zylindrischen Gehäuses mit innen liegenden Rastnasen verwendet werden.
Auch hier kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die Unterkante der Fenster im unteren Ringbereich in einer Ebene quer zur Längsachse der Steckbuchse liegt.
Bei der eingangs genannten elektrischen Steckverbinderbuchse verlaufen die zwischen den Schlitzen liegenden Stege schräg zur Längsachse. Bei der Kontaktbuchse verlaufen die Stege dagegen in Längsrichtung.
Erfindungsgemäß kann bei der hier vorgeschlagenen Steckbuchse ebenfalls vorgesehen sein, dass die Stege und damit auch die Schlitze schräg zur Längsachse verlaufen. Im Unterschied zu den schrägen Schlitzen und Stegen im Stand der Technik hat dies wegen des Fehlens einer kraftschlüssig verbundenen äußeren Hülse die Wirkung, dass beim Einstecken eines Steckerstifts ein Nachgeben der Stege nicht nur radial nach außen auftreten kann, sondern auch ein Einfedern der Hülse durch eine Drehbewegung.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Hülse aus einem Blechzuschnitt ausgestanzt und gebogen ist, wobei insbesondere die voneinander abgewandten Kanten des Blechzuschnitts nach dem Biegen durch eine Omegaverbindung oder eine Schwalbenschwanzverbindung miteinander verbunden werden.
Erfindungsgemäß kann der Verlauf der Stege und der zwischen ihnen gebildeten Schlitze dadurch bestimmt werden, dass der Blechzuschnitt nach dem Biegen in der Weise verdreht wird, dass der obere Ringbereich gegenüber dem unteren Ringbereich um einen bestimmten Winkel verdreht wird, beispielsweise um etwa 30 bis etwa 60 Winkelgrade. Auf diese Weise ergibt sich eine Einschnürung der Hülse, was dazu führt, dass die Stege nach innen gebaucht nach Art eines Hyperboloids verlaufen. Gegebenenfalls kann die Verdrehung auch um einen größeren Winkel als 60 Winkelgrade erfolgen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
1 einen Zuschnitt zur Herstellung einer Steckbuchse nach der Erfindung in vereinfachter Darstellung;
2 die Seitenansicht des zu einer Steckbuchse zusammengerollten Zuschnitts der 1;
3 die Seitenansicht der fertig gestellten Steckbuchse.
1 zeigt einen aus einem ebenen Stück Blech ausgestanzten Zu schnitt zur Herstellung einer von der Erfindung vorgeschlagenen Steckbuchse. Dabei soll das, was in 1 oben dargestellt ist, das obere Ende der Steckhülse bedeuten, während der in 1 unteren Bereich in der Leiterplatte zugeordneten Bereich darstellen soll. Der Blechzuschnitt ist angenähert rechteckig. An seinen beiden voneinander abgewandten Längskanten 1, 2 enthält der Blechzuschnitt eine zur gegenseitigen Verriegelung dienende Ausbildung, nämlich bei der rechten Längskante 1 zwei schwalbenschwanzartige Vorsprünge 3, und an der gegenüberliegenden Längskante 2 an gleicher Position zwei schwalbenschwanzförmige Einkerbungen 4. An der unteren Stirnkante 5 des Blechzuschnitts sind vier Vorsprünge 6 ausgestanzt, die in der Ebene des Blechzuschnitts liegen und die durch Zwischenräume 7 voneinander getrennt sind. Die Stirnkante 5 innerhalb der Zwischenräume 7 liegt auf einer quer zur Längsachse verlaufenden Geraden. Die vier Vorsprünge 6 haben alle die gleiche Größe. Die Vorsprünge 6 bilden Kontaktelemente.
An der gegenüberliegenden Stirnkante 9 sind in axialer Verlängerung der Vorsprünge 6 ebenfalls Vorsprünge 10 gebildet, zwischen denen Ausnehmungen 11 gebildet sind. Die Ausnehmungen 11 weisen Seitenkanten 12 auf, die parallel zur Längsachse des Blechzuschnitts verlaufen.
Der Blechzuschnitt weist eine Vielzahl von in der dargestellten Ausführungsform parallel zu den Längskanten 1, 2 verlaufenden Schlitzen 13 auf, die durch Längsstege 14 voneinander getrennt sind. Sowohl die Schlitze 13 als auch die Stege 14 weisen die gleiche Länge und parallele Seitenkanten auf. Alle Stege 14 haben die gleiche Breite, und alle Schlitze 13 haben ebenfalls die gleiche Breite. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite der Schlitze und die Breite der Stege identisch. Dies ist aber nicht erforderlich.
Oberhalb der Schlitze 13 ist ein zwischen beiden Längskanten 1, 2 durchgehender Bereich 15 gebildet, der nach dem Zusammenrollen des Blechzuschnitts einen durchgehenden geschlossenen Ringbereich bildet.
Am gegenüberliegenden Ende ist unterhalb der Schlitze 13 beziehungsweise Stege 14 ebenfalls ein Bereich 16 gebildet, der von der einen Längskante 1 zu der anderen Längskante 2 durchgeht. Dieser später ebenfalls einen Ringbereich bildende Bereich weist mehrere Fenster 17 auf, die untereinander gleich groß sind und deren untere Kanten 18 in einer Geraden liegen.
Dieser zunächst noch ebene Blechzuschnitt wird nun um eine in 1 von oben nach unten verlaufende gerade Linie zusammengerollt in der Weise, dass die rechte Längskante 1 der linken Längskante 2 angenähert und die beiden Längskanten miteinander verbunden werden. Dies geschieht im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Schwalbenschwanzvorsprünge 3 in die Schwalbenschwanzkerben 4 eingedrückt werden.
Dadurch entsteht eine Steckbuchse, wie sie in 2 dargestellt ist. In dieser Position verlaufen die Stege 14 und die Stege 13 noch geradlinig. Um die Steckbuchse in ihre endgültige Form zu bringen, wird sie im Bereich ihres unteren Endes in einem Werkzeug festgehalten, beispielsweise durch Angreifen an den die Kontaktelemente bildenden Vorsprüngen 6 oder durch Eingreifen in die Fenster 17. Anschließend wird mit einem Werkzeug in die Ausnehmungen 11 eingegriffen und der obere Ringbereich 15 der Hülse um einen Winkel von beispielsweise 45 Winkelgrad verdreht. Dadurch entsteht die Steckbuchse in der Form, wie sie in 3 dargestellt ist. Die Stege 14 und die Schlitze 13 verlaufen schräg zur Längsachse. Aufgrund des schrägen Verlaufs ergibt sich eine Einschnürung mit einem minimalen Durchmesser etwa in der Mitte der Längserstreckung. Dies bedeutet, dass die Stege 14 nach innen ausgebaucht verlaufen.
Um die Steckbuchse mit der Leiterplatte zu verbinden, kann mit einem Werkzeug in die Fenster 17 eingegriffen werden. Dann kann die Kraft zum Einpressen in Längsrichtung der Steckbuchse auf die untere Kante 18 der Fenster 17 eingeleitet werden. Ein Angriff an der gegenüberliegenden oberen Stirnkante ist wegen der dünnen Stege nicht möglich.
Anstelle der Fenster 17 kann mit einem entsprechenden Werkzeug auch an dem Ende der Schlitze 13 angegriffen werden.
Nach dem Einpressen, bei dem die als Kontaktelemente wirkenden Vorsprünge 6 mit ihren Kanten in die durchkontaktierten Bohrungen eingepresst werden, ist die Steckbuchse fertig mit der Leiterplatte verbunden. Wird nun ein Stecker von oben her in die Steckbuchse eingeführt, so liegen die Stege 14 linienförmige längs des Umfangs an dem Stege an. Ein Nachgeben dieser Stege 14 kann durch ein Federn der Steckbuchse in Drehrichtung um die Längsachse ausgeglichen werden. Diese Möglichkeit ist nur dadurch gegeben, dass die Hülse nur im Bereich ihres unteren Endes mit der Leiterplatte verbunden ist, und dass ihr oberes Ende frei ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 13 in dem Blechzuschnitt parallel zu den miteinander zu verbindenden Längskanten 1, 2 orientiert. Der schräge Verlauf der Schlitze 13 und der durch sie gebildeten Stege 14 wird durch ein Verdrehen des oberen Ringbereichs 15 gegenüber dem unteren Ringbereich 16 erreicht. Es ist natürlich auch möglich, dass die Schlitze 13 in dem Blechzuschnitt schräg gegenüber den miteinander zu verbindenden Längskanten 1, 2 positioniert werden, und dass nach dem Zusammenrollen des Blechzuschnitts der obere Ringbereich 15 gegenüber dem unteren Ringbereich 16 verdreht wird.
Damit können die Schlitze 13 und Stege 14 in Seitenansicht parallel zur Längsachse orientiert werden, wobei weiterhin eine Einschnürung vorhanden ist und die Stege 14 nach innen ausgebaucht verlaufen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005013989 [0002]
- DE 102005063286 [0003]

Claims

Steckbuchse für Leiterplatten oder dergleichen, mit 1.1 einer Hülse, die 1.2 im Bereich ihres oberen und ihres unteren Endes je einen im Wesentlichen geschlossenen Ringbereich (15, 16) und 1.3 sich zwischen den Ringbereichen (15, 16) erstreckende und diese verbindenden Stege (14) aufweist, die 1.4 nach innen ausgebaucht zur Bildung von Kontaktbereichen angeordnet sind und 1.5 zwischen sich beidseitig geschlossene Schlitze (13) bilden, sowie mit 1.6 am unteren Ringbereich (16) angeordneten zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte bestimmten Kontaktelementen (6).
Steckbuchse nach Anspruch 1, bei der Kontaktelemente (6) zur Verbindung in SMT bestimmt und ausgebildet sind.
Steckbuchse nach Anspruch 1 oder 2, bei der Kontaktelemente (6) zum Einpressen in durchkontaktierte Bohrungen bestimmt und ausgebildet sind.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Beginn der Schlitze (13) am unteren Ringbereich (16) in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Steckbuchse liegt.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der obere Rand der Hülse Ausnehmungen (11) mit parallel zur Längsachse verlaufenden Seitenkanten (12) aufweist.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der untere Ringbereich (16) Fenster (17) aufweist.
Steckbuchse nach Anspruch 6, bei der die Unterkante (18) der Fenster (17) im unteren Ringbereich (16) in einer Ebene quer zur Längsachse der Steckbuchse liegt.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schlitze (13) und die Stege (14) schräg zur Längsachse der Hülse verlaufen.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hülse aus einem Blechzuschnitt ausgestanzt und gebogen ist.
Steckbuchse nach Anspruch 9, bei der die voneinander abgewandten Kanten (1, 2) des Blechzuschnitts durch eine Omega-Verbindung oder eine Schwalbenschwanzverbindung miteinander verbunden sind.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Hülse aus einem federnden, leitenden Werkstoff, insbesondere CuBe besteht.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verlauf der Stege (14) und der zwischen ihnen gebildeten Schlitze (13) durch ein Verdrehen des oberen Ringbereichs (15) gegenüber dem unteren Ringbereich (16) der Hülse nach dem Umbiegen des Blechzuschnitts bestimmt ist.
Steckbuchse nach Anspruch 12, bei der die beiden Ringbereiche (15, 16) um einen Winkel von etwa 30 bis etwa 60 Winkelgrade verdreht sind.
Steckbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Stege (14) und die zwischen ihnen gebildeten Schlitze (13) etwa die gleiche Breite aufweisen.