DE69230913T2

DE69230913T2 - Flachbau-, oberflächenmontierter Steckverbinder mit gekrümmten freitragendenKontaktfedern.

Info

Publication number: DE69230913T2
Application number: DE69230913T
Authority: DE
Inventors: Donald Walden
Original assignee: Berg Electronics Manufacturing BV
Current assignee: Berg Electronics Manufacturing BV
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2012-07-15
Also published as: WO1993002491A1; US5433616A; US5820388A; EP0594762B1; EP0594762A4; EP0594762A1; DE69230913D1

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen oberflächenmontierten Verbinder mit niedrigem Profil mit gekrümmten freitragenden Federkontakten.

Beschreibung des Stands der Technik

Oberflächenmontierte Verbinder sind im Stand der Technik bekannt. Ein von Platte zu Platte oberflächenmontiertes Verbindersystem, welches ein Aufnahmegehäuse mit einem niederen Profil verwendet, d. h. ein Gehäuse mit einer Höhe über der Platte von näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) und welches in Inneren freitragende Federkontakte aufweist, ist von Hirose Inc. als der HRS DF9 Serien Platten-zu-Platten-Verbinder hergestellt und verkauft.
Die US-A-4,682,829 (Kunkle et al.) und die US-A-4,693,528 (Asick et al.) offenbaren ebenfalls oberflächenmontierte Verbinder.
Die US-A-4 106 841 betrifft eine elektrische Verbinderanordnung zum Montieren in herkömmlicher Weise an einer ersten gedruckten Leiterplatte. Der Verbinder weist ein Gehäuse auf, welches mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines Stecker-Verbinders in Form einer zweiten Leiterplatte versehen ist mit einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Streifen an jeder ihrer Seiten und angeordnet entlang einem Randbereich. Innerhalb des Hohlraums sind eine Mehrzahl von Kontaktmitteln angeordnet, welche dazu ausgelegt sind, an den Streifen an dem Rand der zweiten Leiterplatte anzugreifen und diese elektrisch zu kontaktieren, wenn diese in dem Hohlraum positioniert ist. Jedes der Mehrzahl von Kontaktmitteln umfaßt ein Paar entgegengesetzter auslenkbarer Federkontakte. Jedes Paar von Kontakten ist mit einem Kontakt an jeder Seite des Hohlraums angeordnet und derart, daß sich die Kontakte einander gegenüber liegen. Jeder Kontakt ist mit einem in das Gehäuse an der Basis des Hohlraums eingesetzten Anschlußabschnitt/Basissegment und mit einem hakenförmigen Segment versehen, welches sich von dem Basissegment zu der Oberseite des Hohlraums erstreckt, wo es mit einem bogenförmigen hakenartigen Abschnitt versehen ist, welcher sich selbst nach unten doppelt erstreckt. Der Kontakt ist ferner mit einem von dem hakenartigen Abschnitt abzweigenden S-förmigen Segment-Abschnittversehen, welcher sich zu einem unteren zentralen Bereich des Hohlraums erstreckt. Wenn der Hohlraum nicht von einem Stecker-Verbinder besetzt ist, sind die S-förmigen Segmente von jedem gegenüberliegenden Paar von Kontaktelementen gegeneinander vorgespannt, um einen elektrischen Kontakt auszubilden.
Wenn ein Stecker-Verbinder (die zweite Leiterplatte) in den Hohlraum eingesetzt ist, übt dieser eine Kraft auf den bogenförmigen Kontaktabschnitt aus, um jedes der gegenüberliegenden Paare von Kontaktelementen auseinanderzudrücken, so daß der Stecker-Verbinder zwischen diesen aufgenommen ist. Wenn der Stecker-Verbinder lediglich zum Teil in dem Hohlraum aufgenommen ist und die Leiterplatte zwischen den bogenförmigen Abschnitten gehalten ist, kann jeder bogenförmige Abschnitt nun in elektrischem Kontakt mit Kontaktstreifen der Leiterplatte sein. Allerdings sind aufgrund der Gestaltung der Federkontakte die S-förmigen Segmente von jedem sich gegenüberliegenden Paar von Kontaktelementen noch weiter miteinander in Kontakt. Lediglich dann, wenn die Leiterplatte vollständig in den Hohlraum eingesetzt ist, sind die S-förmigen Segmente voneinander getrennt, da die Leiterplatte zwischen diese hineingetrieben ist. Dieser Verbinder dient dazu, den elektrischen Durchgang zwischen gepaarten Kontaktelementen aufrechtzuerhalten, bis ein direkter elektrischer Kontakt mit der Leiterplatte hergestellt ist.
Die US-A-3 397 381 beschreibt einen elektrischen Verbinder mit einem Gehäuse, welches mit einem Kanal zur Aufnahme von gedruckten Leiterplatten versehen ist. Das Gehäuse definiert auch Taschen, die mit dem Kanal kommunizieren und welche jeweils ein Flachmetall-Kontaktelement enthalten.
Das Kontaktelement weist einen als Schleife ausgebildeten Federabschnitt auf, dessen Einbuchtung direkt außerhalb des Kanals liegt. An einer Seite der Schleife, welche dem Kanal am nächsten liegt, weist das Kontaktelement einen Verbindungsabschnitt auf, welcher sich von der Basis des Gehäuses zu einem Kontaktabschnitt erstreckt, der in den Kanal zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit der Platte vorsteht. An der anderen Seite der Schleife entfernt von dem Kanal weist das Kontaktelement einen gebogenen Abschnitt auf, derart, dass er federnd an einer Wand der Tasche angreift, und endet in einem freien Ende.
Die US-A-3 289 148 betrifft einen elektrischen Verbinder zum Aufnehmen einer gedruckten Leiterplatte, wobei der Verbinder ein Gehäuse und einen Hohlraum zum Aufnehmen der gedruckten Leiterplatte aufweist. Innerhalb des Hohlraums ist eine Mehrzahl von Kontaktelementen vorgesehen, welche jeweils aus einem Streifen aus flachem Metall geformt sind, das derart gefalzt ist, daß es eine Zwischenkontakt-bildende Schleife mit einem Kontaktabschnitt ausbildet. Jedes Ende des gefalzten Streifens erstreckt sich durch die Basis des Hohlraums, um dem kontaktbildenden Abschnitt der Schleife eine Pendelbewegung um einen festen Hebeldrehpunkt zu erteilen.
Irr einer typischen Buchsen-Aufnahme mit einzelnen und doppelten freitragenden angebrachten elektrischen Federkontakten, wie beispielsweise denjenigen, wie sie in der US-A-4,955,820 (Yamada et al.), der US-A- 4,025,147 (Van Arsdale et al.), der US-A-4,715,820 (Andrews Jr., et al.), der US-A-3,601,775 (Longenecker et al.), der US-A-4,734,060 (Kawawada et al.) und der US-A-4,420,215 (Tengler) gezeigt sind, ist die Größe der auf den Kontakt eines Steckers durch einen Federkontakt in der Aufnahme ausgeübten Kraft für eine vorbestimmte Federkonstante durch die Größe der Trägerauslenkung bestimmt, welche durch den Federkontakt innerhalb des Aufnahmegehäuses verursacht ist.
Das Aufnahmegehäuse, innerhalb welchem der Federkontakt angeordnet ist, ist typischerweise durch einen Formprozeß hergestellt. Als ein Ergebnis können Dimensionsschwankungen des Gehäuses auftreten, welche die Größe der Federauslenkung der Feder verringern können.
In den meisten Fällen kann bei einem freitragend angebrachten elektrischen Federkontakt mit einer Trägerlänge von größer als näherungsweise 3,4 mm (0,135 Zoll) und einer Gehäusehöhe von größer als näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) ein ausreichender Wert der Normalkraft noch durch den Federkontakt trotz der herstellungsbedingten Dimensionsschwankungen des Gehäuses ausgeübt werden.
In einer Umgebung, in welcher der verfügbare Raum zwischen benachbarten Platten ein bedeutender Faktor ist, wie beispielsweise beim Verbinden von Leiterbahnen auf der Oberfläche auf einem Substrat mit Leiterbahnen auf der Oberfläche eines etwa im Abstand von 5,1 mm (0,200 Zoll) davon angeordnet benachbarten Substrats, wie beispielsweise bei Mobiltelefonen der Fall, wird allerdings die Höhe (d. h. der Abstand oberhalb der Platte) sowohl des Gehäuses des Steckers als auch des Gehäuses der korrespondierenden Buchsen-Aufnahme sowie die Höhe von gepaartem Stecker und Aufnahme kritisch. Bei einem Aufnahmegehäuse mit niedrigem Profil, d. h. einem mit einer Höhe, welche kleiner als näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) ist, ist die Trägerlänge und die Größe der verfügbaren Trägerauslenkung innerhalb des Gehäuses begrenzt. Um denselben Normalkraftwert wie bei einem typischen Verbinder aufrechtzuerhalten, muß somit der Kontakt in der Aufnahme verringerter Höhe eine vergrößerte Federrate aufweisen. Allerdings wird in einem derartigen Fall die Wirkung von herstellungsbedingten Dimensionsschwankungen des Gehäuses stärker hervorgehoben. Der Verlust einer Längeneinheit der Trägerauslenkung aufgrund einer Dimensionsschwankung des Gehäuses führt zu einer größeren Schwankung der durch den Kontakt erzeugten Normalkraft.
Die folgende Diskussion von aktuellen Verbindern sollte den vorangehenden Punkt klarer stellen. Bei einem Verbinder mit hohem Profil, welcher typischerweise eine Höhe von näherungsweise 6,4 mm (0,250 Zoll) aufweist, ist die freitragende Trägerlänge näherungsweise 5,5 mm (0,215 Zoll). Nimmt man eine Federrate von näherungsweise 590 kg/mm an (15 Gramm pro ein Tausendstel Zoll) und eine Auslenkung von näherungsweise 0,25 mm (0,010 Zoll), liegt die von dem Träger ausgeübte Normalkraft in der Größenordnung von 150 Gramm. Für einen Verlust von 0,05 mm (0,002 Zoll) der Auslenkung aufgrund von Fertigungstoleranzen werden näherungsweise 30 Gramm der Normalkraft verloren, wodurch eine von dem Kontakt ausgeübte Normalkraft von näherungsweise 120 Gramm verbleibt. Im Gegensatz dazu liegt bei einem Verbinder mit niedrigem Profil, welcher typischerweise eine Höhe von näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll), eine freitragende Trägerfänge von näherungsweise 3,4 mm (0,135 Zoll), eine Federrate von näherungsweise 1969 g/mm (50 Gramm pro Tausendstel eines Zolls) und eine Auslenkung von näherungsweise 0,08 mm (0,003 Zoll) aufweist, die von dem Träger ausgeübte Normalkraft ebenfalls in der Größenordnung von 150 Gramm. Allerdings gehen bei demselben Verlust von 0,05 mm (0,002 Zoll) der Auslenkung aufgrund von Herstellungstoleranzen näherungsweise 100 Gramm von der Normalkraft verloren, wodurch eine durch den Kontakt ausgeübte Normalkraft von näherungsweise 50 Gramm bleibt.
Demzufolge wird es als vorteilhaft betrachtet, eine Anordnung für eine Aufnahme bereitzustellen, bei welcher trotz der Verringerung von verfügbaren Gehäusedimensionen eine relativ große wirksame Trägerauslenkung zugelassen ist, so daß die durch den Federkontakt ausgeübte Normalkraft der Aufnahme trotz der Dimensionsschwankungen des Gehäuses aufgrund der Fertigungstoleranzen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt.

ABRISS DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein oberflächenmontierter elektrischer Verbinder mit niedrigem Profil vorgesehen, umfassend:
ein aus einem isolierenden Material hergestelltes Gehäuse, wobei das Gehäuse umfaßt: eine erste Bodenhauptfläche; eine zweite Oberseitenhauptfläche; eine erste Seitenwand; und eine zweite Seitenwand; wobei das Gehäuse einen Hohlraum zum Aufnehmen eines Steckers aufweist, wobei der Hohlraum zum Teil jeweils durch Innenflächen der ersten und der zweiten Seitenwand definiert ist, wobei das Gehäuse ferner wenigstens eine T-förmige Vertiefung (36) darin definiert aufweist, welche mit dem Hohlraum in Verbindung steht; wobei die Vertiefung einen aufgeweiteten Kopfabschnitt mit einer durch einen schrägen Abschnitt der inneren von einer der Seitenwände definierten Wand aufweist;
einen elektrischen Federkontakt, welcher in der Vertiefung angeordnet ist und in die Vertiefung durch eine Öffnung in der ersten Hauptoberfläche einführbar ist, wobei der Kontakt aufweist: einen ersten Schenkel, welcher an dem Gehäuse an einem Verankerungspunkt befestigt ist und sich mit einem Spielraum relativ zu dem geneigten Wandabschnitt der Seitenwand in dem Kopfabschnitt der Vertiefung erstreckt; einen Flansch, welcher mit dem ersten Schenkel verbunden ist, um den ersten Schenkel zu führen und ihn zu einer Bewegung lediglich innerhalb des Kopfabschnitts der Vertiefung zu zwingen; einen zweiten Schenkel, welcher einen Schleifabschnitt daran aufweist, der in Kontakt mit dem Stecker steht; einen gekrümmten Übergangsabschnitt, welcher mit dem ersten Schenkel an einem ersten Ende desselben verbunden ist, mit dem zweiten Schenkel an einem zweiten Ende desselben verbunden ist und von dem Schleifabschnitt im Abstand angeordnet ist, wobei der zweite Schenkel in einem Ende endet, welches von dem ersten Schenkel wenigstens dann im Abstand angeordnet ist, wenn der Hohlraum nicht besetzt ist; wobei der erste Schenkel, der zweite Schenkel und der Übergangsabschnitt derart aufgebaut und angeordnet sind, daß:
(i) der erste Schenkel freitragend um den Verankerungspunkt innerhalb des Spielraums angeordnet ist;
(ii) der zweite Schenkel freitragend um das erste Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist;
(iii) der Übergangsabschnitt einer Verringerung seines Krümmungsradius unterliegt, wenn der in den Verbinder eingeführte Stecker eine Querkontaktkraft auf den Schleifabschnitt ausübt und
(iv) die Reaktionen des ersten Schenkels, des zweiten Schenkels und des Übergangsabschnitts bewirken, daß sich der Schleifabschnitt innerhalb des Hohlraums von einer vorbestimmten Position zu einer Position verlagert, welche näher an dem geneigten Wandabschnitt der Seitenwand in dem Kopfabschnitt der Vertiefung liegt, wobei die Größe der Verlagerung ausreicht, um trotz herstellungsbedingter Dimensionsschwankungen in dem Gehäuse eine vorbestimmte Normalkraft auf den Stecker auszuüben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird aus ihrer folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser ersichtlich, welche einen Teil dieser Anmeldung bilden und in welchen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines oberflächenmontierten elektrischen Verbinders mit niedrigem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Unteransicht des Verbinders aus Fig. 1 ist; und
Fig. 3 eine Schnittansicht des Verbinders aus Fig. 2 entlang den Schnittlinien 3-3 darin ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beziehen sich in allen Figuren der Zeichnungen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
Mit Bezug auf die Figuren umfaßt eine allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete oberflächenmontierte Aufnahme für einen elektrischen Verbinder erfindungsgemäß ein Gehäuse 12, welches aus einem isolierenden Material hergestellt ist. Das Gehäuse 12 ist ein allgemein quaderförmiges Element mit einer ersten unteren Hauptaußenfläche 14 und einer zweiten oberen Hauptaußenfläche 16 daran. Zusätzlich weist das Gehäuse Hauptseitenwände 18, 20 und Endwände 22, 24 daran auf. Das Gehäuse 12 ist ein Gehäuse mit niedrigem Profil, d. h. die Höhendimension 26 desselben über einem Substrat S (Fig. 3) ist kleiner als näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) in der Höhe.
Falls erwünscht, können die Endwände 22, 24 mit einer geeigneten Halteanordnung versehen sein, wodurch die Aufnahme 12 an einem Substrat befestigt werden kann. Bevorzugt kann das in der ferner angemeldeten Anmeldung EP-A-0 594 680 offenbarte und beanspruchte System verwendet werden, um das Gehäuse an dem Substrat zu halten. Die untere Hauptfläche 14 des Gehäuses 12 ist diejenige Fläche, welche proximal zu dem Substrat S (Fig. 3) liegt, wenn das Gehäuse 12 an diesem befestigt ist. Das Substrat S kann entweder ein festes Element, wie beispielsweise eine Leiterplatte, oder ein flexibles Element, wie beispielsweise ein flexibler Schaltkreis, sein.
Die Innenflächen 18I, 20I der Hauptseitenwände 18, 20 und die Innenflächen 22I, 24I der Endwände 22, 24 wirken jeweils mit der Innenfläche 14I der unteren Hauptfläche 14 zusammen, um einen Hohlraum oder eine Ausnehmung 30 innerhalb des Gehäuses 12 auszubilden. Der Hohlraum 30 unterbricht die obere Hauptfläche 16 des Gehäuses 12, was zu der gemeinsamen "D-Form" führt. Die untere Fläche 14 weist Öffnungen 32 darin auf, durch welche der Hohlraum 30 von der unteren Außenfläche des Gehäuses 12 zugänglich ist. Eine Bezugsebene R (Fig. 3) erstreckt sich zentrisch und axial durch den Hohlraum 30, wobei die Bezugsebene R bevorzugt derart definiert ist, daß sie sich sowohl zu der oberen als auch zu der unteren Hauptfläche 14, 16 jeweils orthogonal erstreckt.
Die Innenflächen 18I, 20I der Seitenwände 18, 20 weisen im wesentlichen T- förmige Kanäle oder Vertiefungen 36 auf, welche darin ausgebildet sind. Die Vertiefungen 36 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Gehäuses 12 zwischen der unteren Fläche 14 und der oberen Fläche 16 desselben. Ein Abschnitt 38 der Innenflächen 18I, 20I, welcher die Köpfe der T-förmigen Vertiefungen 36 bildet, ist in einem vorbestimmten Winkel 39 bezüglich der Bezugsebene geneigt. Bevorzugt liegt der Neigungswinkel 39 im Bereich von vier (4) Grad.
Wenigstens ein, jedoch bevorzugt eine Mehrzahl von elektrischen Federkontaktelementen 40 sind innerhalb des Hohlraums 30 aufgenommen, wobei jeder Kontakt 40 in einer jeweiligen der Vertiefungen 36 aufgenommen ist. Die Federkontaktelemente 40 nehmen jeweils bevorzugt die Form eines sogenannten gekrümmten freitragenden Kontakts an, wie in den Seiten 104 bis 107 von "Ney Contact Manual" von Kenneth E. Pitney, The J. M. Ney Company (1973) offenbart ist.
Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist jedes Federkontaktelement 40 einen ersten Schenkelabschnitt 42, einen gekrümmten Übergangsabschnitt 44, welcher an einem ersten Ende 46 an dem ersten Schenkel 42 und an einem zweiten Ende 48 an einem zweiten Schenkelabschnitt 50 befestigt ist. Der zweite Schenkelabschnitt 50 endet in einem Ende 52, wobei das Ende 52 in einer vorbestimmten Spaltweite 54 von dem ersten Schenkelabschnitt 42 im Abstand angeordnet ist. Der Übergangsabschnitt 44 weist einen vorbestimmten diesem zugeordneten Anfangs-Außenkrümmungsradius 58 auf. Ein gekrümmter Schleifabschnitt 60 ist entlang dem zweiten Schenkelabschnitt 50 in der Mitte angeordnet. Der erste Schenkelabschnitt 42 weist wenigstens einen, vorzugsweise ein Paar von Widerhaken 62 auf, welche von den Seitenrändern an diesem vorstehen. Ferner sind wenigstens einer, vorzugsweise ein Paar von Flanschen 64 an dem ersten Schenkelabschnitt 42 vorgesehen, wobei die Flansche 64 in einem vorbestimmten Abstand von den Widerhaken 62 angeordnet sind. Der erste Schenkelabschnitt 42 endet in einem länglichen Schwanzabschnitt 66, welcher auf einer Biegelinie 68 gebogen ist, um die Oberflächenmontage der Aufnahme 10 an dem Substrat S zu erleichtern. Um das Biegen des Schwanzabschnitts 66 zu erleichtern, kann das Gehäuse mit einem Dorn 69 versehen sein.
Die Federkontakte 40 sind in die Vertiefungen 36 durch die in der unteren Hauptfläche 14 definierten Öffnungen 32 einführbar, wobei die Einführrichtung durch den Bezugspfeil A angezeigt ist. Der Eintritt der Federkontakte 40 in den Hohlraum 36 wird durch die Bewegung der Flansche 64 innerhalb der Vertiefungen 36 geführt. Die Kontakte sind jeweils innerhalb des Gehäuses 12 an einem vorbestimmten Verankerungspunkt 70 verankert, welcher durch den gegenseitigen Angriff der Widerhaken 62 mit dem Material der Seitenwände der Vertiefungen 36 definiert ist. Bei einer derartigen Befestigung ist ein Spielraum 74 zwischen dem ersten Schenkelabschnitt 42 von jedem Kontakt 40 und dem geneigten Abschnitt 38 der Seitenwand definiert. Bei einer derartigen Anordnung liegt der gebogene Schleifabschnitt 60 an dem zweiten Schenkelabschnitt 56 in einem vorbestimmten Abstand 76 von der Bezugsebene R.
Das Gehäuse 12 ist aus einem isolierenden Material, bevorzugt durch einen Spritzgußvorgang, hergestellt. Deshalb unterliegen die Dimensionen des Gehäuses 12 herstellungsbedingt Schwankungen. Wie vorher gezeigt, werden in Umgebungen, in welchen der verfügbare Raum begrenzt ist und ein Gehäuse mit niedrigem Profil erforderlich ist, die Wirkung von Dimensionsschwankungen, welche während der Herstellung des Gehäuses verursacht werden, stärker hervorgehoben.
Die Aufnahme mit niedrigem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, daß die Größe der Trägerauslenkung und somit der Wert der verfügbaren Normalkraft nahe der Größe und dem Kraftwert gehalten wird, welche mit einem größer dimensionierten Aufnahmegehäuse erreichbar sind. Die somit von den Federkontaktelementen des Gehäuses mit niedrigem Profil gemäß dieser Erfindung ausübbare Normalkraft wird somit relativ unabhängig von herstellungsbedingten Schwankungen der Gehäusedimensionen gemacht.
Diese gewünschte Wirkung wird erfindungsgemäß durch die Anordnung der beiden freitragenden gekrümmten Schenkelkontakte 40, wie vorstehend beschrieben, innerhalb eines Gehäuses 12 erreicht, wobei ein Abschnitt 38 der inneren Seitenwände bezüglich der Bezugsebene R geneigt ist, welche sich durch den Hohlraum 30 erstreckt.
Im Gebrauch, wenn ein Stecker P, welcher in strichpunktierten Linien dargestellt ist, in die erfindungsgemäße Aufnahme eingeführt wird, reagieren sowohl der erste Schenkel 42 als auch der zweite Schenkel 50 durch Auslenkung jeweils in freitragender Weise zu dem geneigten Abschnitt 38 der Seitenwand. Die freitragende Bewegung des ersten Schenkels ist um den Verankerungspunkt 70 definiert, wohingegen die freitragende Bewegung des zweiten Schenkels 50 bezüglich dem zweiten Ende 48 des Übergangsabschnitts definiert ist. Der erste Schenkel bewegt sich somit in den Spielraum 74, während das Ende 52 des zweiten Schenkels 50 den Spalt 54 schließt und sich zu dem ersten Schenkel 42 und in den geneigten Abschnitt 38 der Seitenwand hin bewegt. Ferner spricht der Übergangsabschnitt 44 auf das Einführen des Steckers P durch Verringerung des Krümmungsradius auf den Krümmungsradius 58' von dem Anfangsaußenkrümmungsradius von näherungsweise 0,38 mm (0,015 Zoll) an.
Die Reaktionen des ersten Schenkels 42, des zweiten Schenkels 50 und des Übergangsabschnitts 44 verursachen gemeinsam, daß sich der Schleifbereich 60 innerhalb des Hohlraums 30 von der vorbestimmten Position 76 zu einer Position 76' verlagert, welche näher an dem geneigten Abschnitt 38 der Seitenwand liegt, und sich somit der Schleifbereich weiter von der Bezugsebene R entfernt. Der Verbinder 10 mit niedrigem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung führt eine Verlagerung des Schleifbereichs 60 des Kontakts aus, welche ausreicht, um zu ermöglichen, daß der Kontakt bei geringem Einfluß von herstellungsbedingten Dimensionsschwankungen des Gehäuses eine vorbestimmte Normalkraft auf den Stecker ausübt.
Beispielsweise weist ein Verbinder mit niedrigem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung eine Höhe von näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) auf, wobei nichtsdestoweniger dieser freitragende Träger mit einer Gesamt-Trägerlänge von näherungsweise 5,8 mm (0,230 Zoll) wie folgt definiert: der erste Schenkel von dem Verankerungspunkt 70 zu dem Ende 46 des Übergangsbereichs 2,4 mm (0,095 Zoll); der gekrümmte Übergangsbereich von dem Ende 46 zu dem Ende 48 desselben 1,5 mm (0,060 Zoll); der zweite Schenkel von dem Ende 48 des Übergangsbereichs zu dem Kopf 52 1,9 mm (0,075 Zoll). Wenn der Kontakt eine Federrate von näherungsweise 0,590 kg/mm (15 Gramm pro ein Tausendstel Zoll) aufweist, und wenn eine Auslenkung von näherungsweise 0,25 mm (0,010 Zoll) innerhalb des Gehäuses 12 zugelassen ist, dann kann der Kontakt eine Normalkraft in der Größenordnung von 150 Gramm ausüben. Allerdings wird bei einem Verlust von 0,05 mm (0,002 Zoll) der Auslenkung aufgrund von Herstellungstoleranzen lediglich näherungsweise 30 Gramm der Normalkraft verloren, wobei eine durch den Kontakt ausgeübte Normalkraft von näherungsweise 120 Gramm verbleibt. Somit sieht der Verbinder mit niedrigem Profil gemäß der vorliegenden Erfindung eine Normalkraft vor, welche der eines Hochprofil-Verbinders gleicht. Herstellungsbedingte Dimensionsschwankungen haben geringen Einfluß auf den Wert der ausgeübten Normalkraft auf.
Der Fachmann kann mit der Lehre der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend offenbart, eine Vielzahl von Modifikationen an dieser vornehmen. Es sollte selbstverständlich sein, daß diese und derartige Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Oberflächenmontierter elektrischer Verbinder (10) mit niedrigem Profil, umfassend:

ein aus einem isolierenden Material (12) hergestelltes Gehäuse (12), wobei das Gehäuse umfaßt: eine erste Bodenhauptfläche (14); eine zweite Oberseitenhauptfläche (16); eine erste Seitenwand (18); und eine zweite Seitenwand (20); wobei das Gehäuse einen Hohlraum (30) zum Aufnehmen eines Steckers aufweist, wobei der Hohlraum zum Teil jeweils durch Innenflächen (18I, 20I) der ersten und der zweiten Seitenwand definiert ist, wobei das Gehäuse ferner wenigstens eine T- förmige Vertiefung (36) darin definiert aufweist, welche mit dem Hohlraum in Verbindung steht; wobei die Vertiefung einen aufgeweiteten Kopfabschnitt (38) mit einer durch einen schrägen Abschnitt der inneren von einer der Seitenwände (18, 20) definierten Wand aufweist;

einen elektrischen Federkontakt (40), welcher in der Vertiefung (36) angeordnet ist und in die Vertiefung durch eine Öffnung (32) in der ersten Hauptoberfläche (14) einführbar ist, wobei der Kontakt aufweist: einen ersten Schenkel (42), welcher an dem Gehäuse an einem Verankerungspunkt (70) befestigt ist und sich mit einem Spielraum (74) relativ zu dem geneigten Wandabschnitt der Seitenwand (18, 20) in dem Kopfabschnitt (38) der Vertiefung (36) erstreckt; einen Flansch (64), welcher mit dem ersten Schenkel (42) verbunden ist, um den ersten Schenkel zu führen und ihn zu einer Bewegung lediglich innerhalb des Kopfabschnitts (30) der Vertiefung (36) zu zwingen; einen zweiten Schenkel (50), welcher einen Schleifabschnitt (60) daran aufweist, der in Kontakt mit dem Stecker steht; einen gekrümmten Übergangsabschnitt (44), welcher mit dem ersten Schenkel an einem ersten Ende (46) desselben verbunden ist, mit dem zweiten Schenkel an einem zweiten Ende (48) desselben verbunden ist und von dem Schleifabschnitt (60) im Abstand angeordnet ist, wobei der zweite Schenkel in einem Ende (52) endet, welches von dem ersten Schenkel wenigstens dann im Abstand angeordnet ist, wenn der Hohlraum nicht besetzt ist; wobei der erste Schenkel (42), der zweite Schenkel (50) und der Übergangsabschnitt (44) derart aufgebaut und angeordnet sind, daß:

(i) der erste Schenkel (42) freitragend um den Verankerungspunkt (70) innerhalb des Spielraums (74) angeordnet ist;

(ii) der zweite Schenkel (50) freitragend um das erste Ende des Übergangsabschnitts (44) angeordnet ist;

(iii) der Übergangsabschnitt (44) einer Verringerung seines Krümmungsradius unterliegt, wenn der in den Verbinder eingeführte Stecker eine Querkontaktkraft auf den Schleifabschnitt (60) ausübt und

(iv) die Reaktionen des ersten Schenkels (42), des zweiten Schenkels (50) und des Übergangsabschnitts (44) bewirken, daß sich der Schleifabschnitt (60) innerhalb des Hohlraums (30) von einer vorbestimmten Position zu einer Position verlagert, welche näher an dem geneigten Wandabschnitt der Seitenwand (18, 20) in dem Kopfabschnitt (38) der Vertiefung (36) liegt, wobei die Größe der Verlagerung ausreicht, um trotz herstellungsbedingter Dimensionsschwankungen in dem Gehäuse (12) eine vorbestimmte Normalkraft auf den Stecker auszuüben.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (12) ferner ein Paar von Endwänden (22, 24) aufweist, und wobei der Hohlraum (30) jeweils durch Innenflächen (18I, 20I, 22I, 24I) der Seitenwände und der Endwände definiert ist.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Mehrzahl der T-förmigen Vertiefungen (36) in jeder der jeweiligen Innenflächen der Seitenwände definiert ist.

4. Verbinder nach Anspruch 3, wobei der Verbinder eine korrespondierende Mehrzahl von Kontakten (40) innerhalb der Vertiefungen (36) umfaßt.

5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der oder jeder Kontakt (40) in der zugeordneten Vertiefung (36) derart positioniert ist, daß er sich nicht über die zweite Oberseitenhauptfläche (16) erstreckt.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der oder jeder Kontakt (40) ferner einen länglichen Schwanzabschnitt (66) umfaßt, welcher einstückig mit dem ersten Schenkel (42) an einer zu dem Übergangsabschnitt (44) entgegengesetzten Seite des Verankerungspunkts ausgebildet ist.

7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, wobei der erste Schenkel (42), der zweite Schenkel (50) und der Übergangsabschnitt (44), jedoch nicht der Schwanzabschnitt (66) des oder jedes Kontakts (40) in die zugeordnete Vertiefung (36) durch die Öffnung (32) in der ersten Bodenhauptfläche (14) einsetzbar sind.

8. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Verbinder zur Montage an einem Substrat aufgebaut und angeordnet ist, derart, daß der Schwanzabschnitt (66) des oder jedes Kontakts (40) zwischen der ersten Bodenhauptfläche (14) und dem Substrat positioniert ist.

9. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei der Schwanzabschnitt (66) des oder jedes Kontakts (40) auf einer Biegelinie (68) bezüglich des ersten Schenkels (42) gebogen ist, und wobei das Gehäuse ferner einen Dorn (69) an der ersten Bodenhauptfläche (14) aufweist, welcher benachbart zu der Biegelinie positioniert ist.

10. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Höhe des Verbinders von der ersten Bodenhauptfläche (14) zu der zweiten Oberseitenhauptfläche (16) nicht größer als näherungsweise 4,3 mm (0,170 Zoll) ist.

11. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Abstand an dem ersten Schenkel (42) des oder jedes Kontakts (40) von dem Verankerungspunkt (70) zu dem ersten Ende (46) des Übergangsbereichs näherungsweise 2,4 mm (0,095 Zoll) beträgt.

12. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der oder jeder Kontakt (40) eine Federrate von näherungsweise 0,590 kg/mm (15 Gramm einer Kraft pro ein Tausendstel Zoll) aufweist.

13. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Krümmungsradius des Übergangsabschnitts (44) des oder jedes Kontakts (40) näherungsweise 1,5 mm (0,060 Zoll) beträgt.