DE10143739B4

DE10143739B4 - Anschlussdose-Steckverbindungsummantelung

Info

Publication number: DE10143739B4
Application number: DE10143739A
Authority: DE
Inventors: Josep Inkster Parcet
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: US6419516B1; DE10143739A1

Abstract

Anschlussdosenanordnung mit:
– einem Anschlussdosengehäuse (12) mit wenigstens einer darin ausgebildeten Öffnung (24),
– einer Kunststoffummantelung (26), die innerhalb der Öffnung (24) positioniert ist, eine Tasche mit Seitenwänden und einer Bodenwand (34) bildet und ein nach oben stehendes Steckverbindungsgewinde (36) umfasst, das sich von der Bodenwand (34) nach oben erstreckt,
– einer Leiterplatte (14), die Verbindungslaschen (22) umfasst, und
– einer elektrischen Steckverbindung (28), die durch eine in die Steckverbindungsöffnung (35) geführte Steckverbindungsschraube (40) an der Ummantelung (26) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gewinde (36) eine durchgehende Steckverbindungsöffnung (35) vorsieht, dass die Leiterplatte (14) durch eine in die Steckverbindungsöffnung (35) geführte Ummantelungsschraube (38) an der Bodenwand (34) der Kunststoffummantelung befestigt ist und dass sich die Verbindungslaschen (22) durch die Bodenwand (34) und in die durch die Ummantelung (26) gebildete Tasche erstrecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussdosenanordnung (d.h. einen Steckverbinder) mit einer separaten Ummantelung, die für die Befestigung an einer Leiterplatte konfiguriert ist, sowie mit einer Steckverbindungsöffnung, die eine Ummantelungs-Befestigungsschraube und eine Steckverbindungsschraube aufnimmt.

Anschlussdosen in Fahrzeugen können an verschiedenen Positionen im Fahrzeug vorgesehen sein und umfassen gewöhnlich ein spritzgegossenes Anschlussdosengehäuse aus Kunststoff mit einem Paar von darin enthaltenen Leiterplatten. Eine Sicherungsplatte ist auf einer Seite des Anschlussdosengehäuses für den Zugriff durch einen Fahrzeuginsassen oder einen Servicetechniker zugänglich. Auf einer gegenüberliegenden Seite des Anschlussdosengehäuses sind eine Vielzahl von Taschen ausgebildet, um elektrische Steckverbindungen wie etwa elektrische Schraubsteckverbindungen aufzunehmen. Diese Taschen sind als Teil des Anschlussdosengehäuses ausgebildet und umfassen Seitenwände sowie einen Taschenboden. Eine Lochmatrix ist in dem Taschenboden ausgebildet, um eine entsprechende Anordnung von Stecklaschen aufzunehmen, die von einer der Leiterplatten vorstehen. Dementsprechend erstrecken sich die Stecklaschen in das Innere der Tasche, um mit einer elektrischen Schraubsteckverbindung verbunden zu werden, wenn die elektrische Schraubsteckverbindung in die Tasche eingesteckt wird.

Im Zentrum jeder Tasche ist eine Kunststoffschraubenöffnung ausgebildet, um eine einzelne Steckverbindungsschraube aufzunehmen, welche die elektrische Schraubsteckverbindung an dem Anschlussdosengehäuse befestigt. Weiterhin ist gewöhnlich ein 2–3 mm großer Abstand zwischen dem Taschenboden und der Leiterplatte vorgesehen, von der sich die Stecklaschen erstrecken.

Ein Problem dieses Aufbaus besteht darin, dass sich der Taschenboden nach oben biegen kann und die Leiterplatte, von der sich die Stecklaschen erstrecken, nach unten biegen kann, wenn die Steckverbindungsschraube durch die Steckverbindung gesteckt und nach unten in die Gewindeöffnung in dem Anschlussdosengehäuse gedreht wird. Dieses Biegen wird durch die Einsteckkräfte der Steckverbindung verursacht, die auf die Stecklaschen wirken und die Leiterplatte nach unten biegen, während die Drehkraft der Steckverbindungsschraube den Taschenboden nach oben zieht.

Aus der Perspektive eines vertikalen Querschnittes betrachtet, biegt sich also der Taschenboden konkav nach oben, während sich die benachbarte Leiterplatte konkav nach unten biegt, so dass der Abstand zwischen der Leiterplatte und dem Taschenboden in der Nähe des Taschenzentrums größer ist als in der Nähe der Taschenperipherie. Dieses Verhalten macht sehr restriktive Toleranzen für das Anschlussdosengehäuse, die Öffnungen, die Leiterplatte und die Stecklaschen erforderlich.

Dieser Aufbau verursacht auch Probleme bei der Ausrichtung der Laschen, was aufgrund einer Verzerrung der Verbindungskräfte eine beeinträchtigte Verbindung zwischen den weiblichen Steckanschlüssen des Kabelbündels und den männlichen Laschen der Leiterplatte zur Folge haben kann. Mit anderen Worten können die Stecklaschen nicht richtig mit den entsprechenden weiblichen Verbindungskomponenten innerhalb der Steckverbindung verbunden werden, weil die Stecklaschen aufgrund der Biegung der Leiterplatte winkelig ausgerichtet sind.

Ein anderes Problem bei diesem Aufbau besteht darin, dass die Gewindeöffnung in der Tasche des Anschlussdosengehäuses zum Aufnehmen der Steckverbindungsschraube plattiert ist. Wenn dann die Steckverbindungsschraube in die plattierte Öffnung gedreht wird, können Metallspäne nach unten auf die Leiterplatten fallen, was unter Umständen zu Kurzschlüssen führen kann.

Das deutsche Patent 198 08 329 A1, das US-Patent US 5,803,763 A und das europäische Patent EP 0 715 374 A2 zeigen Steckverbinder. Diese weisen allerdings keine Leiterplatten auf, wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses durch herabfallende Metallspäne nicht besteht. Das US-Patent US 5, 959 248 A weist eine Leiterplatte auf, die allerdings beim Einschrauben der Steckverbindung nicht verformt wird, da sie separat zwischen zwei Gehäuseteilen eingeklemmt wird. Das Problem der herabfallenden Metallspäne wird durch eine Hülse, die auf der Leiterplatte unter der Gewindehülse der Steckverbindung angebracht ist, gelöst. US-Patent US 5, 764, 487 A weist eine Leiterplatte auf, die ebenfalls zwischen zwei Gehäuseteilen einklemmt wird und daher beim Befestigen der Steckverbindung nicht verformt wird.

Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anschlussdosenanordnung anzugeben, in der eine Leiterplatte ohne Biegung befestigt ist, um die Toleranzanforderungen für verschiedene Komponenten der Anschlussdose zu reduzieren und um Probleme bei der Laschenausrichtung zwischen den Stecklaschen und der elektrischen Steckverbindung zu reduzieren.

Nach Möglichkeit soll dabei auch verhindert werden, dass Metallspäne auf die Leiterplatte fallen, wenn eine Steckverbindungsschraube in eine plattierte Steckverbindungsöffnung gedreht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anschlussdosenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung beseitigt die oben genannten Nachteile der Anschlussdosenanordnungen aus dem Stand der Technik, indem sie ein Anschlussdosengehäuse angibt, in dem wenigstens eine Öffnung zum Aufnehmen einer Steckverbindungsummantelung ausgebildet ist. Die Steckverbindungsumnmantelung bildet eine Tasche zum Aufnehmen einer Steckverbindung. Die Bodenwand der Tasche ist an einer Leiterplatte befestigt. Die Bodenwand der Tasche umfasst weiterhin eine vertikale Steckverbindungs-Gewindeöffnung, die eine Ummantelungsschraube zum Befestigen der Leiterplatte an der Bodenwand der Ummantelungstasche und weiterhin eine Steckverbindungsschraube zum Befestigen der Steckverbindung in der Ummantelungstasche aufnimmt. Weil die Ummantelungsschraube den Abstand zwischen der Leiterplatte und der Bodenwand aufrechterhält, ist dementsprechend keine relative Bewegung und kein Biegen zwischen der Leiterplatte und der Bodenwand möglich, wenn die Steckverbindungsschraube nach unten gedreht wird, so dass die oben genannten Toleranzprobleme beseitigt werden.

Insbesondere gibt die vorliegende Erfindung ein Anschlussdosengehäuse mit wenigstens einer darin ausgebildeten Öffnung an. Eine Kunststoffummantelung ist innerhalb der Öffnung positioniert. Die Ummantelung bildet eine Tasche mit Seitenwänden und einer Bodenwand. Eine vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung erstreckt sich von der Bodenwand nach oben. Die Bodenwand der Ummantelungstasche ist durch eine Ummantelungsschraube, die sich in die vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung erstreckt, an der Leiterplatte befestigt. Stecklaschen erstrecken sich von der Leiterplatte durch Löcher in der Bodenwand der Ummantelungstasche und in die durch die Ummantelung gebildete Tasche. Eine Steckverbindung ist mittels einer Steckverbindungsschraube, die in die vertikale Schraubverbindungs-Gewindeöffnung geschraubt ist, an der Ummantelung befestigt.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
1 ist eine Seitenansicht einer Anschlussdosenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht auf die Anschlussdosenanordnung von 1.
3 ist eine vertikale Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2.
1 bis 3 zeigen eine Anschlussdosenanordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist das Anschlussdosengehäuse 12 eine Kunststoffkomponente, in welcher eine erste und eine zweite Leiterplatte 14, 16 untergebracht sind. Die Leiterplatten 14, 16 sind über Kontaktstifte 18 miteinander verbunden. Gruppen von Stecklaschen 22 erstrecken sich von der Leiteplatte 14.
Wie am deutlichsten in 3 zu erkennen ist, bildet das Anschlussdosengehäuse 12 eine Öffnung 24 zum Aufnehmen einer Kunststoffummantelung 26, die eine elektrische Schraubsteckverbindung 28 mit der Leiterplatte 14 verbinden kann. Die elektrische Schraubsteckverbindung 28 ist vorzugsweise eine 42-polige Verbindung.
Die Ummantelung 26 umfasst Seitenwände 30, 32, die zusammen mit der Bodenwand 34 eine Tasche zum Aufnehmen der Steckverbindung 28 bilden. Die Bodenwand 34 der Ummantelung 26 weist Löcher (nicht gezeigt) auf, durch welche sich die Stecklaschen 22 von der Leiterplatte 14 erstrecken. Ein vertikal ausgerichtetes Steckverbindungsgewinde 36 erstreckt sich von der Bodenwand 34 nach oben und umfasst eine plattierte Öffnung 35. Eine Ummantelungsschraube 38 verbindet die Leiterplatte 14 flach gegen die Abstandsbeine 39, die von der unteren Oberfläche der Bodenwand 34 vorstehen, indem sie in die vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung 36 geschraubt wird. Dementsprechend wird die Leiterplatte 14 bündig gegen die Abstandsbeine 39 auf der Bodenwand 34 der Ummantelung 26 gedrückt und durch die Ummantelungsschraube an der Ummantelungsbodenwand 34 fixiert.
Die Leiterplatte 14 und die Bodenwand 34 können auch an anderen Positionen etwa durch einen Stift und ein entsprechendes Loch miteinander verbunden werden, um die richtige Ausrichtung zwischen den zwei Komponenten aufrechtzuerhalten. Eine Steckverbindungsschraube 40 verbindet die Steckverbindung 28 mit der Ummantelung 26, indem sie in die vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung 36 geschraubt wird. Weil die Ummantelungsschraube 38 zuvor die Leiterplatte mit der Ummantelung verbunden hat, werden alle Drehkräfte der Steckverbindungsschraube 40 durch die Ummantelungsschraube aufgenommen, so dass eine Biegung der Leiterplatte 14 und der Bodenwand 34 verhindert wird, wodurch die Biegungsprobleme beseitigt werden, die oben mit Bezug auf den Stand der Technik erläutert wurden. Die Ummantelungsschraube 38 hält einen gleichmäßigen Abstand zwischen der Leiterplatte 14 und der Bodenwand 34 aufrecht, wobei sie auch mit den Abstandsbeinen 39 zusammenwirkt, um die Leiterplatte parallel zu der Ummantelungsbodenwand 34 zu halten.
Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile. Wie weiter oben erläutert, besteht ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass sie Toleranzen zwischen den verschiedenen Komponenten verbessert, insbesondere weil die Biegung der Leiterplatte und der Taschenbodenwand reduziert oder vollständig beseitigt wird, so dass Ausrichtungsprobleme zwischen den Stecklaschen 22 und den weiblichen Steckverbindungskomponenten in der Steckverbindung 28 beseitigt werden. Weil die Ummantelung 26 als separate Komponente spritzgegossen ist und viel kleiner als das Anschlussdosengehäuse 12 ist, ist es viel einfacher, die Toleranz der verschiedenen Löcher und Wände dieser Komponente zu kontrollieren, weil ein Schrumpfen des Kunststoffes nicht über eine größere Fläche verteilt wird.
Indem eine kleinere Fläche (der Ummantelungsboden 34) vorgesehen wird, ist es einfacher, Toleranzen für die Stecklaschenöffnungen aufrechtzuerhalten. Dementsprechend können die Stecklaschenöffnungen kleiner sein, was einen besseren Halt für die Stecklaschen 22 bietet und die Toleranzen für die Positionierung der Stecklaschen 22 reduziert.
Außerdem ist das im Stand der Technik gegebene Problem der Metallspäne beseitigt, weil beim Drehen der Steckverbindungsschraube 40 in die vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung 35 entstehende Metallspäne einfach oben auf die Ummantelungsschraube 38 fallen und nicht zu der Leiterplatte 14 gelangen.
Weil die Ummantelungsschraube 38 weiterhin einen gleichmäßigen Abstand zwischen der Bodenwand 34 der Ummantelung 26 und der Leiterplatte 14 aufrechterhält, erstrecken sich die Stecklaschen 22 mit einer gleichmäßigen Tiefe durch die Bodenwand 34, so dass die Verbindung zwischen den Stecklaschen 22 und den entsprechenden weiblichen Steckverbindungskomponenten in der Steckverbindung 28 verbessert wird. Außerdem wird die Taschenstärke erhöht und wird die Belastung des Kunststoffes und der Anordnung reduziert, wenn die Steckverbindung 28 mit den Stecklaschen 22 verbunden wird.
Vorzugsweise sind das Anschlussdosengehäuse 12 und die Ummantelung 26 aus einem nicht gefüllten Norel-Kunststoffmaterial, das von der General Electric Company in Pittsfield, Massachusetts, hergestellt wird. Es können jedoch auch verschiedene andere Materialien verwendet werden.

Claims

Anschlussdosenanordnung mit: – einem Anschlussdosengehäuse (12) mit wenigstens einer darin ausgebildeten Öffnung (24), – einer Kunststoffummantelung (26), die innerhalb der Öffnung (24) positioniert ist, eine Tasche mit Seitenwänden und einer Bodenwand (34) bildet und ein nach oben stehendes Steckverbindungsgewinde (36) umfasst, das sich von der Bodenwand (34) nach oben erstreckt, – einer Leiterplatte (14), die Verbindungslaschen (22) umfasst, und – einer elektrischen Steckverbindung (28), die durch eine in die Steckverbindungsöffnung (35) geführte Steckverbindungsschraube (40) an der Ummantelung (26) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (36) eine durchgehende Steckverbindungsöffnung (35) vorsieht, dass die Leiterplatte (14) durch eine in die Steckverbindungsöffnung (35) geführte Ummantelungsschraube (38) an der Bodenwand (34) der Kunststoffummantelung befestigt ist und dass sich die Verbindungslaschen (22) durch die Bodenwand (34) und in die durch die Ummantelung (26) gebildete Tasche erstrecken.
Anschlussdosenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weiterhin eine zweite Leiterplatte (16), die über Stifte (18) mit der ersten Leiterplatte (14) verbunden ist.
Anschlussdosenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (26) aus spritzgegossenem Kunststoff gebildet ist.
Anschlussdosenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steckverbindung (28) eine 42-polige Steckverbindung ist.
Anschlussdosenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (26) eine einstückige Komponente ist, die separat zu dem Anschlussdosengehäuse (12) hergestellt wird.
Anschlussdosenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit von der Bodenwand (34) der Tasche abstehenden Abstandsbeinen (39), an die die Leiterplatte (14) durch die Ummantelungsschraube (38) gedrückt wird, so dass die Leiterplatte (14) in einer flachen und nicht gebogenen Haltung gehalten wird.
Anschlussdosenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungsöffnung (35) im wesentlichen im Zentrum der Ummantelung (26) positioniert ist.