DE102011003873A1 - Plug connection for the direct electrical contacting of a printed circuit board - Google Patents

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Abstract

Bei einer Steckverbindung (1) zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3) mit einer der Leiterplatte (3) zugeordneten Steckaufnahme (4), in welche die Leiterplatte (3) hineinragt, mit einem in die Steckaufnahme (4) einsteckbaren Stecker (5), der einen Kontaktträger (6) mit Kontaktelementen (7) zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) aufweist, und mit einer Anpressfedereinrichtung (10) zum Anpressen der Kontaktelemente (7) in Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anpressfedereinrichtung (10) für jedes Kontaktelement (7) des Kontaktträgers (6) jeweils eine separate Anpressfeder (11) aufweist.In the case of a plug connection (1) for direct electrical contacting of contact surfaces (2) on a printed circuit board (3) with a plug receptacle (4) assigned to the printed circuit board (3), into which the printed circuit board (3) protrudes, with a plug receptacle (4) insertable plug (5), which has a contact carrier (6) with contact elements (7) for electrical direct contacting of the contact surfaces (2) of the printed circuit board (3), and with a pressure spring device (10) for pressing the contact elements (7) in contact with the According to the invention, contact surfaces (2) of the printed circuit board (3) are provided such that the pressure spring device (10) has a separate pressure spring (11) for each contact element (7) of the contact carrier (6).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a plug connection for the direct electrical contacting of contact surfaces on a printed circuit board according to the preamble of claim 1.

Steuergeräte bestehen meist aus einer Leiterplatte, auf der elektronische Bauelemente platziert sind, und einem Gehäuse. In Motorsteuergeräten wird auf die Leiterplatte üblicherweise eine Messerleiste montiert, um die elektrische Verbindung zwischen einem Kabelbaumstecker und der Leiterplatte herzustellen. Die Messerleiste stellt somit ein zusätzliches Bauteil bei der Montage des Steuergerätes dar. Es sind auch so genannte elektrische Direktkontaktierungen bekannt, bei denen die Messerleiste entfällt und die einzelnen Pole des Kabelbaumes direkt auf der Leiterplatte kontaktiert werden. Dazu sind auf der Leiterplatte elektrische Kontaktflächen („Lands”) vorgesehen, die durch Kontaktelemente kontaktiert werden, welche in den Kabelbaumstecker eingesteckt sind.Control devices usually consist of a printed circuit board on which electronic components are placed, and a housing. In motor control devices, a male connector is usually mounted on the circuit board to make the electrical connection between a harness connector and the circuit board. The male connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit. There are also known as direct electrical contacts known in which the male connector is omitted and the individual poles of the wiring harness are contacted directly on the circuit board. For this purpose, electrical contact surfaces ("lands") are provided on the circuit board, which are contacted by contact elements which are inserted into the harness connector.

1a, 1b zeigen zwei bekannte Steckverbindungen 101 zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen 102 auf einer Leiterplatte 103, wobei die Kontaktflächen 102 auf beiden Seiten der Leiterplatte 103 vorgesehen sind. An der Leiterplatte 103 ist eine Steckaufnahme 104 vorgesehen, in welche die Leiterplatte 103 in Steckrichtung hineinragt. In diese Steckaufnahme 104 ist ein Stecker (z. B. Kabelbaumstecker) 105 eingesteckt, der einen zweiteiligen Kontaktträger 106a, 106b mit Federkontakten 107 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 102 der Leiterplatte 103 aufweist. Die beiden Kontaktträgerhälften 106a, 106b sind bei 120 miteinander gelenkig verbunden. Elektrische Leitungen 108 der Federkontakte 107 sind durch eine Mattendichtung 109, welche die Steckaufnahme 104 nach außen abdichtet, hindurchgeführt. In der Steckaufnahme 104 ist weiterhin eine Anpressfedereinrichtung 110 vorgesehen, welche auf die Kontaktträgerhälften 106a, 106b wirkt und dadurch die Federkontakte 107 in Anlage an die Kontaktflächen 102 der Leiterplatte 103 anpresst. Die Anpressfedereinrichtung 110, die in 1a durch eine einteilige Federklammer und in 1b durch zwei separate Federn gebildet ist, wirkt also integral auf den zweiteiligen Kontaktträger 106. 1a . 1b show two known connectors 101 for direct electrical contact of contact surfaces 102 on a circuit board 103 , where the contact surfaces 102 on both sides of the circuit board 103 are provided. On the circuit board 103 is a plug-in 104 provided in which the circuit board 103 protrudes in the direction of insertion. In this plug-in receptacle 104 is a plug (eg cable harness plug) 105 inserted, the two-part contact carrier 106a . 106b with spring contacts 107 for electrical direct contacting of the contact surfaces 102 the circuit board 103 having. The two contact carrier halves 106a . 106b are at 120 connected to each other in an articulated manner. Electric lines 108 the spring contacts 107 are through a matte seal 109 which the plug-in receptacle 104 seals to the outside, passed through. In the plug-in receptacle 104 is still a pressure spring device 110 provided, which on the contact carrier halves 106a . 106b acts and thereby the spring contacts 107 in contact with the contact surfaces 102 the circuit board 103 presses. The pressure spring device 110 , in the 1a through a one-piece spring clip and in 1b is formed by two separate springs, so it acts integrally on the two-part contact carrier 106 ,

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte weiter zu vereinfachen.In contrast, the object of the invention is to simplify a generic connector for direct electrical contact with a circuit board on.

Vorteile der Erfindung.Advantages of the invention.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by a plug connection for the direct electrical contacting of a printed circuit board with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement nicht mehr mit einer Kontaktfeder ausgebildet, wodurch eine Vereinfachung des Kontaktelements bei gleichzeitiger Steigerung der Robustheit ermöglicht wird und die Herstellungskosten des Kontaktelements reduziert werden. Durch Entfall der Kontaktfeder reduziert sich auch die bisherige Abhängigkeit der Kontaktnormalkraft von der Kontaktfeder, denn insbesondere bei miniaturisierten Kontaktelementen wird es mit steigendem Miniaturisierungsgrad schwierig, die geforderten Kontaktnormalkräfte noch zu erreichen. Die Kontaktnormalkraft wird erfindungsgemäß durch die Anpressfedern entweder direkt oder über bewegliche Anlageelemente des Kontaktträgers individuell auf jedes Kontaktelement aufgebracht. Die Anpressfedern können dabei vorteilhafterweise als Einzelfedern ausgebildet oder aber durch einen einteiligen Federkamm gebildet sein. Da Leiterplattentoleranzen nun über die individuell wirkenden Anpressfedern ausgeglichen werden können, kann der Kontaktträger statt weiterhin zweiteilig erfindungsgemäß nun auch einteilig ausgeführt werden, was zu einer weiteren Kostenreduzierung führt.According to the invention, the contact element is no longer formed with a contact spring, whereby a simplification of the contact element while increasing the robustness is made possible and the manufacturing cost of the contact element can be reduced. The elimination of the contact spring also reduces the previous dependence of the contact normal force of the contact spring, because in particular with miniaturized contact elements, it is difficult with increasing degree of miniaturization, the required contact normal forces still reach. The contact normal force is inventively applied by the pressure springs either directly or via movable contact elements of the contact carrier individually on each contact element. The pressure springs can advantageously be formed as individual springs or be formed by a one-piece spring comb. Since printed circuit board tolerances can now be compensated via the individually acting pressure springs, the contact carrier can now also be made in one piece according to the invention instead of continuing in two parts, which leads to a further cost reduction.

Die beweglichen Anlageelemente des Kontaktträgers können zusätzlich auch die Funktion einer Kontaktprimärverrastung, übernehmen, um die in den Kontaktträger eingesteckten Kontaktelemente darin entgegen ihrer Steckrichtung zu sichern.The movable contact elements of the contact carrier can also take over the function of a Kontaktprimärverrastung to secure the inserted into the contact carrier contact elements therein against their insertion direction.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and claims removed.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to several exemplary embodiments reproduced in the drawing by way of example. Show it:

1a, 1b zwei Steckverbindungen zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik; 1a . 1b two connectors for electrically direct contacting a printed circuit board according to the prior art;

2 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte; 2 to 4 Various embodiments of the connector according to the invention for direct electrical contacting of a circuit board;

5 einen Schnitt durch die in 2 bis 4 gezeigten Steckverbindungen gemäß V-V in 2; und 5 a section through the in 2 to 4 shown connectors according to VV in 2 ; and

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte. 6 a further embodiment of the connector according to the invention for direct electrical contact of a printed circuit board.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die in 2 bis 4 gezeigten Steckverbindungen 1 dienen zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen („Lands”) 2 auf einer Leiterplatte 3, wobei die Kontaktflächen 2 auf beiden Seiten der Leiterplatte 3 vorgesehen sind.In the 2 to 4 shown connectors 1 serve for the direct electrical contact of contact surfaces ("Lands") 2 on a circuit board 3 , where the contact surfaces 2 on both sides of the circuit board 3 are provided.

An der Leiterplatte 3 ist eine Steckaufnahme 4 vorgesehen, in welche die Leiterplatte 3 in Steckrichtung hineinragt. In die Steckaufnahme 4 ist ein Stecker (z. B. Kabelbaumstecker) 5 eingesteckt, der einen Kontaktträger 6 mit Kontaktelementen 7 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 aufweist. Elektrische Leitungen 8 der Kontaktelemente 7 sind durch eine Mattendichtung 9, welche die Steckaufnahme 4 nach außen abdichtet, hindurchgeführt. In der Steckaufnahme 4 ist weiterhin eine Anpressfedereinrichtung 10 vorgesehen, welche die Kontaktelemente 7 in Anlage an die Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 anpresst.On the circuit board 3 is a plug-in 4 provided in which the circuit board 3 protrudes in the direction of insertion. In the plug-in receptacle 4 is a plug (eg cable harness plug) 5 plugged in, the one contact carrier 6 with contact elements 7 for electrical direct contacting of the contact surfaces 2 the circuit board 3 having. Electric lines 8th the contact elements 7 are through a matte seal 9 which the plug-in receptacle 4 seals to the outside, passed through. In the plug-in receptacle 4 is still a pressure spring device 10 provided, which the contact elements 7 in contact with the contact surfaces 2 the circuit board 3 presses.

Wie in 5 gezeigt, weist die Anpressfedereinrichtung 10 für jedes Kontaktelement 7 des Kontaktträgers 6 jeweils eine eigene Anpressfeder 11 auf. Der Kontaktträger 6 weist für jedes Kontaktelement 7 jeweils ein quer (Doppelpfeil 12) zur Leiterplatte 3 bewegliches Anlageelement 13 auf, das unmittelbar zwischen dem Kontaktelement 7 und der jeweiligen Anpressfeder 11 zum Anpressen des Kontaktelements 7 in Anlage an die Kontaktfläche 2 der Leiterplatte 3 angeordnet ist. Die Anpressfedern 11 können jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sein oder einteilig durch einen offenen Federkamm mit freien Federenden gebildet sein. Die querbeweglichen Anlageelemente 13 des Kontaktträgers 6 sind beispielsweise durch Gehäusezungen des Kontaktträgers gebildet, die in Querrichtung 12 auslenkbar sind. Die querbeweglichen Anlageelemente 13 können zusätzlich auch die Funktion einer Kontaktprimärverrastung übernehmen, um die in den Kontaktträger 6 eingesteckten Kontaktelemente 7 entgegen ihrer Steckrichtung im Kontaktträger 6 zu sichern.As in 5 shown, the pressing spring means 10 for each contact element 7 of the contact carrier 6 each with its own pressure spring 11 on. The contact carrier 6 points for each contact element 7 one transverse (double arrow 12 ) to the circuit board 3 movable contact element 13 on, directly between the contact element 7 and the respective pressure spring 11 for pressing the contact element 7 in contact with the contact surface 2 the circuit board 3 is arranged. The pressure springs 11 can each be designed as separate individual springs or be integrally formed by an open spring comb with free spring ends. The transversely movable contact elements 13 of the contact carrier 6 are formed for example by housing tongues of the contact carrier, in the transverse direction 12 are deflectable. The transversely movable contact elements 13 can also take over the function of a Kontaktprimärverrastung to those in the contact carrier 6 inserted contact elements 7 contrary to their insertion direction in the contact carrier 6 to secure.

In 2 sind die Anpressfedern 11 am Grund der Steckaufnahme 4 befestigt und erstrecken sich mit ihrem freien Federende bis fast an die Mattendichtung 9. Diese in Richtung Mattendichtung 9 gerichteten Anpressfedern 11 können alternativ auch an der Seitenwand der Steckaufnahme 4 befestigt sein. In 3 sind die Anpressfedern 11 an den Seiten der Steckaufnahme 4 befestigt und erstrecken sich mit ihrem freien Federende in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme 4.In 2 are the pressure springs 11 at the bottom of the plug-in receptacle 4 attached and extend with their free spring end almost to the matte seal 9 , This towards mat seal 9 directed pressure springs 11 can alternatively also on the side wall of the socket 4 be attached. In 3 are the pressure springs 11 on the sides of the plug-in receptacle 4 attached and extend with their free spring end in the direction of the bottom of the socket 4 ,

In 4 sind die Anpressfedern 11 U-förmig, ausgebildet und an den Seiten der Steckaufnahme 4 derart befestigt, dass sich die freien Federenden in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme 4 erstrecken.In 4 are the pressure springs 11 U-shaped, formed and on the sides of the socket 4 fixed so that the free spring ends in the direction of the bottom of the socket 4 extend.

Der Kontaktträger 6 kann einteilig oder auch zweiteilig, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben ist, ausgeführt sein.The contact carrier 6 can be one-piece or two-piece, as above with respect to 1 is described to be executed.

Bei dem in 6 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel liegen die Anpressfedern 11 jeweils unmittelbar an ihren Kontaktelementen 7 an. Die Anpressfedern 11 können auch hier als separate Einzelfedern oder durch einen einteiligen (integralen) Federkamm aus elektrisch nicht leitendem oder aus elektrisch leitendem Material gebildet sein. Im letzteren Fall liegen die Anpressfedern 11 jeweils mit einer elektrisch isolierten Beschichtung 14 an den Kontaktelementen 7 an, um so eine elektrische Verbindung der Kontaktelemente 7 zu verhindern. Alternativ können bei einem Federkamm aus elektrisch leitendem Material auch die Kontaktelemente 7 selbst jeweils eine Isolierung, wie z. B. eine elektrisch isolierte Beschichtung, an ihrer Berührstelle mit der jeweiligen Anpressfeder 11 aufweisen, um so eine elektrische Verbindung der Kontaktelemente 7 zu verhindern.At the in 6 shown further embodiment are the pressure springs 11 each directly on their contact elements 7 at. The pressure springs 11 can also be formed here as a separate single springs or by a one-piece (integral) spring comb of electrically non-conductive or electrically conductive material. In the latter case are the pressure springs 11 each with an electrically insulated coating 14 at the contact elements 7 to, so as an electrical connection of the contact elements 7 to prevent. Alternatively, in a spring comb made of electrically conductive material and the contact elements 7 each one insulation, such. B. an electrically insulated coating at its point of contact with the respective pressure spring 11 so as to provide an electrical connection of the contact elements 7 to prevent.

Anders als in den 2 bis 4 und 6 gezeigt, können die Anpressfedern 11 mit ihren freien Federenden auch an der Wand der Steckaufnahme 4, z. B. für eine Kraftabstützung, anliegen. Alternativ können die Federenden des Federkamms dort wieder miteinander verbunden sein („geschlossener Federkamm”).Unlike in the 2 to 4 and 6 shown, the pressure springs can 11 with its free spring ends also on the wall of the plug-in receptacle 4 , z. B. for a force support, lie. Alternatively, the spring ends of the spring comb can be reconnected to each other there ("closed spring comb").

Claims (13)

Steckverbindung (1) zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3), mit einer der Leiterplatte (3) zugeordneten Steckaufnahme (4), in welche die Leiterplatte (3) hineinragt, mit einem in die Steckaufnahme (4) einsteckbaren Stecker (5), der einen Kontaktträger (6) mit Kontaktelementen (7) zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) aufweist, und mit einer Anpressfedereinrichtung (10) zum Anpressen der Kontaktelemente (7) in Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedereinrichtung (10) für jedes Kontaktelement (7) des Kontaktträgers (6) jeweils eine eigene Anpressfeder (11) aufweist.Plug connection ( 1 ) for the direct electrical contact of contact surfaces ( 2 ) on a printed circuit board ( 3 ), with one of the printed circuit board ( 3 ) associated plug-in receptacle ( 4 ) into which the printed circuit board ( 3 ), with one into the plug-in receptacle ( 4 ) plug-in connector ( 5 ), a contact carrier ( 6 ) with contact elements ( 7 ) for the electrical direct contacting of the contact surfaces ( 2 ) of the printed circuit board ( 3 ), and with a pressure spring device ( 10 ) for pressing the contact elements ( 7 ) in contact with the contact surfaces ( 2 ) of the printed circuit board ( 3 ), characterized in that the pressure spring device ( 10 ) for each contact element ( 7 ) of the contact carrier ( 6 ) each have their own pressure spring ( 11 ) having. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (6) für jedes Kontaktelement (7) jeweils ein quer zur Leiterplatte (3) bewegliches Anlageelement (13) aufweist, das zwischen dem Kontaktelement (7) und der jeweiligen Anpressfeder (11) zum Anpressen des Kontaktelements (7) in Anlage an die Kontaktfläche (2) der Leiterplatte (3) angeordnet ist.Plug connection according to claim 1, characterized in that the contact carrier ( 6 ) for each contact element ( 7 ) one transverse to the circuit board ( 3 ) movable abutment element ( 13 ), which between the contact element ( 7 ) and the respective pressure spring ( 11 ) for pressing the contact element ( 7 ) in contact with the contact surface ( 2 ) of the printed circuit board ( 3 ) is arranged. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind. Plug connection according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure springs ( 11 ) are each formed as separate individual springs. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) durch einen einteiligen Federkamm gebildet sind.Plug connection according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure springs ( 11 ) are formed by a one-piece spring comb. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils unmittelbar an ihrem Kontaktelement (7) anliegen.Plug connection according to claim 1, characterized in that the pressure springs ( 11 ) each directly on its contact element ( 7 ) issue. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind.Plug connection according to claim 5, characterized in that the pressure springs ( 11 ) are each formed as separate individual springs. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) durch einen einteiligen, offenen oder geschlossenen Federkamm gebildet sind, wobei die Anpressfedern (11) gegeneinander und/oder gegenüber ihren Kontaktelementen (7) elektrisch isoliert sind.Plug connection according to claim 5, characterized in that the pressure springs ( 11 ) are formed by a one-piece, open or closed spring comb, wherein the pressure springs ( 11 ) against each other and / or with respect to their contact elements ( 7 ) are electrically isolated. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkamm aus elektrisch nicht leitendem Material gebildet ist.Plug connection according to claim 7, characterized in that the spring comb is formed of electrically non-conductive material. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkamm aus elektrisch leitendem Material gebildet ist und die Anpressfedern (11) jeweils mit einem elektrischen isolierten Bereich (14) an den Kontaktelementen (7) anliegen oder die Anpressfedern (11) jeweils an einem elektrischen isolierten Bereich der Kontaktelemente (7) anliegen.Plug connection according to claim 7, characterized in that the spring comb is formed from electrically conductive material and the pressure springs ( 11 ) each with an electrically isolated area ( 14 ) on the contact elements ( 7 ) or the pressure springs ( 11 ) each at an electrically isolated region of the contact elements ( 7 ) issue. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) in der Steckaufnahme (4) befestigt sind.Plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure springs ( 11 ) in the plug-in receptacle ( 4 ) are attached. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (6) einteilig oder zweiteilig ausgeführt ist.Plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that the contact carrier ( 6 ) is made in one piece or in two parts. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Anlageelemente (13) als auslenkbare Gehäusezungen des Kontaktträgers (6) ausgebildet sind.Plug connection according to one of claims 2 to 4, characterized in that the movable contact elements ( 13 ) as deflectable housing tongues of the contact carrier ( 6 ) are formed. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anpressfedern (11) mit ihren freien Federenden in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme (4) oder in der entgegengesetzten Richtung erstrecken.Plug connection according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure springs ( 11 ) with their free spring ends in the direction of the bottom of the plug-in receptacle ( 4 ) or in the opposite direction.
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