DE102012016281A1

DE102012016281A1 - Elektrische Verbindungsanordnung und deren Bauteile

Info

Publication number: DE102012016281A1
Application number: DE102012016281.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Ehlerding; Thomas Möhring
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-08-18
Also published as: DE102012016281B4; WO2014027060A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung eines ersten elektrischen Bauteils (1) mit einem zweiten elektrischen Bauteil (2), wobei die elektrische Verbindungsanordnung wenigstens ein an dem ersten elektrischen Bauteil (1) befestigtes und damit elektrisch verbundenes erstes elektrisches Kontaktelement (10) und wenigstens ein elektrisch leitendes Brückenelement (30, 40) aufweist, das mit dem ersten elektrischen Kontaktelement (10) und dem zweiten elektrischen Bauteil (2) elektrisch und mechanisch verbindbar oder verbunden ist und, wenn es damit verbunden ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil (1, 2) herstellt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem ersten elektrischen Kontaktelement (10) und dem Brückenelement (30, 40) als steckbare elektrische Verbindung ausgebildet ist, die wenigstens einen Steckkontakt (11) und wenigstens einen dem Steckkontakt (11) als Gegenstück zugeordneten Gegensteckkontakt (31, 41) aufweist, wobei der Steckkontakt (11) mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen (12) für den Gegensteckkontakt (31, 41) aufweist und der Gegensteckkontakt (31, 41) dazu eingerichtet ist, im mit dem Steckkontakt (11) verbundenen Zustand bei einer in Erstreckungsrichtung (L) der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen (12) zwischen dem Steckkontakt (11) und dem Gegensteckkontakt (31, 41) wirkenden Kraft von einer Aufnahmeposition (12) zu einer anderen Aufnahmeposition (12) springen zu können. Die Erfindung betrifft außerdem ein Brückenelement einer solchen elektrischen Verbindungsanordnung sowie ein als erstes oder zweites elektrisches Kontaktelement einer solchen Verbindungsanordnung ausgebildetes Kontaktelement.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung eines ersten elektrischen Bauteils mit einem zweiten elektrischen Bauteil gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Brückenelement einer solchen elektrischen Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 13 sowie ein als erstes oder zweites elektrisches Kontaktelement einer solchen Verbindungsanordnung ausgebildetes Kontaktelement gemäß Anspruch 14.
Die elektrische Verbindungsanordnung sowie deren einzelne Bauteile eignen sich insbesondere, um einen elektrischen Kontakt zu einer elektrischen Leiterplatte oder ähnlichen elektrischen Bauteilen herzustellen, bei denen ein elektrisches Kontaktelement relativ starr an dem elektrischen Bauteil befestigt ist, z. B. durch Auflöten, und wobei die elektrische Verbindung zu dem elektrischen Bauteil über eine steckbare elektrische Verbindung erfolgt. Bekannte elektrische Verbindungsanordnungen solcher Art erweisen sich als nicht ausreichend langlebig, insbesondere unter harten Einsatzbedingungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsanordnung, bei der eine Steckverbindung vorgesehen ist, zur elektrischen Verbindung eines ersten elektrischen Bauteils mit einem zweiten elektrischen Bauteil anzugeben, die robuster und langlebiger ist als bekannte Verbindungsanordnungen. Ferner sollen vorteilhafte Einzelelemente einer solchen elektrischen Verbindungsanordnung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch eine elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung eines ersten elektrischen Bauteils mit einem zweiten elektrischen Bauteil, wobei die elektrische Verbindungsanordnung wenigstens ein an dem ersten Bauteil befestigtes und damit elektrisch verbundenes erstes elektrisches Kontaktelement und wenigstens ein elektrisch leitendes Brückenelement aufweist, das mit dem ersten elektrischen Kontaktelement und dem zweiten elektrischen Bauteil elektrisch und mechanisch verbindbar oder verbunden ist und, wenn es damit verbunden ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil herstellt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem ersten elektrischen Kontaktelement und dem Brückenelement als steckbare elektrische Verbindung ausgebildet ist, die wenigstens einen Steckkontakt und wenigstens einen dem Steckkontakt als Gegenstück zugeordneten Gegensteckkontakt aufweist, wobei der Steckkontakt mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen für den Gegensteckkontakt aufweist und der Gegensteckkontakt dazu eingerichtet ist, im mit dem Steckkontakt verbundenen Zustand bei einer in Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen zwischen dem Steckkontakt und dem Gegensteckkontakt wirkenden Kraft von einer Aufnahmeposition zu einer anderen Aufnahmeposition springen zu können. Der Gegensteckkontakt kann dabei von einer zur nächsten Aufnahmeposition springen oder gleich mehrere Aufnahmepositionen überspringen. Das Springen des Gegensteckkontakts in eine andere Aufnahmeposition erfolgt insbesondere dann, wenn eine zwischen dem Steckkontakt und dem Gegensteckkontakt wirkende Kraft einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Die Aufnahmepositionen des Steckkontakts sind dabei elektrisch leitend miteinander verbunden.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mittels der vorgeschlagenen elektrischen Verbindungsanordnung auch bei ungünstigen äußeren Einsatzbedingungen eine elektrische Verbindung mittels einer Steckverbindung hergestellt werden kann, z. B. bei ungünstigen Umgebungsbedingungen oder bei auf die elektrische Steckverbindung einwirkenden Schlag- oder Stoßbelastungen oder sonstigen Kräften. Dadurch, dass der Steckkontakt mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen für den Gegensteckkontakt aufweist und dieser Gegensteckkontakt bei äußerer Krafteinwirkung von einer Aufnahmeposition zu einer anderen Aufnahmeposition springen kann, wird ein Kraft- bzw. Längenausgleich geschaffen, wobei zugleich immer eine definierte Steckposition zwischen dem Steckkontakt und dem Gegensteckkontakt sichergestellt wird, da dieser nur in diskrete Aufnahmepositionen springen und sich darin befinden kann. Ein gleichmäßiges geringes Hin- und Her-Verschieben zwischen dem Steckkontakt und dem Gegensteckkontakt in Richtung der Reihe der Aufnahmepositionen wird dagegen vermieden. Hierdurch kann die bei solchen Steckverbindungen sonst auftretende Reibkorrosion praktisch eliminiert werden oder zumindest auf ein vernachlässigbares Maß reduziert werden. Es wird durch die Aufnahmepositionen jeweils ein fester örtlich definierter Kontaktpunkt vorgegeben, der auf gute elektrische Übergänge zwischen dem Steckkontakt und dem Gegensteckkontakt optimiert werden kann. Der Gegensteckkontakt kann jeweils formschlüssig in einer Aufnahmeposition des Steckkontakts aufgenommen werden.
Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, dass infolge der Steckverbindung eine Austauschbarkeit des ersten elektrischen Bauteils bzw. des zweiten elektrischen Bauteils gewährleistet werden kann. Auch ein Herausreißen des ersten elektrischen Bauteils bzw. zweiten elektrischen Bauteils nach oben, d. h. in Steckrichtung, ist möglich, wobei das Brückenelement mitgenommen wird, ohne dass die Steckverbindung an sich beschädigt wird.
Das erste und/oder das zweite elektrische Bauteil kann z. B. eine elektrische Leiterplatte sein.
Die elektrische Verbindungsanordnung kann derart ausgebildet sein, dass die genannte Steckverbindung mit dem mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen aufweisenden Steckkontakt nur einseitig vorgesehen ist, z. B. auf der Seite des ersten elektrischen Kontaktelements. In diesem Fall kann die für den Kontakt zum zweiten elektrischen Bauteil vorgesehene Seite der elektrischen Verbindungsanordnung prinzipiell in jeder anderen denkbaren Art und Weise ausgebildet sein, z. B. als Schraubanschluss, Steckanschluss, Federkraftklemmanschluss oder Lötanschluss. Gemäß einer in Anspruch 2 genannten Weiterbildung der Erfindung kann die elektrische Verbindungsanordnung auch an der Seite, in der die elektrische Verbindung zum zweiten elektrischen Bauteil hergestellt werden soll, gleichermaßen aufgebaut sein wie an der Seite, die die elektrische Verbindung zum ersten elektrischen Bauteil herstellt. Eine solche elektrische Verbindungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsanordnung zusätzlich wenigstens ein an dem zweiten elektrischen Bauteil befestigtes und damit elektrisch verbundenes zweites elektrisches Kontaktelement aufweist, das Brückenelement mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktelement elektrisch und mechanisch verbindbar oder verbunden ist und, wenn es damit verbunden ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil herstellt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem zweiten elektrischen Kontaktelement und dem Brückenelement als steckbare elektrische Verbindung ausgebildet ist, die wenigstens einen Steckkontakt und wenigstens einen dem Steckkontakt als Gegenstück zugeordneten Gegensteckkontakt aufweist, wobei der Steckkontakt mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen für den Gegensteckkontakt aufweist und der Gegensteckkontakt dazu eingerichtet ist, im mit dem Steckkontakt verbundenen Zustand bei einer in Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen zwischen dem Steckkontakt und Gegensteckkontakt wirkenden Kraft von einer Aufnahmeposition zu einer anderen Aufnahmeposition springen zu können. Dies hat den Vorteil, dass die zuvor bereits erläuterte vorteilhafte Kontaktierung auf beiden Seiten der elektrischen Verbindungsanordnung realisiert werden kann. Eine solche Anordnung ist z. B. vorteilhaft einsetzbar für eine direkte Verbindung zwischen zwei elektrischen Leiterplatten.
Der Steckkontakt mit den mehreren Aufnahmepositionen kann wahlweise Teil des ersten bzw. zweiten elektrischen Kontaktelements oder Teil des Brückenelements sein. Der Gegensteckkontakt ist dann als Teil des jeweils anderen Elements ausgebildet. Das erste bzw. zweite elektrische Kontaktelement kann insbesondere starr an dem ersten bzw. zweiten elektrischen Bauteil befestigt sein, z. B. angelötet sein. Das erste bzw. das zweite elektrische Kontaktelement kann z. B. auch als Einpresskontakt ausgebildet sein, derart, dass es zum Einpressen in eine Kontaktöffnung einer elektrischen Leiterplatte oder eines anderen elektrischen Bauteils eingerichtet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Steckrichtung zum Zusammenstecken des Steckkontakts mit dem Gegensteckkontakt im Wesentlichen rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen. Hierdurch kann insbesondere eine Trennung und damit eine Entkopplung der Steckrichtung von der Richtung des durch die Vielzahl der Aufnahmepositionen geschaffenen Längenausgleichs ermöglicht werden.
Die Reihenanordnung der Aufnahmepositionen erstreckt sich in vielen Fällen in Richtung der Längsachse des Brückenelements. Wird die elektrische Verbindungsanordnung beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung einer Leiterplatte verwendet, so kann das erste elektrische Kontaktelement beispielsweise auf der Oberseite der Leiterplatte aufgelötet sein und von der Leiterplatte z. B. senkrecht abragen. Dann erstreckt sich die Reihenanordnung der Aufnahmepositionen in einer Richtung quer dazu, d. h. in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte. Der Gegensteckkontakt wird dann von oben auf die Leiterplatte auf einen Steckkontakt aufgesteckt und stellt eine Verbindung z. B. zu einem seitlich von der Leiterplatte angeordneten zweiten elektrischen Bauteil her, z. B. einer zweiten Leiterplatte, die in derselben Ebene angeordnet sein kann, wie die erste Leiterplatte.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Brückenelement wenigstens einen elastisch federnden oder plastischen Längenausgleichsbereich auf, durch den in Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen vom Brückenelement wirkende Kräfte durch eine Längenänderung des Brückenelements kompensierbar sind. Dies hat den Vorteil, dass kleine Kräfte bzw. kleine Abstandsänderungen zwischen dem ersten elektrischen Bauteil und dem zweiten elektrischen Bauteil zunächst von dem Längenausgleichsbereich aufgefangen und kompensiert werden können, ohne dass dies gleich zu einem Überspringen des Gegensteckkontakts in eine andere Aufnahmeposition des Steckkontakts führen muss. Hierdurch können insbesondere Mikrobewegungen kompensiert werden, ohne dass es im Bereich der Steckverbindung zu Reibung und damit verbundener Reibungskorrosion kommt. Steigt die Kraft bzw. die Abstandsänderung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil jedoch an, bis ein gewisser Schwellenwert überschritten ist, wird dies durch ein Überspringen des Gegensteckkontakts auf dem Steckkontakt in eine andere Aufnahmeposition kompensiert. Der Längenausgleichsbereich kann als integraler Bestandteil des Brückenelements oder als gesondertes Bauteil in Form eines Längenausgleichselements, das mit dem Brückenelement verbunden ist, realisiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Längenausgleichsbereich eine Mäander-, Zickzack-, Ziehharmonika- oder Spiralform auf. Hierdurch kann insbesondere ein elastisch federnder Längenausgleichsbereich geschaffen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein freier Raum zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktelement zur Unterbringung des Längenausgleichsbereichs genutzt. Vorteilhaft können hierzu z. B. die Mäanderschlaufen in Richtung zu dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Kontaktelement und damit in Richtung zu dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Bauteil ausgerichtet sein. Insgesamt kann hierdurch eine kompakte Bauform und geringe Bauhöhe der elektrischen Verbindungsanordnung realisiert werden.
Das Brückenelement kann, wenn es ohne einen speziellen Längenausgleichsbereich ausgebildet ist, auch durch gewisse innere Elastizitäten seines Materials für den Ausgleich kleiner Kräfte oder Abstandsänderungen sorgen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die elektrische Verbindungsanordnung Begrenzungsmittel auf, die dazu eingerichtet sind, ein Herausspringen des Gegensteckkontakts aus einer endseitigen Aufnahmeposition der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen zu verhindern. Dies hat den Vorteil, dass ein unerwünschtes und insbesondere undefiniertes komplettes Herausspringen des Gegensteckkontakts aus dem Steckkontakt bei sehr großen Kräften oder Abstandsänderungen zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil verhindert werden kann. Damit wird ein unerwünschtes Lösen der elektrischen Verbindungsanordnung mit einem elektrischen Auftrennen vermieden. So kann z. B. der Steckkontakt Begrenzungsmittel aufweisen, die an einem oder an beiden Enden der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen angeordnet sind und die dazu eingerichtet sind, ein Herausspringen des Gegensteckkontakts aus einer endseitigen Aufnahmeposition der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen zu verhindern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Steckkontakt ein Rillenmuster auf, dessen Täler die Aufnahmepositionen für den Gegensteckkontakt bilden. Das Rillenmuster, das man auch als Riffelung bezeichnen könnte, kann unterschiedliche Oberflächenformen haben. Vorteilhaft ist insbesondere ein Muster mit einer wellenförmigen Oberfläche, weil hierbei scharfe Kanten vermieden werden und hierdurch ein übermäßiger Verschleiß des Gegensteckkontakts in Folge des Überspringens zwischen den Aufnahmepositionen vermieden wird. Die jeweilige Rille des Rillenmusters erstreckt sich dann in Steckrichtung, mit der der Gegensteckkontakt auf den Steckkontakt gesteckt wird. Das Aufstecken des Gegensteckkontakts auf den Steckkontakt erfolgt dann in Richtung der Rillen, d. h. etwa senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen. Die einzelnen Rillen können insbesondere parallel zueinander ausgerichtet sein.
Das Rillenmuster kann an einer Oberfläche des Steckkontakts oder z. B. an zwei gegenüberliegenden Oberflächen vorhanden sein. Im letztgenannten Fall kann das Rillenmuster insbesondere gleichphasig auf den gegenüberliegenden Seiten des Steckkontakts angeordnet sein, so dass sich an jeweils gleichen Stellen Erhebungen und Vertiefungen des Rillenmusters ergeben.
Bei einem senkrecht von der Leiterplatte abragenden Steckkontakt erstrecken die Rillen sich dann auch in einer Richtung senkrecht zur Leiterplatte.
Der Steckkontakt und der Gegensteckkontakt können in prinzipiell beliebiger Weise ausgebildet sein. Insbesondere können bekannte Arten von Steckkontakten und Gegensteckkontakten verwendet werden, wie z. B. Messer-/Gabelkontakte. Der Steckkontakt kann wahlweise als Messerkontakt oder Gabelkontakt ausgebildet sein, der Gegensteckkontakt ist dann jeweils als Gegenstück dazu ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Steckkontakt als Messerkontakt und der Gegensteckkontakt als Gabelkontakt ausgebildet. Hierdurch lassen sich verschiedene vorteilhafte, synergistische Effekte im Zusammenhang mit weiteren nachfolgend genannten Bauteilen der elektrischen Verbindungsanordnung realisieren, z. B. mit einem Brückenelementgehäuse, das als Gehäusebauteil für das Brückenelement vorgesehen ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die aus dem Gabelkontakt resultierende Kontaktkraft im Zusammenspiel mit dem Reibwert die Verschiebekraft beeinflusst, so dass einerseits hieran die Federeigenschaften angepasst werden können, z. B. derart, dass das Federelement hinsichtlich des Stromflusses und der sonstigen Stromeigenschaften optimiert werden kann. Andererseits beeinflusst die Kontaktkraft die Steckkraft, so dass für eine positiv verringerte Steckkraft bei gleichbleibender Verschiebekraft der Reibwert erhöht werden muss. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, dass sich mit der rillenförmigen Oberfläche des Steckkontakts ein erhöhter mechanischer Verschiebewiderstand ergibt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist auf das Brückenelement ein Brückenelementgehäuse aus Isolierstoff aufgerastet, in dem ein oder mehrere Brückenelemente nebeneinander angeordnet sind. Der Isolierstoff kann z. B. ein Kunststoff sein. Dementsprechend kann das Brückenelementgehäuse z. B. als Kunststoffspritzgussteil hergestellt sein. Das Brückenelementgehäuse hat den Vorteil, dass das Brückenelement manuell leichter mit dem ersten elektrischen Kontaktelement und/oder dem zweiten elektrischen Kontaktelement verbunden werden kann und ebenso leichter manuell davon wieder gelöst werden kann. Zudem wird ein direkter Hautkontakt mit einer elektrisch leitenden Oberfläche des Brückenelements vermieden, so dass auch unerwünschte Effekte, z. B. durch statische Aufladung eines Benutzers, vermieden werden können.
Zum Aufrasten des Brückenelementgehäuses auf das Brückenelement weist das Brückenelement in einer vorteilhaften Ausgestaltung Rastmittel auf, die direkt an dem Brückenelementgehäuse vorgesehen sein können, insbesondere einstückig an dem Brückenelementgehäuse ausgebildet sein können.
Soweit mehrere nebeneinander angeordnete elektrische Verbindungsanordnungen mit den genannten Brückenelementen hergestellt werden sollen, eignet sich das Brückenelementgehäuse außerdem sehr gut, die mehreren Brückenelemente in einem Brückenelementgehäuse aufzunehmen und nebeneinander anzuordnen. Dies vereinfacht die Handhabung für einen Benutzer besonders dann, wenn eine größere Anzahl von elektrischen Verbindungen mit solchen Brückenelementen hergestellt werden sollen. Durch das gemeinsame Brückenelementgehäuse können die mehreren Brückenelemente schneller und präziser auf die elektrischen Kontaktelemente gesteckt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Rastmittel zur Halterung des Brückenelementgehäuses an dem Brückenelement im Wirkungsbereich wenigstens eines als Gabelkontakt ausgebildeten Gegensteckkontakts des Brückenelements angeordnet, so dass durch Spreizung des Gegensteckkontakts im auf den Steckkontakt aufgesteckten Zustand die Haltewirkung der Rastmittel erhöht ist. Hierdurch wird die Befestigung des Brückenelementgehäuses an dem Brückenelement durch die Verrastung weiter verbessert. Hierdurch lassen sich bei geringen Montage- bzw. Steckkräften zugleich erhöhte Lösekräfte des Brückenelementgehäuses realisieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Brückenelementgehäuse ein Begrenzungsmittel zur Begrenzung der Längenausdehnung des Längenausgleichsbereichs des Brückenelements auf. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere durch mechanische Begrenzung die Längenausdehnung des Längenausdehnungsbereichs auf deren zulässigen Maximalwert bzw. Minimalwert begrenzt werden kann, d. h. die Streckung und Stauchung des Längenausgleichsbereichs kann nur bis zum einem vorgegebenen Grenzwert erfolgen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Brückenelement nur im spezifizierten Bereich betrieben wird und nicht spezifizierte, undefinierte Bereiche nicht auftreten können. Insbesondere kann eine Beschädigung des Brückenelements vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste elektrische Kontaktelement und/oder das zweite elektrische Kontaktelement wenigstens ein Leiterplattenverbindungsmittel auf, durch das das Kontaktelement für eine Oberflächenmontage (SMD = Surface Mounted Device) auf einer Leiterplatte eingerichtet ist. Das Leiterplattenverbindungsmittel kann z. B. in Form von einem oder mehreren SMD-Anschlussflächen ausgebildet sein, mit denen das erste bzw. das zweite elektrische Kontaktelement auf SMD-Lötpads einer Leiterplatte gelötet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste und/oder das zweite elektrische Kontaktelement zusammen mit einer Kontaktelementwanne an dem ersten elektrischen Bauteil bzw. dem zweiten elektrischen Bauteil befestigt, wobei die Kontaktelementwanne mittels einer Rastverbindung mit dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Kontaktelement verrastet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Montage des ersten bzw. des zweiten elektrischen Kontaktelements an dem ersten bzw. zweiten elektrischen Bauteil vereinfacht werden kann und insbesondere besser automatisiert erfolgen kann, z. B. durch einen Bestückungsautomaten. So kann z. B. die Kontaktelementwanne an einer dem ersten elektrischen Bauteil bzw. dem zweiten elektrischen Bauteil abgewandten Seite eine Ansaugfläche für eine Vakuumansaugung der Kontaktelementwanne aufweisen. Dann kann mittels der Vakuumansaugung zugleich auch das mit der Kontaktelementwanne verbundene erste bzw. zweite elektrische Kontaktelement an dem ersten bzw. zweiten elektrischen Bauteil fixiert werden, um dann endgültig z. B. mittels Verlötung an diesem befestigt zu werden. Die Kontaktelementwanne kann insbesondere zur Aufnahme mehrerer elektrischer Kontaktelemente nebeneinander ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Kontaktelementwanne Dome auf, welche beidseits eines Kontaktmessers des als Messerkontakt ausgebildeten ersten bzw. zweiten elektrischen Kontaktelements dessen Leiterplattenverbindungsmittel übergreifen. Das erste bzw. zweite elektrischen Kontaktelement kann zur Vereinfachung der Montage an der Leiterplatte zuvor mit einer Kontaktelementwanne zu einer Einheit verbunden werden, z. B. über eine Rast- oder Klemmverbindung zwischen diesen Bauteilen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Kontaktmesser des ersten bzw. des zweiten elektrischen Kontaktelements randseitig U-förmig von den Domen der Kontaktelementwanne umschlossen. Dies hat den Vorteil, dass eine bessere Führung der Kontaktmesser gewährleistet werden kann. Insbesondere wird ein Kippen der Kontaktmesser vermieden. Dies verbessert die automatisierte Montierbarkeit des ersten bzw. zweiten elektrischen Kontaktelements an dem ersten bzw. zweiten elektrischen Bauteil weiter.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in der Seitenwand des Brückenelementgehäuses und in den seitlichen Wandungen der Kontaktelementwanne jeweils längliche Ausnehmungen vorgesehen, in welche an dem jeweils anderen Element angeordnete Rastnasen eingreifen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Begrenzung des Überspringens des Gegensteckkontakts in dem Steckkontakt über eine endseitige Aufnahmeposition hinaus durch einen zwischen Kontaktelementwanne und Brückenelementgehäuse vorgesehenen Anschlag verhindert. Hierdurch werden zugleich Begrenzungsmittel gebildet, die dazu eingerichtet sind, ein Herausspringen des Gegensteckkontakts aus einer endseitigen Aufnahmeposition der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen zu verhindern. Somit wird ein Herausziehen des ersten elektrischen Bauteils bzw. des zweiten elektrischen Bauteils aus der Steckverbindung in Richtung der Erstreckungsrichtung der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen verhindert.
Insbesondere kann das Brückenelementgehäuse z. B. in Erstreckungsrichtung und/oder seitlich Führungsnasen aufweisen, deren Überstand gegenüber der Gehäusewand in Erstreckungsrichtung ein Maß für die maximal zulässige Dehnung des Längenausgleichsbereichs vorgibt. Hierdurch kann z. B. der Anschlag zwischen der Kontaktelementwanne und dem Brückenelementgehäuse gebildet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine zusätzliche Verrastung bzw. Verbindung zwischen dem Brückenelementgehäuse und der Kontaktelementwanne gebildet wird. Hierdurch kann eine Kippbewegung der beiden Bauteile gegeneinander unterbunden werden, da zwei in Erstreckungsrichtung beabstandete Verbindungspunkte der Bauteile geschaffen sind.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Brückenelement einer elektrischen Verbindungsanordnung der zuvor beschriebenen Art, wobei das Brückenelement wenigstens einen Steckkontakt und/oder Gegensteckkontakt aufweist.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein als erstes oder zweites elektrisches Kontaktelement ausgebildetes Kontaktelement einer elektrischen Verbindungsanordnung der zuvor beschriebenen Art, wobei das Kontaktelement wenigstens einen Steckkontakt oder Gegensteckkontakt aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 – eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform und
2 – eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform und
3 – eine Draufsicht auf die Verbindungsanordnung gemäß 2 mit einer Detaildarstellung und
4: – eine elektrische Verbindungsanordnung in einer dritten Ausführungsform und
5: – eine elektrische Verbindungsanordnung in einer vierten Ausführungsform und
6 – die elektrische Verbindungsanordnung gemäß 5 in einer isometrischen Darstellung und
7 und 8 – Schnitte durch die Verbindungsanordnung gemäß 6 entlang der dort dargestellten Ebenen.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
Anhand der 1 sei zunächst eine elektrische Verbindungsanordnung mit einem symmetrisch ausgebildeten Brückenelement erläutert. Die 1 zeigt die elektrische Verbindungsanordnung in einer Seitenansicht. Die dargestellte elektrische Verbindungsanordnung dient zum elektrischen Verbinden eines ersten elektrischen Bauteils 1 mit einem zweiten elektrischen Bauteil 2, z. B. zum Verbinden zweier Leiterplatten 1, 2. Die elektrische Verbindungsanordnung weist in diesem Fall ein erstes elektrisches Kontaktelement 10, ein zweites elektrisches Kontaktelement 20 und ein Brückenelement 30 auf, das das erste elektrische Kontaktelement 10 mit dem zweiten elektrischen Kontaktelement 20 elektrisch und mechanisch verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste und das zweite elektrische Kontaktelement 10, 20 in Form von auf einer Leiterplattenoberfläche befestigbaren Messerkontakten ausgebildet. Das erste und das zweite elektrische Kontaktelement 10, 20 weisen jeweils ein Kontaktmesser 11, 21 mit einer Vielzahl von Aufnahmepositionen 12 für einen Gegensteckkontakt auf, sowie Kontaktfüße 13, 23, die zur Oberflächenmontage auf Lötpads der jeweiligen Leiterplatte 1, 2 ausgebildet sind. Die Vielzahl der Aufnahmepositionen 12, 22 ist in einer Reihe längs des jeweiligen Kontaktmessers 11, 21 daran vorgesehen, d. h. in Richtung einer Längserstreckung L eines jeweiligen Kontaktmessers 11, 21. Die Kontaktmesser 11, 21 mit den jeweiligen Aufnahmepositionen 12, 22 bilden damit einen jeweiligen Steckkontakt zur Aufnahme eines jeweiligen Gegensteckkontakts 31, 32. Die Gegensteckkontakte 31, 32 sind in Form von Gabelkontakten endseitig an dem Brückenelement 30 angeordnet. Das Brückenelement 30 weist seine größte Längenausdehnung ebenfalls in der Richtung L auf. In dieser Richtung erstreckt sich etwa in der Mitte des Brückenelements 30 ein Längenausgleichsbereich 33, der zum Beispiel die dargestellte Mäanderform aufweisen kann. Hierdurch ist das Brückenelement 30 in Richtung L leichter verformbar und elastisch federnd ausgebildet und kann insbesondere leichte Abstandsänderungen zwischen den Leiterplatten 1, 2, an denen das erste bzw. das zweite elektrische Kontaktelement 10, 20 starr befestigt ist, ausgleichen.
Die jeweiligen Gabelkontakte 31, 32 können zur Erzeugung einer ausreichenden Federwirkung der Steckverbindung hinsichtlich des aufgegabelten Bereichs bis in die horizontalen Abschnitte 34, 35 des Brückenelements 30 fortgesetzt sein, wie z. B. in der 2 erkennbar ist.
Die Reihenanordnung der Aufnahmepositionen 12, 22 an dem jeweiligen Kontaktmesser 11, 21 kann z. B. die 1 bereits erkennbare und anhand der 2 und 3 weiter im Detail wiedergegebene Wellenform aufweisen.
Die 2 zeigt in einer isometrischen Darstellung drei der anhand der 1 erläuterten elektrischen Verbindungsanordnungen, die nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise können z. B. drei voneinander getrennte elektrische Verbindungen zwischen den Leiterplatten 1, 2 hergestellt werden, z. B. zur Übertragung dreier unterschiedlicher elektrischer Signale. Die drei elektrischen Verbindungsanordnungen können auch parallel geschaltet sein, z. B. um größere Ströme übertragen zu können. Erkennbar ist insbesondere die gerillte bzw. geriffelte Struktur der Kontaktmesser 11, 21 der elektrischen Kontaktelemente 10, 20. Die als Gegensteckkontakt dienenden Gabelkontakte 31, 32 können bei entsprechend großer in Erstreckungsrichtung L der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen wirkender Kraft von einer Aufnahmeposition 12, 22 zu einer anderen Aufnahmeposition springen und damit einen Längenausgleich bei einer Abstandsänderung zwischen den Leiterplatten 1, 2 im größeren Maßstab realisieren als dies durch die federnde Wirkung des Längenausgleichsbereichs 33 des Brückenelements 30 vorgesehen ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass für das Aufstecken des Brückenelements bzw. der mehreren Brückenelemente keine exakte Positionierung der Leiterplatten durchgeführt werden muss. Aufgrund der zur Verfügung stehenden Vielzahl von Aufnahmepositionen an dem Steckkontakt findet der Gegensteckkontakt bei zumindest ungefährer Positionierung der Leiterplatten immer eine Aufnahmeposition als Kontaktstelle, um die Steckverbindung herzustellen.
Statt der beschriebenen drei nebeneinander angeordneten elektrischen Verbindungsanordnungen können auch zwei oder mehr als drei elektrische Verbindungsanordnungen nebeneinander angeordnet werden.
Die 3 zeigt die dreifache elektrische Verbindungsanordnung gemäß 2 in einer Draufsicht. Hierbei ist beispielhaft ein erstes elektrisches Kontaktelement 10 mit einem darauf gesetzten Gegensteckkontakt 31 in dem oval umgrenzten Bereich der 3 vergrößert dargestellt. Erkennbar ist, dass einander gegenüberliegende Kontaktabschnitte 31a, 31b des Gabelkontakts 31 in Folge der Federwirkung des Gabelkontakts in einer Vertiefung 15 der Rillenstruktur des Kontaktmessers 11 formschlüssig gehalten sind und in Folge der Federkraft des Gabelkontakts dort fixiert sind. Die Rillenstruktur weist mehrere in einer Reihe in Richtung L hintereinander angeordnete Erhebungen 18, 19 sowie Vertiefungen 15, 16, 17 auf, die einander gegenüberliegend sind. Die Vertiefungen 15, 16, 17 sowie weitere in den übrigen Zeichnungen erkennbare Vertiefungen bilden die Aufnahmepositionen für den Gegensteckkontakt, d. h. den Gabelkontakt 31, 32.
Die zuvor anhand der 1 bis 3 erläuterte symmetrische Ausführung des Brückenelements ist eine von mehreren möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsanordnung. Die 4 zeigt eine andere Ausführungsform, in der ein Brückenelement 40 unsymmetrisch ausgebildet ist. Die in 4 gezeigte Ausführungsform sowie weitere noch erläuterte Ausführungsformen können z. B. zum Anschluss von elektrischen Leitern (Kabeln) an eine elektrische Leiterplatte verwendet werden.
In der 4 sind zunächst wiederum drei Kontaktelemente 10 erkennbar, die in gleicher Weise wie die zuvor erläuterten ersten elektrischen Kontaktelemente ausgebildet sind und gemäß 4 ebenfalls als erstes elektrisches Kontaktelement eingesetzt werden. Das erste elektrische Kontaktelement 10 weist wiederum einen Steckkontakt 11 in Form des Messerkontakts auf, mit der zuvor bereits erläuterten Reihenanordnung von Aufnahmepositionen 12 für einen Gegensteckkontakt. Als Gegensteckkontakt ist an dem jeweiligen Brückenelement 40, von dem wiederum drei nebeneinander dargestellt sind, jeweils ein Gabelkontakt 41 vorgesehen. Der Gabelkontakt 41 kann gleich oder ähnlich wie die zuvor anhand der 1 bis 3 erläuterten Gabelkontakte ausgebildet sein. Der Gabelkontakt 41 wird wiederum von oben auf das Kontaktmesser 11 aufgesteckt.
Die Brückenelemente 40 weisen auf ihrer vom Gabelkontakt 41 abgewandten Seite einen anders ausgebildeten Kontakt auf. Denkbar sind alle möglichen Arten von Kontakten, wie Steckkontakte, Schraubkontakte oder Klemmkontakte. Anhand der 4 sei eine Ausführungsform mit einem Federklemmkontakt beschrieben. Der Federklemmkontakt weist eine Klemmfeder 43 auf, die eine Federkraft gegen ein Klemmwiderlager 44 des Brückenelements 40 ausübt. Das Brückenelement 40 weist angrenzend an das Klemmwiderlager 44 eine Öffnung 45 auf, in die ein elektrischer Leiter eingesteckt werden kann, der dann mittels der Klemmfeder 43 in der Öffnung 45 gegen das Klemmwiderlager 44 geklemmt und damit fixiert werden kann.
Die in der 4 ohne irgendeine Umhüllung dargestellten Brückenelemente 40 sind dazu eingerichtet, in ein gemeinsames Brückenelementgehäuse 60 eingesetzt zu werden, das z. B. aus einem Isolierstoff (Kunststoff) bestehen kann. Die Brückenelemente 40 können z. B. durch eine an dein jeweiligen Brückenelement 40 ausgebildete Rastnase 46 an dem Brückenelementgehäuse 60 mechanisch fixiert werden, in dem die Rastnasen 46 in Rastaussparungen 65 des Brückenelementgehäuses 60 eingreifen. In die Federklemmkontakte 43, 44, 45 des jeweiligen Brückenelements 40 können, wenn die Brückenelemente 40 in dem Brückenelementgehäuse 60 angeordnet sind, elektrische Leiter durch Leitereinführungsöffnungen 61 des Brückenelementgehäuses 60 eingeführt werden, wie in 4 durch die Pfeile 63 angedeutet. Um die Federklemmkontakte bei Bedarf wieder zu öffnen, weist das Brückenelementgehäuse 60 außerdem jeweilige Einführschlitze 62 für ein Betätigungswerkzeug, z. B. einen Schraubendreher, auf. Durch den jeweiligen Einführschlitz 62 kann für jeden Federklemmkontakt separat manuell die Klemmkraft aufgehoben werden, so dass ein zuvor geklemmter elektrischer Leiter wieder entnommen werden kann.
Die ersten elektrischen Kontaktelemente 10 gemäß 4 sind in der hier dargestellten Ausführungsform zusätzlich von einer Kontaktelementwanne 50 aufgenommen, die die Kontaktelemente 10 weitestgehend umgibt und gegenüber der Umgebung schützt und isoliert. Die Kontaktelementwanne 50 dient zudem als Hilfsmittel für die Leiterplattenmontage der Kontaktelemente 10, in dem diese vor der Befestigung auf der Leiterplatte an der Kontaktelementwanne 50 befestigt werden, z. B. indem sie von der Unterseite der Kontaktelementwanne 50 in diese eingeführt werden und an vorbestimmten Haltemitteln der Kontaktelementwanne eingeklemmt oder eingerastet werden. Die Montage der Kontaktelemente 10 auf der Leiterplatte kann dann in einer vereinfachten Weise erfolgen, da nicht jedes einzelne Kontaktelement 10 auf die Leiterplatte einzeln aufgesetzt und ausgerichtet werden muss. Stattdessen können z. B. die drei dargestellten Kontaktelemente 10 zusammen mit der sie aufnehmenden Kontaktelementwanne 50 gemeinsam auf einer Leiterplatte platziert und dann damit verlötet werden. Zur Aufnahme und Justierung der Kontaktelemente 10 weist die Kontaktelementwanne 50 an den jeweiligen Endseiten der Kontaktelemente 10 Dome 51 auf, die einerseits die Kontaktelemente 10 in vertikaler Richtung führen und gegen ein Verkippen sichern, indem die Schmalseiten der Kontaktmesser 11 jeweils von in den Domen 51 gebildeten Vertikalnuten U-förmig umgriffen sind. Zusätzlich können die Dome 51 durch eine U-förmige Ausbildung ihres unteren Bereichs den jeweiligen Kontaktfuß 13 eines Kontaktelements 10 aufnehmen und halten. Die Dome 51 der Kontaktelementwanne wirken übermäßigen mechanischen Belastungen SMD-Lötverbindung der Kontaktelemente 10 entgegen.
Die Kontaktelementwanne 50 weist außerdem an ihren beiden Seitenwänden schlitzartige Fensterausnehmungen 52 auf. Diese wirken zusammen mit an Halterungsmitteln 66 des Brückenelementgehäuses 60 vorgesehenen Rastnasen 67. Die Rastnasen 67 bewirken eine mechanische Fixierung des Brückenelementgehäuses 60 in der Kontaktelementwanne 50 derart, dass das Brückenelementgehäuse 60 sich nicht von der Kontaktelementwanne 50 in vertikaler Richtung lösen kann.
Die 5 zeigt in einer Seitenansicht in Schnittdarstellung wiederum eine elektrische Verbindungsanordnung mit einer symmetrischen Ausführung eines Brückenelements 30, wobei die elektrische Verbindungsanordnung derjenigen der 1 entspricht. Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Elementen weisen das erste elektrische Kontaktelement 10 sowie das zweite elektrische Kontaktelement 20 eine jeweilige Kontaktelementwanne 50, 70 auf. Die Kontaktelementwannen 50, 70 weisen die zuvor anhand der 4 erläuterten Merkmale auf. Erkennbar sind insbesondere die endseitig auf beiden Seiten der Kontaktelemente 10, 20 vorgesehenen Dome 51, 53, 71, 73 der Kontaktelementwannen 50, 70, die die Kontaktelemente 10, 20 stützen und auf den jeweiligen Kontaktfüßen 13, 23 der Kontaktelemente 10, 20 ruhen.
Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Elementen ist ein auf das Brückenelement 30 aufgerastetes Brückenelementgehäuse 80 vorgesehen. Das Brückenelementgehäuse 80 weist Rastnasen 81, 82, 83 auf, die das Brückenelement 30 in den Abschnitten 34, 35 sowie im mittleren Bereich des Längenausgleichsbereichs 33 von beiden Seiten untergreifen und damit das Brückenelement 30 in dem Brückenelementgehäuse 80 fixieren. Die Fixierung ist jedoch nicht völlig starr, sondern weist gewisse Freiheitsgrade auf. In Längsrichtung des Brückenelements 30, d. h. in Richtung L gemäß 1, kann das Brückenelement 30 innerhalb des Brückenelementgehäuses 80 gewisse Bewegungen ausführen. Insbesondere ist der gewünschte Längenausgleich durch den Längenausgleichsbereich 33 sichergestellt. Die mittigen Rastnasen 82 sorgen zusammen mit abgeschrägten Wandbereichen 92, 93 dafür, dass das Brückenelement 30 innerhalb des Brückenelementgehäuses 80 immer zentriert ist, d. h. der mittlere Mäanderbogen des Längenausgleichsbereichs 30 wandert beim Längenausgleich nicht nach links oder rechts. Vorteilhaft weist das Brückenelementgehäuse 80 Begrenzungsvorsprünge 84, 85 auf, die die Längenausgleichsbewegung des Längenausgleichsbereichs 30 auf einen vorgegebenen Minimalwert und einen vorgegebenen Maximalwert begrenzen.
Die 6 zeigt die Anordnung aus 5 in einer isometrischen Darstellung. Erkennbar sind wiederum die Kontaktelementwannen 50, 70 mit den darin angeordneten elektrischen Kontaktelementen 10, 20 sowie das Brückenelementgehäuse 80. In dem Brückenelementgehäuse 80 sind nebeneinander drei der anhand der 5 dargestellten Brückenelemente 30 angeordnet. Das Brückenelementgehäuse 80 weist seitlich angeordnete Rastnasen 87 auf, mit denen es an den Kontaktelementwannen 50 durch Verrastung fixiert werden kann. Die Rastnasen 87 greifen dann in die seitlichen fensterartigen Ausnehmungen 52, 72 der Kontaktelementwannen 50, 70 ein. Infolge der längsschlitzartigen Form der Ausnehmungen 52, 72 können bei einer Änderung des Abstands zwischen den Leiterplatten 1, 2 die Rastnasen 87 in den Ausnehmungen 52, 72 jeweilige Längsbewegungen mitmachen, die notwendig sind, damit das gewünschte Überspringen der Gegensteckkontakte an den Steckkontakten von einer Aufnahmeposition zu einer anderen Aufnahmeposition ermöglicht ist.
Wie ferner erkennbar ist, weist das Brückenelementgehäuse 80 ebenfalls seitliche fensterartige Ausnehmungen 86 in Schlitzform auf. In Längsrichtung L des Brückenelementgehäuses 80 nach außen hervorstehende Führungsnasen 89, die an dem Brückenelementgehäuse 80 angeformt sind, können in entsprechende Aussparungen 74 der Kontaktelementwanne 70 bzw. vergleichbare Aussparungen der anderen Kontaktelementwanne 50 eingreifen. In entsprechender Weise sind an dem Brückenelementgehäuse 80 außerdem nach innen hervorstehende Führungsnasen 91 angeformt, die in entsprechende Aussparungen 56 der Kontaktelementwanne 50 bzw. vergleichbare Aussparungen der anderen Kontaktelementwanne 70 eingreifen können. Die Führungsnasen 89, 91 sind eine reine Montageführung. Die Führungsnasen 89 stellen eine minimal mögliche Verschiebebewegung des Brückenelementgehäuses 80 gegenüber den stirnseitigen Wänden der Kontaktelementwannen 50, 70 auch in der Situation sicher, in welcher sich die Leiterplatten 1, 2 und damit deren Kontaktelemente 10, 20 in einem minimalen Abstand zueinander befinden, so dass der gewünschte Längenausgleich durch das Überspringen der Gegensteckkontakte in eine andere Aufnahmeposition in jeder Situation möglich ist. Die Führungsnasen 91 haben die gleiche Funktion, jedoch für den Fall, dass sich die Leiterplatten 1, 2 und damit deren Kontaktelemente 10, 20 in einem maximalen Abstand zueinander befinden. In der Einbausituation, d. h. im Betrieb, ist die Montageführung aufgehoben. Verringert sich jedoch der Abstand zwischen den Leiterplatten 1, 2, können die Führungsnasen 89 in die Ausnehmungen 74 bzw. die Führungsnasen 91 in die Ausnehmungen 56 eintauchen.
Durch die Führungsnasen 89 ist insbesondere bei einem engen Abstand zwischen den Leiterplatten 1, 2 sichergestellt, dass das Brückenelementgehäuse 80 symmetrisch aufgesetzt wird und die Gegensteckkontakte der Brückenelemente 30 zumindest in eine Aufnahmeposition der Steckkontakte gesteckt werden, gegebenenfalls in die jeweils äußerste Aufnahmeposition. Sofern dies aufgrund zu geringen Abstands der Leiterplatten voneinander nicht möglich ist, verhindern die Führungsnasen 89, dass eine dann nicht sachgemäße Montage des Brückenelementgehäuses 80 mit den darin angeordneten Brückenelementen 30 erfolgen kann. Das gleiche gilt für die Führungsnasen 91 im Falle eines großen Abstands zwischen den Leiterplatten 1, 2.
Anhand der 7 und 8 wird der innere Aufbau sowie das Zusammenwirken der Anordnung gemäß 6 näher erläutert. Die 7 und 8 gehen zur Vereinfachung allerdings von einer Anordnung mit nur zwei nebeneinander angeordneten elektrischen Verbindungsanordnungen und entsprechend nur zwei nebeneinander in dem Brückenelementgehäuse 80 angeordneten Brückenelementen 30 aus.
Die 7 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 6 bei in die Kontaktelementwannen 70, 50 eingestecktem Brückenelementgehäuse 80, wobei der Schnitt im Bereich der Kontaktelementwanne 70 in eine Ebene durch die nach innen gewandten Rastnasen 83 des Brückenelementgehäuses 80, die die Brückenelemente 30 halten, gelegt ist. Die 8 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 6, wobei der Schnitt in eine Ebene durch die Rastnasen 87 des Brückenelementgehäuses 80 gelegt ist, wobei in der 8 eine entgegengesetzte Blickrichtung im Vergleich zu der 7 eingenommen wird.
Die 7 und 8 verdeutlichen, wie das Brückenelementgehäuse 80 mit den seitlichen Wänden der Kontaktelementwanne 70 über die nach außen gewandten Rastnasen 87 verrastet ist. Die Rastnasen 87 befinden sich im Bereich der schlitzartigen Fensterausnehmung 72 und hintergreifen eine untere Kante des Materials der Kontaktelementwanne 70.
Erkennbar sind in der 7 außerdem die nach innen gewandten Rastnasen 83 des Brückenelementgehäuses 80, die zum Halten der jeweiligen Brückenelemente 30 dienen. Innerhalb des Brückenelementgehäuses 80 sind zusätzlich sich ins Innere des Brückenelementgehäuses 80 erstreckende Stege 88 vorgesehen, die weitere Rastmittel 90 zum Halten des jeweiligen Brückenelements 30 aufweisen, so dass das jeweilige Brückenelement 30 von zwei Seiten durch Rastmittel 83, 90 gehalten ist.
Erkennbar ist in den 7 und 8 ferner, dass die Kontaktelementwanne 70 an der Oberseite eine Ansaugfläche 75 aufweist, mittels der eine Positionierung der Kontaktelementwanne 70 auf der Leiterplatte 2 mittels Vakuum erfolgen kann, um eine sichere automatisierte Montage der Kontaktelementwanne 70 mit den daran angeordneten Kontaktelementen 20 zu ermöglichen.
Die 8 zeigt insbesondere die Ausbildung der Dome 71 der Kontaktelementwanne 70. Die Dome 71 umschließen etwa U-förmig den jeweiligen Kontaktfuß 23 eines Kontaktelements 20.
Wie erkennbar ist, ist eine Überlappung zwischen dem Gabelkontakt 32 und den Rastnasen 83, 90 des Brückenelementgehäuses 80 vorgesehen, wenn dieses zusammen mit den Brückenelementen 30 auf die Kontaktelemente 20 bzw. die Kontaktelementwanne 70 gesteckt ist. Durch die Aufweitung des Gabelkontakts 32 im auf das Kontaktmesser 21 aufgesteckten Zustand werden die aufgeweiteten Teilen des Brückenelements 30 noch tiefer von den Rastnasen 83, 90 untergriffen, so dass der Verrastungseffekt zwischen dem Brückenelement 30 und den Rastnasen 83, 90 noch verstärkt wird. Hierdurch wird das jeweilige Brückenelement 30 noch sicherer in dem jeweiligen Brückenelementgehäuse 80 gehalten und kann beim Lösen der Steckverbindung nicht unbeabsichtigt aus dem Brückenelementgehäuse 30 herausgezogen werden.

Claims

Elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung eines ersten elektrischen Bauteils (1) mit einem zweiten elektrischen Bauteil (2), wobei die elektrische Verbindungsanordnung wenigstens ein an dem ersten elektrischen Bauteil (1) befestigtes und damit elektrisch verbundenes erstes elektrisches Kontaktelement (10) und wenigstens ein elektrisch leitendes Brückenelement (30, 40) aufweist, das mit dem ersten elektrischen Kontaktelement (10) und dem zweiten elektrischen Bauteil (2) elektrisch und mechanisch verbindbar oder verbunden ist und, wenn es damit verbunden ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil (1, 2) herstellt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem ersten elektrischen Kontaktelement (10) und dem Brückenelement (30, 40) als steckbare elektrische Verbindung ausgebildet ist, die wenigstens einen Steckkontakt (11) und wenigstens einen dem Steckkontakt (11) als Gegenstück zugeordneten Gegensteckkontakt (31, 41) aufweist, wobei der Steckkontakt (11) mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen (12) für den Gegensteckkontakt (31, 41) aufweist und der Gegensteckkontakt (31, 41) dazu eingerichtet ist, im mit dem Steckkontakt (11) verbundenen Zustand bei einer in Erstreckungsrichtung (L) der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen (12) zwischen dem Steckkontakt (11) und dem Gegensteckkontakt (31, 41) wirkenden Kraft von einer Aufnahmeposition (12) zu einer anderen Aufnahmeposition (12) springen zu können.
Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsanordnung zusätzlich wenigstens ein an dem zweiten elektrischen Bauteil (2) befestigtes und damit elektrisch verbundenes zweites elektrisches Kontaktelement (20) aufweist, das Brückenelement (30) mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktelement (10, 20) elektrisch und mechanisch verbindbar oder verbunden ist und, wenn es damit verbunden ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Bauteil (1, 2) herstellt, wobei die Verbindungsstelle zwischen dem zweiten elektrischen Kontaktelement (20) und dem Brückenelement (30) als steckbare elektrische Verbindung ausgebildet ist, die wenigstens einen Steckkontakt (21) und wenigstens einen dem Steckkontakt (21) als Gegenstück zugeordneten Gegensteckkontakt (32) aufweist, wobei der Steckkontakt (21) mehrere hintereinander in einer Reihe angeordnete Aufnahmepositionen (22) für den Gegensteckkontakt (32) aufweist und der Gegensteckkontakt (32) dazu eingerichtet ist, im mit dem Steckkontakt (21) verbundenen Zustand bei einer in Erstreckungsrichtung (L) der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen (22) zwischen dem Steckkontakt (21) und Gegensteckkontakt (32) wirkenden Kraft von einer Aufnahmeposition (22) zu einer anderen Aufnahmeposition (22) springen zu können.
Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steckrichtung zum Zusammenstecken des Steckkontakts (11, 21) mit dem Gegensteckkontakt (31, 32, 41) im Wesentlichen rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung (L) der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen (12, 22) erstreckt.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (30, 40) wenigstens einen elastisch federnde oder plastischen Längenausgleichsbereich (33) aufweist, durch den in Erstreckungsrichtung (L) der Reihenanordnung der Aufnahmepositionen (12, 22) vom Brückenelement (30, 40) wirkende Kräfte durch eine Längenänderung des Brückenelements (30, 40) kompensierbar sind.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt (11, 21) ein Rillenmuster aufweist, deren Täler (15, 16, 17) die Aufnahmepositionen (12, 22) für den Gegensteckkontakt (31, 32, 41) bilden, insbesondere ein Muster mit einer wellenförmigen Oberfläche.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt (11, 21) als Messerkontakt und der Gegensteckkontakt (31, 32, 41) als Gabelkontakt ausgebildet ist.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Brückenelement (30, 40) ein Brückenelementgehäuse (60, 80) aus Isolierstoff aufgerastet ist, in dem ein oder mehrere Brückenelemente (30, 40) nebeneinander angeordnet sind.
Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Rastmittel (81, 83, 90) zur Halterung des Brückenelementgehäuses (60, 80) an dem Brückenelement (30, 40) im Wirkungsbereich wenigstens eines als Gabelkontakt ausgebildeten Gegensteckkontakts (31, 32, 41) des Brückenelements (30, 40) angeordnet sind, so dass durch Spreizung des Gegensteckkontakts (31, 32, 41) im auf den Steckkontakt (11, 21) aufgesteckten Zustand die Haltewirkung der Rastmittel (81, 83, 90) erhöht ist.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelementgehäuse (60, 80) ein Begrenzungsmittel (84, 85) zur Begrenzung der Längenausdehnung des Längenausdehnungsbereichs (33) des Brückenelements (30, 40) aufweist.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite elektrische Kontaktelement (10, 20) zusammen mit einer Kontaktelementwanne (50, 70) an dem ersten elektrischen Bauteil (1) bzw. dem zweiten elektrischen Bauteil (2) befestigt ist, wobei die Kontaktelementwanne (50, 70) über Rastmittel mit dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Kontaktelement (10, 20) verrastet ist.
Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktmesser (11, 21) des ersten bzw. des zweiten elektrischen Kontaktelements (10, 20) randseitig U-förmig von Domen (51, 53, 71, 73) der Kontaktelementwanne (50, 70) umschlossen ist.
Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand des Brückenelementgehäuses (60, 80) und in den seitlichen Wandungen der Kontaktelementwanne (50, 70) jeweils längliche Ausnehmungen (52, 72, 86) vorgesehen sind, in welche an dem jeweils anderen Element angeordnete Rastnasen (87) eingreifen.
Brückenelement einer elektrischen Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brückenelement (30, 40) wenigstens einen Steckkontakt (11, 21) und/oder Gegensteckkontakt (31, 32, 41) aufweist.
Als erstes oder zweites elektrisches Kontaktelement ausgebildetes Kontaktelement einer elektrischen Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kontaktelement (10, 20) wenigstens einen Steckkontakt (11, 21) und/oder Gegensteckkontakt (31, 32, 41) aufweist.