-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Montage einer Steckerverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
-
Steckverbindungen dienen zur Herstellung und zum Lösen von Verbindungen von Leitungen, bevorzugt elektrischen Leitungen. Die Herstellung von Steckverbindungen zwischen Leiterplatten und Stecker bzw. Steckergehäuse erfolgt in der Regel über ein Verlöten der am Stecker bzw. Steckergehäuse angeordneten Kontaktpins. Zur mechanischen Stabilisierung und Befestigung der Kontaktpins wird die aus Stecker und Leiterplatte bestehende Baugruppe nach Verlöten des Steckers bzw. Steckergehäuses an der Leiterplatte in ein Umspritzwerkeug eingebracht. Das Werkzeug wird geschlossen und ein Bereich des Steckers bzw. Steckergehäuses, in dem sich die Kontaktpins befinden, wird mit einem geeigneten Material umspritzt. Ein solches Material kann beispielsweise ein Duroplast sein. Aufgrund der Kräfte, die beim Schließen des Werkzeugs auf die Baugruppe wirken und die Toleranzen der einzelnen Bauteile selbst, werden die Lötstellen mechanisch belastet, was zu elektrischen Ausfällen durch Lockerung, Ablösen oder Beschädigen der Kontaktpins führen kann.
-
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Steckergehäuse und ein Verfahren zur Montage einer Steckerverbindung bereitzustellen, durch welche eine verbesserte Qualität erzielt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Steckergehäuse mit zumindest einem darin angeordneten Kontaktpin, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Kontaktpins derart beweglich in dem Steckergehäuse angeordnet sind, dass sie in einem ersten Zustand in dem Steckergehäuse derart gebildet und angeordnet sind, dass sie sich an einem Ende innerhalb des Steckergehäuses in einer Anfangsposition befinden, und an einem nach außerhalb des Steckergehäuses weisenden Ende davon eine Auflageschulter aufweisen, die derart aus der Unterseite des Steckergehäuses herausragt, dass sie einen Überstand zum Steckergehäuse bildet.
-
Durch den durch die Auflageschulter definierten Überstand können die aus der Unterseite des Steckergehäuses herausragenden Kontaktpins bei der Montage mit sehr geringer Belastung der Lötstellen verlötet werden. Aufgrund des Überstands haben Bauteiltoleranzen des Steckergehäuses wenig oder keinen Einfluss auf die Lötstellen, d.h. diese erfahren eine geringere mechanische Belastung. Damit werden eine höhere Qualität und geringere Ausfallwahrscheinlichkeiten erzielt. Als erster Zustand ist dabei der Zustand definiert, in dem der Stecker bereitgestellt bzw. geliefert wird, also der Zustand vor der Montage auf einem weiteren Bauteil, z.B. einem Verbindungsmittel wie einer Leiterplatte.
-
In einer Ausgestaltung schließt die Auflageschulter der Kontaktpins in einem zweiten Zustand mit der Unterseite des Steckergehäuses bündig ab und die Kontaktpins befinden sich in einer Endposition in dem Steckergehäuse.
-
Durch die bewegliche Anbringung der Kontaktpins im Inneren des Steckergehäuses können nach Kontaktieren bzw. Verlöten der Kontaktpins diese in eine Endposition im Stecker gebracht werden und das Gehäuse auf dem damit verbundenen Bauteil bündig angeordnet werden, ohne dabei die Lötstellen bzw. diese deutlich geringer als bei anderen Verfahren zu belasten. Dieser Zustand ist als zweiter Zustand definiert.
-
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auflageschulter derart an dem Ende der Kontaktpins angeordnet, dass ein Teil davon bei der Montage des Steckergehäuses auf einem Verbindungsmittel durch das Verbindungsmittel durchtaucht und wobei die Auflageschulter derart aus der Unterseite des Steckergehäuses herausragt, dass die Unterseite des Steckergehäuses einen Überstand zum Verbindungsmittel nach dem Durchtauchen der Kontaktpins aufweist. Bevorzugt ist das Verbindungsmittel als Leiterplatte ausgebildet.
-
Die Auflageschulter dient als Anschlag bei der Montage des Steckergehäuses auf einem Verbindungsmittel wie einer Leiterplatte, wobei sie derart angeordnet ist, dass die Kontaktpins trotzdem durch die Leiterplatte zur Kontaktierung durchtauchen können.
-
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Bereich des Steckergehäuses umspritzt, so dass zumindest die Kontaktpins in dem Steckergehäuse darin fixiert sind.
-
Das Umspritzen erzielt eine Fixierung der Kontaktpins auch im Inneren des Steckergehäuses und bietet einen Schutz vor äußeren Einflüssen.
-
Vorgesehen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung des Weiteren ein Verfahren zur Montage einer Steckverbindung, umfassend die folgenden Schritte. Schritt S1: Montieren eines Steckergehäuses mit einem oder mehreren darin angeordneten Kontaktpins auf einem Verbindungsmittel, wobei die Kontaktpins mit ihrem in dem Steckergehäuse angeordneten Ende in einer Anfangsposition angeordnet sind und mit ihrem zum Verbindungsmittel gewandten Ende aus dem Steckergehäuse zur Montage auf dem Verbindungsmittel herausragen und eine Auflageschulter aufweisen. Die Auflageschulter ist derart angeordnet, dass die zum Verbindungsmittel gewandten Enden der Kontaktpins durch das Verbindungsmittel zur Befestigung damit durchtauchen können und die Auflageschulter bei der Montage der Kontaktpins auf dem Verbindungsmittel aufliegt, so dass dadurch ein Überstand zwischen Steckergehäuse und Verbindungsmittel entsteht. Schritt S2: Befestigen der Enden der Kontaktpins an dem Verbindungsmittel. Schritt S3: Schieben des Steckergehäuses in Richtung des Verbindungsmittels, so dass die Kontaktpins in eine Endposition in dem Steckergehäuse gebracht werden und dadurch der Überstand überwunden wird. Schritt S4: Umspritzen eines vorgegebenen Bereichs des Steckergehäuses und der Verbindungsmittels.
-
In einer Ausgestaltung erfolgt zwischen Schritt S3 und S4 ein Schritt S34, wobei im Schritt S34 das Steckergehäuse auf dem Verbindungsmittel befestigt wird.
-
In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt zwischen Schritt S2 und S3 ein Schritt S23, wobei im Schritt S23 das Steckergehäuse mit dem Verbindungsmittel in ein Umspritzwerkzeug eingebracht wird und das Zusammenschieben in Schritt S3 durch das Umspritzwerkzeug erfolgt. Bevorzugt ist das Verbindungsmittel als Leiterplatte ausgebildet.
-
Das Verfahren und dessen Ausgestaltungen weisen dieselben Vorteile wie vorher beschrieben auf. Es wird eine qualitativ hochwertige, einfach zu montierende Steckverbindung bereitgestellt, bei der zusätzlich durch die Art des Verfahrens, d.h. durch das Montieren in einem ersten Zustand und das Fertigstellen der Montage in einem zweiten Zustand, eine erhöhte Ausfallsicherheit gegeben ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Zustands eines Steckergehäuses mit Kontaktpins in einer Anfangsposition gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Zustands eines Steckergehäuses wie in 1 zur Montage auf einer Leiterplatte gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
3 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Zustands eines auf einer Leiterplatte montierten Steckergehäuses mit Kontaktpins in einer Endposition gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß unterschiedlichen Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
-
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Zustands eines Steckergehäuses 1 mit Kontaktpins 2 in einer Anfangsposition. 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Zustands eines Steckergehäuses wie in 1 zur Montage auf einer Leiterplatte. An dem unteren Ende des gezeigten Steckergehäuses 1 sind drei Kontaktpins 2 angeordnet, die daraus herausragen. Diese Kontaktpins 2 sind mit einem Ende davon im Inneren des Steckergehäuses 1 in eine (nicht gezeigte) Form beweglich eingesteckt. Dabei sind sie nicht bis zum endgültigen oberen Anschlag in diese Form eingedrückt, sondern befinden sich in einer ersten oder Anfangsposition, die einen Abstand zum oberen Anschlag der Form aufweist, der bevorzugt mindestens dem später beschriebenen Überstand u entspricht. In dieser Anfangsposition ragen sie mit ihrem anderen Ende aus der Unterseite des Steckergehäuses 1 heraus, um mit einem weiteren Bauteil bzw. Verbindungsmittel wie beispielsweise einer Leiterplatte 100, wie in 2 gezeigt, elektrisch kontaktiert zu werden.
-
Die Kontaktpins 2 weisen an dem aus der Unterseite des Steckergehäuses 1 herausragenden Ende zusätzlich eine Auflageschulter 3 auf. Diese Auflageschulter 3 ist derart mit einem Abstand zu dem Ende des Kontaktpins 2 an dem Kontaktpin 2 angeordnet, dass die Enden der Kontaktpins 2 bis zu dem durch die Auflageschulter 3 gebildeten Anschlag in ein Bauteil wie beispielsweise eine in 2 dargestellte Leiterplatte 100 eintauchen können, um damit elektrisch kontaktiert zu werden. Dabei ragt die Auflageschulter 3 in einem Überstand u aus der Unterseite des Steckergehäuses 1 heraus, so dass die Unterseite des Steckergehäuses 1 bei der Kontaktierung der Kontaktpins 2 nicht auf der Leiterplatte 100 aufliegt, sondern einen Abstand bzw. Überstand u dazu aufweist. Dieser Überstand kann beliebig gewählt werden, es muss lediglich gewährleistet sein, dass das Steckergehäuse 1 nicht auf dem Bauteil bei der Kontaktierung der Kontaktpins 2 damit aufliegt.
-
Die Auflageschulter 3 ist bevorzugt Teil des Kontaktpins 2 und wird mit diesem zusammen in einem Verfahren hergestellt, z.B. durch Spritzgießen. Es kann aber auch ein anderes Verfahren angewendet werden, das geeignet ist, die Auflageschulter 3 derart anzuordnen, dass sie den gewünschten Überstand breitstellt.
-
Die Kontaktierung der Kontaktpins 2 erfolgt in der Regel mittels Lötverfahren, so dass eine elektrische Kontaktierung zwischen den Kontaktpins 2 und dem damit verbundenen Bauteil, z.B. einer Leiterplatte 100, erfolgt.
-
3 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Zustands eines auf einer Leiterplatte montierten Steckergehäuses mit Kontaktpins in einer Endposition. Um diese Position zu erreichen, wird nach dem Kontaktieren der Kontaktpins 2, also z.B. dem Verlöten der Kontaktpins 2 mit der Leiterplatte 100, wie in 2 gezeigt, das Steckergehäuse 1 in Richtung der Leiterplatte 100 gedrückt. Dadurch werden die in der oben beschriebenen Form im Inneren des Steckergehäuses 1 beweglich und nicht bis zum oberen Anschlag der Form eingesteckten Kontaktpins 1 bis zum oberen oder Endanschlag in die Form eingedrückt. Damit wird auch der Überstand u überwunden, so dass das Steckergehäuse 1 auf der Leiterplatte 100 bündig aufliegt. Somit werden die Lötstellen der Kontaktpins 2 an der Leiterplatte 100 beim Aufbringen des Steckergehäuses 1 und beim späteren Umspritzen nicht bzw. nur sehr gering belastet, so dass eine höhere Ausfallsicherheit entsteht.
-
Das Aufdrücken des Steckergehäuses 1 auf die Leiterplatte 100 kann in einem separaten Schritt erfolgen, kann aber auch in einem Schritt mit dem Einlegen des Steckergehäuses 1 mit der Leiterplatte 100 in ein Umspritzwerkzeug zum Umspritzen der Kontaktpins 2 im Inneren des Steckergehäuses 1 und des Steckergehäuses 1 erfolgen.
-
Wenn das Aufdrücken in einem separaten Schritt erfolgt, kann als zusätzliche Sicherung das Steckergehäuse 1 auch noch auf der Leiterplatte 1 befestigt werden, z.B. durch Verschrauben oder Verkleben damit. Dies stellt einen zusätzlichen Schutz vor Belastungen der Lötstellen dar.
-
Wenn das Aufdrücken direkt in dem Umspritzwerkzeug erfolgt, wird durch das Schließen des Umspritzwerkzeugs, das in der Regel aus zwei Teilen besteht, das Steckergehäuse 1 auf die Leiterplatte 100 gedrückt und somit der Überstand u überwunden und die Kontaktpins 2 in die Endlage im Inneren des Steckergehäuses 1 gebracht, wie in 3 gezeigt.
-
Nun kann der Raum 4 im Inneren des Steckergehäuses 4, in dem die Kontaktpins 2 angeordnet sind, sowie ein Teil oder das gesamte Steckergehäuse 1 mit einem geeigneten Material, z.B. einem Kunststoff wie einem Duroplast, umspritzt werden. Somit erfolgt eine Fixierung des Steckergehäuses 1 mit den Kontaktpins 2 an der Leiterplatte 100 und damit auch ein Schutz dieser Baugruppe vor äußeren Einflüssen. Das Material zum Umspritzen ist derart gewählt, dass es vorteilhafterweise auch in die Form läuft bzw. fließt, in der die Kontaktpins 2 im Inneren des Steckergehäuses 1 angeordnet sind und fixiert diese somit darin.
-
In 1 bis 3 ist ein Steckergehäuse 1 gezeigt, dass drei Kontaktpins 2 aufweist. Dies ist lediglich ein veranschaulichendes Beispiel. Je nachdem, welche Art von Stecker bzw. Steckergehäuse 1 verwendet wird, können mehr oder weniger als drei Kontaktpins 2 mit entsprechenden Auflageschultern 3 verwendet werden.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens. In Schritt S1 wird das Steckergehäuse 1 mit den sich in einer Anfangsposition befindlichen Kontaktpins 2 auf ein als Leiterplatte 100 ausgebildetes Verbindungsmittel aufgebracht, wobei ein Überstand u zwischen Unterseite des Steckergehäuses 1 und Leiterplatte 100 aufgrund der Auflageschulter 3 vorhanden ist. In einem Schritt S2 werden die Kontaktpins 2 mit der Leiterplatte 100 kontaktiert, z.B. verlötet. In einem Schritt S3 wird das Steckergehäuse 1 in Richtung der Leiterplatte 2 gedrückt, so dass der Überstand u überwunden wird und die Kontaktpins 2 eine Endposition einnehmen. In Schritt S4 wird die das Steckergehäuse 1, die Kontaktpins 2 und die Leiterplatte 100 umfassende Baugruppe umspritzt.
-
Dabei kann zwischen Schritt S3 und Schritt S4 ein weiterer Schritt S34 erfolgen, bei dem das Steckergehäuse auf der Leiterplatte zusätzlich fixiert wird, z.B. durch Anschrauben. In Schritt S4 wird dann die Baugruppe in das Umspritzwerkzeug eingelegt und umspritzt.
-
Alternativ kann zwischen Schritt S2 und Schritt S3 ein Schritt S23 erfolgen, bei dem das Einlegen der Baugruppe in das Umspritzwerkzeug erfolgt, wobei in Schritt S3 dann das Umspritzwerkzeug das Steckergehäuse mit den Kontaktpins in Richtung der Leiterplatte drückt und in Schritt S4 das Umspritzen erfolgt.
-
Durch die vorliegende Erfindung werden Belastungen der Lötstellen bei der Umspritzung der Baugruppe verringert bzw. weitgehend vermieden, wodurch eine verbesserte Qualität und höhere Ausfallsicherheit erzielt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steckergehäuse
- 2
- Kontaktpin
- 3
- Auflageschulter
- 4
- Zu umspritzender Bereich
- 100
- Leiterplatte
- u
- Überstand
