DE102017123080A1

DE102017123080A1 - Elektrischer Steckverbinder und Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders

Info

Publication number: DE102017123080A1
Application number: DE102017123080.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hasenöhrl
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-04-11
Also published as: CN109638577B; US20200227873A1; KR102230859B1; US20190109420A1; EP3467952B1; US20210344147A1; US10608388B2; KR20190039644A; US11682871B2; JP2019071272A; EP3467952A1; CN109638577A; US11095079B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (2), umfassend ein Kodiergehäuse (4) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder (3) und einen Steckerkörper (6) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe (5, 14, 15, 16), wobei der kompatible Steckverbinder (3) entlang einer Einsteckrichtung (A) mit dem Kodiergehäuse (4) verbindbar ist, und wobei das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) eine mechanische Verbindungseinrichtung (8) aufweisen. Es ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung (8) ausgebildet ist, um das Kodiergehäuse (4) und den Steckerkörper (6) in Einsteckrichtung (A) formschlüssig miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung (8) eine von der Einsteckrichtung (A) abweichende Montagebewegung (B) vorgibt, um das Kodiergehäuse (4) und den Steckerkörper (6) miteinander zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, umfassend ein Kodiergehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder und einen Steckerkörper zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, der ein Kodiergehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder und einen Steckerkörper zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Steckverbindersystem, umfassend einen elektrischen Steckverbinder, einen kompatiblen Steckverbinder und eine elektrische Baugruppe.
Ein gattungsgemäßer Steckverbinder ist aus der DE 20 2008 014 541 U1 bekannt.
Steckverbinder dienen dazu, eine elektrische und mechanische Verbindung mit einem entsprechend kompatiblen bzw. komplementären weiteren Steckverbinder herzustellen. Bei einem Steckverbinder kann es sich um einen Stecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung „Steckverbinder“ steht stellvertretend für alle Varianten.
Meist werden Steckverbinder auf Leiterplatten („Printed Circuit Boards“, PCBs), als Schnittstellen an Gerätegehäusen oder an elektrischen Kabeln festgelegt und ermöglichen einen Zugang zu elektrischen Signalen (Daten und/oder elektrische Versorgung) der entsprechenden elektrischen Baugruppe. Hierzu weisen die Steckverbinder in der Regel einen Steckerkörper auf, der elektrisch und mechanisch mit der elektrischen Baugruppe, beispielsweise einer Leiterplatte, verbunden ist. An den Steckerkörper schließt sich in der Regel ein Kodiergehäuse an, das im Wesentlichen zur Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder dient. Das Kodiergehäuse stellt somit die Schnittstelle bzw. das Interface zu dem kompatiblen Steckverbinder her und ist hierzu beispielsweise in der Anordnung und Anzahl seiner elektrischen Kontaktkörper bzw. Signalleiter/Innenleiter und Masseleiter/Außenleiter sowie bezüglich seiner mechanischen Kodierung auf den kompatiblen Steckverbinder abgestellt.
Grundsätzlich sollten Steckverbinder mechanisch robust bzw. langlebig ausgebildet sein. Insbesondere sollten die Steckverbinder dabei mehrfaches Ein- und Ausstecken bzw. in oder entgegen die Einsteckrichtung wirkenden Kräfte, orthogonal zur Einsteckrichtung wirkende Kräfte und Torsionskräfte, unbeschadet überstehen. Außerdem sollte ein Steckverbinder gute elektrische Eigenschaften bereitstellen, unter anderem eine ausreichend hohe elektromagnetische Abschirmung, geringe Kontaktwiderstände und eine vibrationssichere Kontaktierung gewährleisten, vor allem wenn sich der Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik eignen soll.
Bei den aus der Praxis bekannten Montageverfahren für elektrische Steckverbinder ist vorgesehen, dass das Kodiergehäuse in Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders auf den Steckerkörper aufgeschoben und anschließend fixiert wird. Die Fixierung der beiden Komponenten kann beispielsweise durch ein Verpressen erfolgen. Die Montageverfahren in Einsteckrichtung sind besonders vorteilhaft für automatisierte Prozesse verwendbar, zeigen jedoch auch Nachteile.
Da das Kodiergehäuse in der Regel Rastmittel zur rastenden Verbindung mit dem kompatiblen Steckverbinder aufweist, belasten insbesondere Kräfte in oder entgegen die Einsteckrichtung die Pressverbindung zwischen Kodiergehäuse und Steckerkörper stark. Ferner ist die Herstellung der einzelnen Komponenten aufwändig, da die Toleranzkette der elektrischen Verbindung, die sich von den Kontaktkörpern des Kodiergehäuses über das Kodiergehäuse zu dem Steckerkörper und schließlich zu der elektrischen Baugruppe erstreckt, relativ lang ist. Die Sicherstellung der notwendigen Bauteiltoleranzen erschwert demnach die Herstellung und kann schließlich ein limitierender Faktor für die maximal erreichbare Datenübertragungsgeschwindigkeit der Steckverbinder sein.
Es ist auch bekannt, das Kodiergehäuse nach dem Aufschieben auf den Steckerkörper durch entsprechende Rastmittel zu fixieren, wie beispielsweise in der gattungsgemäßen DE 20 2008 014 541 U1 angegeben. Hierdurch können Zugkräfte, die die Verbindung zwischen Kodiergehäuse und Steckerkörper belasten, in der Regel gut über den Steckerkörper auf die elektrische Baugruppe abgeleitet werden. Gleichwohl ist die Einhaltung der notwendigen Toleranzen für einen derartigen Steckverbinder nach wie vor nicht einfach.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der insbesondere geeignet ist, mechanische Kräfte entlang oder entgegen der Einsteckrichtung vorteilhaft aufzunehmen, wobei der Steckverbinder möglichst unempfindlich gegenüber Herstellungstoleranzen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders bereitzustellen, wodurch insbesondere ein mechanisch robuster und toleranzunempfindlicher elektrischer Steckverbinder bereitgestellt werden kann.
Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder durch Anspruch 1 und für das Verfahren zu dessen Montage durch Anspruch 12 gelöst.
Schließlich liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, ein Steckverbindersystem, umfassend einen bezüglich des Standes der Technik verbesserten Steckverbinder, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder umfasst ein Kodiergehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder und einen Steckerkörper zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe, wobei der kompatible Steckverbinder entlang einer Einsteckrichtung mit dem Kodiergehäuse verbindbar ist.
Das Kodiergehäuse ist derart ausgebildet, dass der kompatible Steckverbinder in Einsteckrichtung mit dem Kodiergehäuse elektrisch und mechanisch verbindbar ist.
Somit kann das Kodiergehäuse eine mechanische Kodierung für den kompatiblen Steckverbinder bzw. für ein korrespondierendes Kodiergehäuse des kompatiblen Steckverbinders bereitstellen. Das erfindungsgemäße Kodiergehäuse stellt somit den steckerseitigen Teil des erfindungsgemäßen Steckverbinders dar.
Das Kodiergehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoff bzw. aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildet.
Üblicherweise verläuft die Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders entlang oder zumindest parallel zu der Mittelachse bzw. der Längsachse des Kodiergehäuses des elektrischen Steckverbinders.
Bei der elektrischen Baugruppe, mit der der erfindungsgemäße Steckerkörper verbindbar ist, kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Kabel, ein Adapterteil, ein Gerätegehäuse oder vorzugsweise um eine elektrische Leiterplatte handeln. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einer bestimmten elektrischen Baugruppe beschränkt zu verstehen. Zur Vereinfachung ist die Erfindung nachfolgend im Wesentlichen anhand eines Leiterplatten- bzw. Platinensteckverbinders beschrieben, dessen Steckerkörper elektrisch und mechanisch mit einer als Leiterplatte ausgebildeten elektrischen Baugruppe verbunden ist. Dies ist selbstverständlich nicht einschränkend zu verstehen.
Erfindungsgemäß weisen das Kodiergehäuse und der Steckerkörper eine mechanische Verbindungseinrichtung auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung ausgebildet ist, um das Kodiergehäuse und den Steckerkörper in Einsteckrichtung formschlüssig miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung eine von der Einsteckrichtung abweichende Montagebewegung vorgibt, um das Kodiergehäuse und den Steckerkörper miteinander zu verbinden.
Das Kodiergehäuse wird somit nicht entlang der Einsteckrichtung auf den Steckerkörper montiert. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Formschluss in Einsteckrichtung bereitgestellt werden.
Das Kodiergehäuse kann entlang eines Montagepfades auf den Steckerkörper aufgebracht werden, der von einem Pfad, dem der kompatible Steckverbinder beim Einstecken in das Kodiergehäuse folgen muss, abweicht.
Dadurch, dass die Verbindungseinrichtung des Kodiergehäuses und des Steckerkörpers einen Formschluss zumindest in Einsteckrichtung bereitstellt, kann das Kodiergehäuse anschließend nicht mehr entlang eines Freiheitsgrades in Einsteckrichtung relativ zu dem Steckerkörper bewegt werden; das Kodiergehäuse und der Steckerkörper sind in Einsteckrichtung formschlüssig bzw. fest miteinander verbunden. Mögliche Toleranzen bzw. ein Spiel der Verbindungseinrichtung können dabei vernachlässig werden bzw. wirken sich nicht störend auf die formschlüssige Verbindung aus. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass für die formschlüssige Verbindung des Kodiergehäuses mit dem Steckerkörper (in Einsteckrichtung) keine zusätzlichen Rastmittel oder Ähnliches erforderlich sind.
Durch die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung können Zugkräfte, die sich insbesondere dann ergeben, wenn an dem in das Kodiergehäuse eingesteckten kompatiblen Steckverbinder gezogen wird, sowie teilweise sogar Querkraftkomponenten in Bezug auf die Einsteckrichtung auf den Steckerkörper übertragen werden, der seinerseits mit der elektrischen Baugruppe fest verbunden ist. Somit kann eine kritische Zugkraft vorteilhaft über die elektrische Baugruppe abgefangen werden. In besonders vorteilhafter Weise vermeidet die erfindungsgemäße Lösung, dass beim Auftreten von Zugkräften die Verbindung zwischen dem Kodiergehäuse und dem Steckerkörper beschädigt bzw. gelöst wird.
Die Verbindung zwischen Kodiergehäuse und Steckerkörper ist in oder entgegen der Einsteckrichtung außerordentlich robust, insbesondere verglichen mit einer lediglich kraftschlüssigen Verbindung des Standes der Technik.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung ein Schienensystem umfasst, wobei das Kodiergehäuse und der Steckerkörper jeweils wenigstens eine miteinander korrespondierende Führungsschiene aufweisen, die gemeinsam das Schienensystem ausbilden.
Anstelle eines Schienensystems kann auch eine beliebige Führung vorgesehen sein, die sicherstellt, dass zumindest der Freiheitsgrad in Einsteckrichtung blockiert wird, wenn das Kodiergehäuse mit dem Steckerkörper verbunden ist.
Ein Schienensystem hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um das Kodiergehäuse in einer aufschiebenden Montagebewegung auf den Steckerkörper aufzubringen, wobei die Montagebewegung erfindungsgemäß von der Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders abweicht.
Durch ein Schienensystem kann gegebenenfalls ein weiterer Formschluss, orthogonal zur Einsteckrichtung bereitgestellt werden, wodurch bereits zwei Translationsfreiheitsgrade zwischen Kodiergehäuse und Steckerkörper blockiert werden können.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verbindungseinrichtung in der Art eines Bajonettverschlusses vorgesehen sein, wodurch das Kodiergehäuse durch eine drehende Montagebewegung auf den Steckerkörper aufgebracht werden kann. Eine Verbindungseinrichtung in Form eines Schienensystems ist jedoch zur Vereinfachung der Montage vorzuziehen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass in dem Kodiergehäuse und in dem Steckerkörper jeweils zwei parallel und an gegenüberliegenden Seiten verlaufende Führungsschienen angeordnet sind.
Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Führungsschienen in Kodiergehäuse und Steckerkörper vorgesehen sein, insbesondere auch nur jeweils eine einzige Führungsschiene in Kodiergehäuse und Steckerkörper.
Eine besonders gute Führung lässt sich allerdings durch zumindest zwei parallel verlaufende Führungsschienen jeweils im Kodiergehäuse und im Steckerkörper erreichen. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein (allerdings nicht unbedingt notwendig), die parallel verlaufenden Führungsschienen möglichst weit voneinander zu beabstanden, insbesondere zwei Führungsschienen an gegenüberliegenden Enden einer Seite des Kodiergehäuses und zwei hierzu korrespondierende Führungsschienen am gegenüberliegenden Ende einer Seite des Steckerkörpers vorzusehen. Vorzugsweise sind somit an den Enden/Rändern der zusammenzuschließenden Seiten des Kodiergehäuses und des Steckerkörpers parallel verlaufende Führungsschienen vorgesehen.
Die Führungsschienen können beispielsweise miteinander korrespondieren, indem einerseits (im Kodiergehäuse oder im Steckerkörper) eine Nut und andererseits (im Steckerkörper oder im Kodiergehäuse) ein die Nut hintergreifender Steg vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Schienensystem auch durch eine klammerartige Ausbildung des Kodiergehäuses oder des Steckerkörpers realisiert sein, wodurch das jeweilige Gegenstück direkt geführt werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung einen Endanschlag umfasst, der für die Montagebewegung eine Endposition des Kodiergehäuses an dem Steckerkörper festlegt.
Der Montagevorgang, insbesondere die Ausrichtung des Kodiergehäuses und des Steckerkörpers relativ zueinander als Vorbereitung für mögliche weitere Montageschritte kann durch die Verwendung eines Endanschlags besonders vorteilhaft durchgeführt werden. Der Endanschlag kann vorzugsweise derart gestaltet sein, dass das Kodiergehäuse nur bis zu einer vorgesehenen Endposition auf den Steckerkörper aufgeschoben werden kann. Es kann also ein weiterer Formschluss bereitgestellt werden. In Kombination mit einem Schienensystem kann somit vorgesehen sein, dass zwischen Kodiergehäuse und Steckerkörper nach dem Aufschieben nur noch ein Translationsfreiheitsgrad verbleibt, wodurch nur noch eine Bewegung des Kodiergehäuses auf dem Steckerkörper entgegen die Aufschieberichtung möglich ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Montagebewegung entlang eines Montagewinkels erfolgt, wobei der Montagewinkel relativ zu der Einsteckrichtung 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt.
Besonders eignet sich eine Montagebewegung, beispielsweise ein Aufschieben entlang eines Schienensystems, orthogonal oder zumindest annähernd orthogonal zu der Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders. Bei Verwendung eines orthogonal bzw. 90° zu der Einsteckrichtung ausgerichteten Schienensystems kann hierdurch inhärent ein besonders geeigneter Formschluss in Einsteckrichtung entstehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung können in dem Kodiergehäuse und in dem Steckerkörper Ausnehmungen für wenigstens einen Kontaktkörper vorgesehen sein, um den wenigstens einen Kontaktkörper in Einsteckrichtung durch das Kodiergehäuse in den Steckerkörper einzubringen, wobei der Kontaktkörper und die Ausnehmungen derart beschaffen sind, dass durch das Einbringen des Kontaktkörpers das Kodiergehäuse und der Steckerkörper in ihrer Position fixiert sind.
Der wenigstens eine Kontaktkörper kann in den Ausnehmungen des Kodiergehäuses bzw. des Steckerkörpers derart angeordnet bzw. vorzugsweise eingeklemmt sein, dass das Kodiergehäuse auf dem Steckerkörper nicht mehr bewegt bzw. nicht mehr von diesem demontiert werden kann.
Bei dem Kontaktkörper kann es sich um einen beliebigen elektrischen Leiter handeln, der beispielsweise als Innenleiter bzw. Signalleiter oder insbesondere als Außenleiter bzw. Masseleiter des erfindungsgemäßen Steckverbinders verwendbar ist.
Die Positionierung des Kodiergehäuses relativ zu dem Steckerkörper kann somit durch den wenigstens einen Kontaktkörper festgelegt werden.
Grundsätzlich muss der Kontaktkörper nicht unbedingt entlang der Einsteckrichtung eingebracht werden, sondern kann auch entlang eines Winkels eingebracht werden, der relativ zu der Montagebewegung 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135° und besonders bevorzugt 80° bis 100° beträgt. Ganz besonders bevorzugt beträgt der Winkel allerdings 90° und verläuft entlang der Einsteckrichtung.
Der Kontaktkörper und die entsprechenden Ausnehmungen für den Kontaktkörper können eine beliebige Geometrie aufweisen, insbesondere kann der wenigstens eine Kontaktkörper einen runden, einen rechteckigen (insbesondere quadratischen) oder einen sonstigen Querschnitt aufweisen. Der Kontaktkörper kann in massiver oder hohler Bauweise, insbesondere rohrförmig, ausgebildet sein und kann ggf. auch als Kontakthülse bezeichnet werden.
Dadurch, dass die Verbindungseinrichtung einen Formschluss in Einsteckrichtung bereitstellt und somit zumindest den Translationsfreiheitsgrad in Einsteckrichtung blockiert, können durch das Einbringen des wenigstens einen Kontaktkörpers in Einsteckrichtung nunmehr alle noch verbleibenden Freiheitsgrade blockiert werden. Das Kodiergehäuse und der Steckerkörper sind nach dem Einbringen des Kontaktkörpers somit vorzugsweise in alle Raumrichtungen formschlüssig miteinander verbunden.
Neben dem Fixieren der relativen Position zwischen Kodiergehäuse und dem Steckerkörper kann durch das Einbringen des wenigstens einen Kontaktkörpers außerdem eine optimale Ausrichtung des Kontaktkörpers zu dem Steckerkörper erfolgen. Da der wenigstens eine Kontaktkörper unmittelbar mit dem Steckerkörper elektrisch und mechanisch verbunden ist, indem er durch die Ausnehmung in dem Kodiergehäuse hindurchtritt, kann die Toleranzkette für den Steckverbinder wesentlich verbessert sein. Schließlich ist es möglich, enge Toleranzen im Interface bzw. in dem erfindungsgemäßen Steckverbinder sicherzustellen, ohne besondere Maßnahmen bei der Herstellung des Steckverbinders zu treffen. Die Herstellung des elektrischen Steckverbinders kann somit besonders wirtschaftlich sein.
Für den wenigstens einen Kontaktkörper kann ein Kontaktendanschlag in dem Steckerkörper vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Kontaktkörper einen in Richtung des Steckerkörpers vorzugsweise stufig verringerten Querschnitt aufweisen, um selbst einen Anschlag für das Einschieben auszubilden, wenn die Ausnehmung(en) in dem Kontaktkörper einen größeren Durchmesser aufweist bzw. aufweisen, als die korrespondierende(n) Ausnehmung(en) in dem Steckerkörper.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Steckerkörper zur Aufnahme eines oder mehrerer Innenleiterteile ausgebildet ist, wobei der wenigstens eine Kontaktkörper als rohrförmiger Außenleiter und zur Aufnahme wenigstens eines der mehreren Innenleiterteile ausgebildet ist.
Somit kann innerhalb des elektrischen Steckverbinders vorteilhaft wenigstens eine koaxiale Leitung bzw. eine Schirmung eines oder mehrerer Innenleiter durch einen als Außenleiter ausgebildeten Kontaktkörper bereitgestellt werden.
In einer Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass das Kodiergehäuse und/oder der Steckerkörper ausgebildet ist, um ein bis zehn Kontaktkörper, vorzugsweise zwei bis sechs Kontaktkörper und ganz besonders bevorzugt vier Kontaktkörper aufzunehmen.
Insbesondere kann die Erfindung vorteilhaft zur Verwendung mit einem Kontaktkörper, zwei Kontaktkörpern oder vier Kontaktkörpern, insbesondere bei einer Ausbildung der Kontaktkörper als rohrförmige Außenleiter zur Aufnahme einer entsprechenden Anzahl Innenleiter, vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass der Steckerkörper aus Metall, vorzugsweise als Zinkdruckgussteil ausgebildet und elektrisch leitend mit dem wenigstens einen Kontaktkörper verbunden ist.
Insbesondere wenn der wenigstens eine Kontaktkörper als Außenleiter verwendet wird, ist die Ausbildung des Steckerkörpers aus Metall zur gemeinsamen Kontaktierung aller Kontaktkörper und zur elektromagnetischen Schirmung der durch den Steckerkörper geführten Innenleiterteile besonders vorteilhaft.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann, wie bereits vorstehend erwähnt, der Steckerkörper zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer als Leiterplatte, elektrisches Kabel, Adapterteil oder Gerätegehäuse ausgebildeten elektrischen Baugruppe ausgebildet sein.
Unter einem Adapterteil ist insbesondere ein Adapter-Kodiergehäuse zu verstehen, das beispielsweise eine von dem kompatiblen Steckverbinder abweichende mechanische Kodierung oder elektrische Konfiguration aufweist, und in das ein korrespondierender Steckverbinder eingesteckt werden kann. Dabei kann das Adapter-Kodiergehäuse ggf. auch über eine weitere mechanische Verbindungseinrichtung mit dem Steckerkörper des erfindungsgemäßen Steckverbinders verbunden sein, wofür beispielsweise ein weiteres Schienensystem vorgesehen sein kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann schließlich vorgesehen sein, dass das Kodiergehäuse Rastmittel zur rastenden Verbindung mit dem kompatiblen Steckverbinder aufweist.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass unerwünschte Zugkräfte entgegen der Einsteckrichtung zu einem Ausstecken des kompatiblen Steckverbinders führen, sondern vielmehr auf das Kodiergehäuse und durch die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung direkt auf den Steckerkörper und somit auf die elektrische Baugruppe übertragen und abgefangen werden.
Der Steckerkörper und/oder das Kodiergehäuse können gerade oder winklig ausgebildet sein; die Erfindung ist somit für einen geraden als auch für einen winkligen Steckverbinder gleichermaßen verwendbar. Es kommt im Sinne der Erfindung lediglich darauf an, dass die Montagebewegung für das Kodiergehäuse und den Steckerkörper von der Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders abweicht.
Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dafür verwendet werden, einen modularen Baukasten aus Kodiergehäusen zur Verfügung zu stellen, die von einem Monteur nach Bedarf mit einem einheitlichen Steckerkörper verbunden werden können. Somit kann der Monteur sehr einfach verschiedene Konfigurationen bzw. Variationen des elektrischen Steckverbinders erzeugen, bei gleichbleibendem und ggf. sogar vormontiertem Steckerkörper.
Es kann vorgesehen sein, zusätzlich zu dem wenigstens einen Innenleiterteil eine das Innenleiterteil umgebende isolierende Materialschicht zumindest in den Steckerkörper einzubringen, die das wenigstens eine Innenleiterteil in Position hält und Kurzschlüsse mit weiteren Innenleiterteilen und/oder einer Masseleitung verhindert.
Die Erfindung ist nicht auf eine spezifische Steckverbinderart bzw. auf einen spezifischen Steckverbinder beschränkt, wobei sich die Erfindung insbesondere für die Konfektionierung von HF-Kabeln eignet. Der Steckverbinder kann dabei vorzugsweise als HF-Steckverbinder insbesondere als PL-Steckverbinder, BNC-Steckverbinder, TNC-Steckverbinder, SMBA(Fakra)-Steckverbinder, N-Steckverbinder, 7-16-Steckverbinder, SMA-Steckverbinder, SMB-Steckverbinder, SMS-Steckverbinder, SMC-Steckverbinder, SMP-Steckverbinder, BMS-Steckverbinder, HFM-Steckverbinder, HSD-Steckverbinder, BMK-Steckverbinder, Mini-Coax-Steckverbinder oder Makax-Steckverbinder ausgebildet sein.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, der ein Kodiergehäuse zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder und einem Steckerkörper zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe aufweist, wobei das Kodiergehäuse in einem Montageschritt mit dem Steckerkörper mechanisch verbunden wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass der Montageschritt zur Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Kodiergehäuse und dem Steckerkörper eine Montagebewegung des Kodiergehäuses relativ zu dem Steckerkörper umfasst, durch welche das Kodiergehäuse und der Steckerkörper in Einsteckrichtung des kompatiblen Steckverbinders formschlüssig miteinander verbunden werden.
Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das nachfolgend noch beschriebene Steckverbindersystem vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren bzw. auf das Steckverbindersystem bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagebewegung ein Aufschieben des Kodiergehäuses auf den Steckerkörper und/oder eine Verdrehung des Kodiergehäuses gegenüber dem Steckerkörper umfasst.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Aufschieben des Kodiergehäuses auf den Steckerkörper unter Verwendung des zuvor erwähnten Schienensystems erfolgt, wobei das Kodiergehäuse und der Steckerkörper jeweils wenigstens eine miteinander korrespondierende Führungsschiene aufweisen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Aufschieben entlang eines Montagewinkels erfolgt, wobei der Montagewinkel relativ zu der Einsteckrichtung 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt.
Im Hinblick auf eine Verdrehung des Kodiergehäuses kann eine Verbindungseinrichtung in der Art eines Bajonettverschlusses vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass in einem weiteren Montageschritt wenigstens ein Kontaktkörper in Einsteckrichtung durch korrespondierende Ausnehmungen in dem Kodiergehäuse und in dem Steckerkörper eingebracht wird, derart, dass die relative Position zwischen dem Kodiergehäuse und dem Steckerkörper fixiert wird.
Eine Feinjustierung des erfindungsgemäßen Steckverbinders kann vorteilhaft durch Verwendung bzw. durch das Einbringen des wenigstens einen Kontaktkörpers erfolgen.
In einer Weiterbildung hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Kontaktkörper in der Ausnehmung des Steckerkörpers verpresst, verlötet, verschweißt, verschmolzen und/oder verklebt wird.
Vorzugsweise wird der wenigstens eine Kontaktkörper, bei dem es sich vorzugsweise um eine Kontakthülse handelt, in die Ausnehmungen des Steckerkörpers eingepresst.
Dabei kommt es weniger auf die Art der Befestigung des Kontaktkörpers in dem Steckerkörper als vielmehr darauf an, dass der wenigstens eine Kontaktkörper derart eingebracht wird, dass der korrespondierende Kraftschluss (und/oder Stoffschluss) des wenigstens einen Kontaktkörpers mit dem Steckerkörper die Zugkraft, die bei einem Ausstecken des kompatiblen Steckverbinders auf den Kontaktkörper wirkt, übersteigt. Der Kontaktkörper kann somit sicher an seiner Position in dem Steckerkörper gehalten werden.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass in einem weiteren Montageschritt wenigstens ein Innenleiterteil durch den Steckerkörper geführt und von dem wenigstens einen Kontaktkörper aufgenommen wird.
In einem weiteren Montageschritt kann der elektrische Steckverbinder an der elektrischen Baugruppe befestigt werden. Beispielsweise können ausgangsseitige Kontakte mit einer Leiterplatte verlötet oder mit Litzen eines elektrischen Kabels vercrimpt werden, wodurch gleichzeitig auch die elektrische Kontaktierung erfolgen kann.
Grundsätzlich - je nach Aufbau des Steckverbinders - kann auch eine abweichende Reihenfolge der beschriebenen Montageschritte vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Steckerkörper ggf. bereits an der elektrischen Baugruppe vormontiert sein.
Die Erfindung betrifft auch ein Steckverbindersystem, umfassend einen elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden Ausführungen, einen kompatiblen Steckverbinder zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Kodiergehäuse des Steckverbinders und eine elektrische Baugruppe zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Steckerkörper des Steckverbinders.
Die vorliegende Erfindung bzw. der erfindungsgemäße Steckverbinder, das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Steckverbindersystem kann bzw. können besonders vorteilhaft in einem Fahrzeug verwendet werden. Der Begriff „Fahrzeug“ beschreibt dabei jegliches Fortbewegungsmittel, insbesondere Fahrzeuge zu Lande, zu Wasser oder in der Luft, eingeschlossen auch Raumfahrzeuge.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe wie „umfassend“, „aufweisen“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Schritten oder Merkmalen aus.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Steckverbindersystem in einer Seitenansicht, umfassend einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer Ausführung als winkliger Leiterplattensteckverbinder mit einem Kodiergehäuse und einem Steckerkörper, sowie einen kompatiblen Steckverbinder und eine Leiterplatte;
2 den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder der 1 in einer Vorderansicht mit modular austauschbaren Kodiergehäusen;
3 den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder der 1 in einer Seitenansicht mit einer alternativen Montagebewegung für die Montage des Kodiergehäuse an dem Steckerkörper;
4 einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer zweiten Ausführung in einer Vorderansicht mit einer weiteren beispielhaften Montagebewegung für die Montage des Kodiergehäuses an dem Steckerkörper;
5 einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer Seitenansicht in Ausführung als gerader Leiterplattensteckverbinder;
6 einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer Seitenansicht in einer Ausführung als Stecker eines Kabels;
7 einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer Seitenansicht in einer Ausführung als Adapter mit einem Adapter-Kodiergehäuse;
8 einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder in einer Seitenansicht in einer Ausführung als Gerätestecker;
9 den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder der 1 in einer Draufsicht;
10 eine vergrößerte Darstellung von Ausschnitt „X“ der 9 zur Darstellung einer Führungsschiene des Kodiergehäuses;
11 eine vergrößerte Darstellung von Ausschnitt „XI“ der 9 zur Darstellung einer Führungsschiene des Steckerkörpers;
12 den elektrischen Steckverbinder der 1 in einer geschnittenen Seitendarstellung während einem Montageschritt zum Einbringen von Kontaktkörpern;
13 den elektrischen Steckverbinder der 12 in einer geschnittenen Seitendarstellung mit vollständig eingebrachten Kontaktkörpern; und
14 den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder der 13 in einer geschnittenen Seitendarstellung, teilweise verlötet auf einer Leiterplatte und mit eingebrachten Innenleitern.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Steckverbindersystem 1, umfassend einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder 2, einen kompatiblen Steckverbinder 3 zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Kodiergehäuse 4 des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 und eine als Leiterplatte (gestrichelt dargestellt) ausgebildete elektrische Baugruppe 5 zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Steckerkörper 6 des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2.
Der kompatible Steckverbinder 3 ist entlang einer Einsteckrichtung A, in den Figuren durch entsprechende Pfeile angedeutet, entlang der Achse A_x mit dem Kodiergehäuse 4 verbindbar. Bei der Achse A_x handelt es sich vorzugsweise (wie im Ausführungsbeispiel der Fall) um die Längsachse des Kodiergehäuses 4.
Der kompatible Steckverbinder 3 ist in der 1 beispielhaft gestrichelt dargestellt. Üblicherweise wird der kompatible Steckverbinder 3 erst dann mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 verbunden, wenn der erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 fertig montiert ist. Nur zur Veranschaulichung und zur vollständigen Darstellung des Steckverbindungssystems, ist der kompatible Steckverbinder 3 bereits im unmontierten Zustand des elektrischen Steckverbinders 2 in 1 dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel weisen der kompatible Steckverbinder 3 und das Kodiergehäuse 4 jeweils Rastmittel 7 zur gegenseitig rastenden Verbindung auf. Diese können grundsätzlich aber auch entfallen bzw. anderweitig ausgebildet sein. Das Kodiergehäuse 4 des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 kann eine mechanische Kodierung und eine elektrische Konfiguration aufweisen, die mit dem kompatiblen Steckverbinder 3 bzw. mit einem Kodiergehäuse des kompatiblen Steckverbinders 3 korrespondiert, um elektrische Signale (Daten und Versorgung) möglichst optimal weiterzuleiten und um sicherzustellen, dass nur ein kompatibler Steckverbinder 3 mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 zusammensteckbar ist.
Der Steckerkörper 6 der Ausführungsform der 1 ist zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Leiterplatte 5 ausgebildet. Die elektrische und mechanische Verbindung kann beispielsweise durch eine Lötkontaktierung erfolgen (vgl. 14). Üblicherweise wird der erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 erst nach der Montage mit der elektrischen Baugruppe bzw. mit der Leiterplatte 5 verbunden. Die Leiterplatte 5 ist im Wesentlichen zur Veranschaulichung bereits im unmontierten Zustand des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 in 1 dargestellt.
Das Kodiergehäuse 4 und der Steckerkörper 6 weisen eine mechanische Verbindungseinrichtung 8 auf, die ausgebildet ist, um das Kodiergehäuse 4 und den Steckerkörper 6 in Einsteckrichtung A formschlüssig miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung 8 eine von der Einsteckrichtung A abweichende Montagebewegung B für das Kodiergehäuse 4 und den Steckerkörper 6 vorgibt (in den Figuren durch entsprechende Pfeile angedeutet). Die Verbindungseinrichtung 8 ist im Bereich der Verbindungsflächen 13 des Kodiergehäuses 4 bzw. des Steckerkörpers 6 angeordnet, die miteinander mechanisch verbunden werden sollen.
Im Zuge eines Verfahrens zur Montage des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 ist somit in einem Montageschritt, zumeist aber nicht zwingend im ersten Montageschritt, das Kodiergehäuse 4 mit dem Steckerkörper 6 mechanisch zu verbinden. Dieser Montageschritt zur Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Kodiergehäuse 4 und dem Steckerkörper 6 umfasst dabei eine Montagebewegung B, durch welche das Kodiergehäuse 4 und der Steckerkörper 6 in Einsteckrichtung A des kompatiblen Steckverbinders 3 formschlüssig miteinander verbunden werden.
Die Montagebewegung B kann ein Aufschieben des Kodiergehäuses 4 auf den Steckerkörper 6 und/oder eine Verdrehung des Kodiergehäuses 4 gegenüber dem Steckerkörper 6 umfassen. In den Ausführungsbeispielen wird lediglich die bevorzugte Variante des Aufschiebens dargestellt, dies ist allerdings nicht einschränkend zu verstehen.
Im Ausführungsbeispiel ist die Verbindungseinrichtung 8 als Schienensystem ausgebildet, wobei das Kodiergehäuse 4 und der Steckerkörper 6 miteinander korrespondierende Führungsschienen 9, 10 aufweisen, die gemeinsam das Schienensystem bzw. die Verbindungseinrichtung 8 ausbilden. Das Aufschieben des Kodiergehäuses 4 auf den Steckerkörper 6 erfolgt somit unter Verwendung des genannten Schienensystems. Eine der verdeckten Führungsschienen 10 des Steckerkörpers 6 ist in 1 als gestrichelte Linie angedeutet.
Es kann vorgesehen sein, dass die Montagebewegung B bzw. das Aufschieben des Kodiergehäuses auf den Steckerkörper entlang eines Montagewinkels α erfolgt, wobei der Montagewinkel α relativ zu der Einsteckrichtung A 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90° beträgt. Im Ausführungsbeispiel wird durchgängig ein Montagewinkel α von 90° verwendet, der sich als besonders geeignet für die formschlüssige Verbindung in Einsteckrichtung A erwiesen hat. Dies ist allerdings nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich können beliebige Montagewinkel α vorgesehen sein. Es kommt lediglich darauf an, dass das Aufschieben bzw. die Montagebewegung B nicht in Einsteckrichtung A des kompatiblen Steckverbinders 3 erfolgt. Grundsätzlich kann das Aufschieben auch entlang eines spezifischen Montagepfades erfolgen und muss nicht einen streng linearen Verlauf, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, aufweisen.
Der in 1 dargestellte erfindungsgemäße Steckverbinder 2 ist in 2 gesondert von dem Steckverbindersystem 1 der 1 in einer Vorderansicht dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass in dem Steckerkörper 6 je zwei parallel verlaufende Führungsschienen 10 an gegenüberliegenden Enden der Verbindungsfläche 13 des Steckerkörpers 6 verlaufend angeordnet sind, die mit entsprechend parallel verlaufenden und ebenfalls an gegenüberliegenden Enden der Verbindungsfläche 13 angeordneten Führungsschienen 9 des Kodiergehäuses 4 korrespondieren (nicht dargestellt). Durch die Verwendung von jeweils zwei Führungsschienen 9, 10 kann eine besonders geeignete Führung bereitgestellt werden. Das Schienensystem bzw. die Führungsschienen 9, 10 und deren Anordnung sind besonders gut in den nachfolgend noch erläuterten 9 bis 11 erkennbar.
Ferner sind in dem Kodiergehäuse 4 und in dem Steckerkörper 6 Ausnehmungen 11 für wenigstens einen nachfolgend noch beschriebenen Kontaktkörper 12 vorgesehen, die in einer Endposition des Kodiergehäuses 4 vorzugsweise aufeinander ausgerichtet sind.
In 2 ist ferner ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2 dargestellt. Aufgrund des zweiteiligen und dennoch robusten Aufbaus kann der erfindungsgemäßen Steckverbinder 2 in einem modularen Baukastensystem Verwendung finden, wonach ein Monteur sehr einfach aus einer Menge verschiedener Kodiergehäuse 4 ein gewünschtes Kodiergehäuse 4 auswählen kann und anschließend durch die mechanische Verbindungseinrichtung 8 mit dem Steckerkörper 6 verbindet. Vorzugsweise korrespondieren dabei die Positionen der Ausnehmungen 11 für den wenigstens einen Kontaktkörper 12; dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Beispielweise kann ein Monteur anstatt einer Vierfachausführung bzw. einem Kodiergehäuse 4, dass zur Verwendung mit vier Kontaktkörpern 12 vorgesehen ist, auch ein Kodiergehäuse 4 auswählen, das zur Verwendung mit nur zwei Kontaktkörpern 12 vorgesehen ist. Ferner kann sich die mechanische Kodierung zwischen verschiedenen Kodiergehäusen 4 unterscheiden, wodurch die Kompatibilität mit dem kompatiblen Steckverbinder 3 von einem Monteur einfach bestimmt werden kann.
Grundsätzlich kann die Montagebewegung B, insbesondere bezüglich eines Aufschiebens entlang eines Schienensystems, in eine beliebige Richtung erfolgen (außer in oder entgegen die Einsteckrichtung A). Dies ist bespielhaft in den 3 und 4 dargestellt.
In 3 wird das Kodiergehäuse ebenfalls mit einem Montagewinkel α von 90° zu der Einsteckrichtung A aufgeschoben, verglichen mit 1 allerdings in die entgegengesetzte Richtung.
In 4 ist eine Variante für eine Montagebewegung B durch ein seitliches Aufschieben dargestellt, wobei das Schienensystem, verglichen mit den 1 bis 3, um 90° verdreht ist. Auch in dieser Ausführung findet die Montagebewegung B orthogonal beziehungsweise mit einem Montagewinkel α von 90° relativ zu der Einsteckrichtung A statt. Grundsätzlich kann das Schienensystem in einem beliebigen Winkel auf den Verbindungsflächen 13 des Kodiergehäuses 4 bzw. des Steckerkörpers 6 ausgerichtet sein.
Wie vorstehend bereits angedeutet kann die Erfindung bzw. der erfindungsgemäße Steckverbinder 2 für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sein. Beispielsweise kann der Steckerkörper 6 des erfindungsgemäßen Steckverbinders 2, der in den 1 bis 4 in einer winkligen Ausführung gezeigt ist, auch in einer geraden Ausführung ausgebildet sein. In den 5 bis 8 ist eine gerade Ausführung dargestellt.
5 zeigt einen geraden Leiterplattensteckverbinder, der zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Leiterplatte 5 (hier nicht dargestellt) ausgebildet ist.
6 zeigt einen als Stecker ausgebildeten Steckverbinder 2, der zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer als elektrisches Kabel 14 ausgebildeten elektrischen Baugruppe ausgebildet ist. Selbstverständlich kann anstelle eines Steckers auch eine Buchse bzw. eine Kupplung in Verbindung mit einem elektrischen Kabel 14 vorgesehen sein.
In 7 ist der elektrische Steckverbinder 2 als Adapter dargestellt, wobei der Steckerkörper 6 zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer als Adapterteil 15 ausgebildeten elektrischen Baugruppe realisiert ist. Bei dem Adapterteil 15 handelt es sich vorliegend um ein Adapter-Kodiergehäuse, das beispielsweise eine von dem Kodiergehäuse 4 abweichende mechanische Kodierung und/oder elektrische Konfiguration aufweist, um einen hiermit komplementären Steckverbinder (nicht dargestellt) mit dem kompatiblen Steckverbinder 3 in der Art eines Adapters zu verbinden. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Adapterteil 15 und der Steckerkörper 6 eine zweite Verbindungseinrichtung ausbilden (nicht dargestellt), wodurch auch das Adapterteil 15 mit dem Steckerkörper 6 verbindbar ist. Der Steckerkörper 6 kann aber auch einteilig mit dem Adapterteil 15 ausgebildet oder auf sonstige Weise mit dem Adapterteil 15 verbindbar sein.
In 8 ist der erfindungsgemäße Steckverbinder 2 schließlich als Gehäusestecker dargestellt, wobei der Steckerkörper 6 zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer als Gerätegehäuse 16 ausgebildeten elektrischen Baugruppe realisiert ist.
In 9 ist der Steckverbinder 2 des Steckverbindungssystems 1 der 1 gesondert in einer Draufsicht dargestellt, wodurch die Verbindungseinrichtung 8 bzw. das Schienensystem besonders gut sichtbar wird. Wie bereits ausgeführt weisen das Kodiergehäuse 4 und der Steckerkörper 6 jeweils zwei parallel und an gegenüberliegenden Enden der Verbindungsflächen 13 verlaufende Führungsschienen 9, 10 auf. Die 10 und 11 zeigen entsprechende Vergrößerungen auf jeweils eine Führungsschiene 9 des Kodiergehäuses 4 und eine Führungsschiene 10 des Steckerkörpers 6.
Grundsätzlich kann eine beliebige Führung vorgesehen sein, ein Schienensystem eignet sich allerdings in besonderer Weise. Schließlich kann das Schienensystem nahezu beliebig realisiert sein, beispielsweise wie in den 9 bis 11 dargestellt als ineinandergreifende Elemente bzw. indem der Steckerkörper 6 klammerartig angeordnete Führungsschienen 10 aufweist, die entsprechende Nuten 17 der Führungsschienen 9 des Kodiergehäuses 4 hintergreifen. Auch T-förmige Stege, die korrespondierende Nuten des Gegenstücks zu hintergreifen vermögen, sind möglich.
Wie in den 9 und 10 erkennbar, weisen die Führungsschienen 9 des Kodiergehäuses 4 Endanschläge 18 auf, die für die Montagebewegung B eine Endposition des Kodiergehäuses 4 an dem Steckerkörper 6 festlegen. Grundsätzlich kann die Verbindungseinrichtung 8 einen beliebigen Endanschlag 18 umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Steckerkörper 6 bzw. das Kodiergehäuse 4 Endanschläge aufweist.
In 12 ist ein weiterer Montageschritt, der vorzugsweise - aber nicht zwingend - auf den zuvor beschriebenen Montageschritt zur Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Kodiergehäuse 4 und dem Steckerkörper 6 folgt, dargestellt. Dabei werden Kontaktkörper 12 in Einsteckrichtung A durch korrespondierende Ausnehmungen 11 in dem Kodiergehäuse 4 und in dem Steckerkörper 6 in den Steckverbinder 2 eingebracht, derart dass die relative Position zwischen dem Kodiergehäuse 4 und dem Steckerkörper 6 fixiert wird. Die entsprechenden Ausnehmungen 11 sind in der vorher bereits beschriebenen 2 in einer Vorderansicht gut erkennbar. In 12 ist ein erster Kontaktkörper 12 bereits in dem elektrischen Steckverbinder 2 montiert dargestellt, wohingegen sich ein zweiter Kontaktkörper 12 in einer noch nicht montierten Position befindet.
In 13 sind alle Kontaktkörper 12 in dem elektrischen Steckverbinder 2 montiert. Dadurch, dass das Kodiergehäuse 4 und der Steckerkörper 6 durch die Verbindungseinrichtung 8 in Einsteckrichtung A bereits formschlüssig miteinander verbunden sind, kann das Schienensystem beziehungsweise die Verbindungseinrichtung 8 durch Einbringen der Kontaktkörper 12 bzw. bereits durch das Einbringen eines einzigen Kontaktkörpers 12 blockiert werden, wodurch die Position zwischen Kodiergehäuse 4 und Steckerkörper 6 in alle Raumrichtungen festgelegt ist. Grundsätzlich kann das Kodiergehäuse 4 und/oder der Steckerkörper 6 ausgebildet sein, um ein bis zehn Kontaktkörper 12, vorzugsweise zwei bis sechs Kontaktkörper 12 und ganz besonders bevorzugt vier Kontaktkörper 12 aufzunehmen.
Der wenigstens eine Kontaktkörper 12 kann dadurch eingebracht werden, dass er in dem Steckerkörper 6 bzw. dessen Aufnahme 11 verpresst, verlötet, verschweißt, verschmolzen und/oder verklebt wird. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Kontaktkörper 12 in dem Steckerkörper 6 bzw. der zugeordneten Aufnahme 11 verpresst.
Der Querschnitt des Kontaktkörper 12 kann einen stufigen Aufbau aufweisen, wie dargestellt, derart dass ein Anschlag ausgebildet wird, der das Einschieben des Kontaktkörpers 12 in die Aufnahme 11 des Steckerkörpers 6 begrenzt.
Vorzugsweise kann der wenigstens eine Kontaktkörper 12 als rohrförmiger Außenleiter bzw. als Kontakthülse und zur Aufnahme jeweils wenigstens eines Innenleiterteils 19 (vgl. 14) ausgebildet sein. Die als Außenleiter bzw. Masseleiter ausgebildeten Kontaktkörper 12 sind im Ausführungsbeispiel mit dem Steckerkörper 6 verpresst, der vorzugsweise aus Metall, insbesondere als Zinkdruckgussteil ausgebildet ist. Hierdurch können die Außenleiter zur Abschirmung der nachfolgend noch beschriebenen Innenleiterteile 19 elektrisch mit dem Steckerkörper 6 und anschließend der elektrischen Baugruppe, beispielsweise einer Masseleitung einer Leiterplatte 5 oder einem Außenleiter eines elektrischen Kabels 14 verbunden werden.
In einem vorzugsweise weiteren Montageschritt kann das eines oder können die mehreren Innenleiterteile 19 in den Steckverbinder 2 eingebracht werden. Diese können vorzugsweise von der Rückseite des Steckerkörpers 6 in die als Kontakthülsen ausgebildeten Kontaktkörper 12 eingeschoben werden. Die Innenleiterteile 19 können - je nach Ausführung des Steckverbinders 2 als gerader oder winkliger Steckverbinder 2 - ebenfalls gerade oder winklig ausgebildet sein. Vorzugsweise kann zur elektrischen Isolierung zwischen den Innenleiterteilen 19 ein Dielektrikum vorgesehen sein (nicht dargestellt).
Üblicherweise wird ein derart montierter erfindungsgemäßer Steckverbinder 2 anschließend mit der elektrischen Baugruppe, vorliegend eine Leiterplatte 5, elektrisch und mechanisch verbunden. Dies ist in 14 angedeutet. Dabei kann zunächst eine Masseverbindung mit der Leiterplatte 5 durch Verlöten der Kontaktfüße 20 des Steckerkörpers 6 hergestellt werden, wodurch der Steckerkörper 6 die aufgenommenen Innenleiterteile 19 elektrisch abzuschirmen vermag und hierdurch ggf. auch die als Außenleiter ausgebildeten Kontaktkörper 12 kontaktiert. Ferner können die Innenleiterteile 19 mit entsprechenden Leiterbahnen (nicht dargestellt) der Leiterplatte 5 verbunden (z. B. verlötet) werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202008014541 U1 [0004, 0010]

Claims

Elektrischer Steckverbinder (2), umfassend ein Kodiergehäuse (4) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder (3) und einen Steckerkörper (6) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe (5, 14, 15, 16), wobei der kompatible Steckverbinder (3) entlang einer Einsteckrichtung (A) mit dem Kodiergehäuse (4) verbindbar ist, und wobei das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) eine mechanische Verbindungseinrichtung (8) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (8) ausgebildet ist, um das Kodiergehäuse (4) und den Steckerkörper (6) in Einsteckrichtung (A) formschlüssig miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung (8) eine von der Einsteckrichtung (A) abweichende Montagebewegung (B) vorgibt, um das Kodiergehäuse (4) und den Steckerkörper (6) miteinander zu verbinden.
Steckverbinder (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (8) ein Schienensystem umfasst, wobei das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) jeweils wenigstens eine miteinander korrespondierende Führungsschiene (9, 10) aufweisen, die gemeinsam das Schienensystem ausbilden.
Steckverbinder (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kodiergehäuse (4) und in dem Steckerkörper (6) jeweils zwei parallel und an gegenüberliegenden Seiten verlaufende Führungsschienen (9, 10) angeordnet sind.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (8) einen Endanschlag (18) umfasst, der für die Montagebewegung (B) eine Endposition des Kodiergehäuses (4) an dem Steckerkörper (6) festlegt.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebewegung (B) entlang eines Montagewinkels (α) erfolgt, wobei der Montagewinkel (α) relativ zu der Einsteckrichtung (A) 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90°, beträgt.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kodiergehäuse (4) und in dem Steckerkörper (6) Ausnehmungen (11) für wenigstens einen Kontaktkörper (12) vorgesehen sind, um den wenigstens einen Kontaktkörper (12) in Einsteckrichtung (A) durch das Kodiergehäuse (4) in den Steckerkörper (6) einzubringen, wobei der Kontaktkörper (12) und die Ausnehmungen (11) derart beschaffen sind, dass durch das Einbringen des Kontaktkörpers (12) das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) in ihrer Position zueinander fixiert sind.
Steckverbinder (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkörper (6) zur Aufnahme eines oder mehrerer Innenleiterteile (19) ausgebildet ist, wobei der wenigstens eine Kontaktkörper (12) als rohrförmiger Außenleiter und zur Aufnahme wenigstens eines der mehreren Innenleiterteile (19) ausgebildet ist.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kodiergehäuse (4) und/oder der Steckerkörper (6) ausgebildet ist, um ein bis zehn Kontaktkörper (12), vorzugsweise zwei bis sechs Kontaktkörper (12) und ganz besonders bevorzugt vier Kontaktkörper (12) aufzunehmen.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkörper (6) aus Metall, vorzugsweise als Zinkdruckgussteil ausgebildet und elektrisch leitend mit dem wenigstens einen Kontaktkörper (12) verbunden ist.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkörper (6) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer als Leiterplatte (5), elektrisches Kabel (14), Adapterteil (15) oder Gerätegehäuse (16) ausgebildeten elektrischen Baugruppe ausgebildet ist.
Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kodiergehäuse (4) Rastmittel (7) zur rastenden Verbindung mit dem kompatiblen Steckverbinder (3) aufweist.
Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders (2), der ein Kodiergehäuse (4) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem kompatiblen Steckverbinder (3) und einen Steckerkörper (6) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer elektrischen Baugruppe (5, 14, 15, 16) aufweist, wobei das Kodiergehäuse (4) in einem Montageschritt mit dem Steckerkörper (6) mechanisch verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageschritt zur Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen dem Kodiergehäuse (4) und dem Steckerkörper (6) eine Montagebewegung (B) des Kodiergehäuses (4) relativ zu dem Steckerkörper (6) umfasst, durch welche das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) in Einsteckrichtung (A) des kompatiblen Steckverbinders (3) formschlüssig miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebewegung (B) ein Aufschieben des Kodiergehäuses (4) auf den Steckerkörper (6) und/oder eine Verdrehung des Kodiergehäuses (4) gegenüber dem Steckerkörper (6) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschieben des Kodiergehäuses (4) auf den Steckerkörper (6) unter Verwendung eines Schienensystems erfolgt, wobei das Kodiergehäuse (4) und der Steckerkörper (6) jeweils wenigstens eine miteinander korrespondierende Führungsschiene (9, 10) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschieben entlang eines Montagewinkels (α) erfolgt, wobei der Montagewinkel (α) relativ zu der Einsteckrichtung (A) 30° bis 150°, vorzugsweise 45° bis 135°, besonders bevorzugt 80° bis 100° und ganz besonders bevorzugt 90°, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Montageschritt wenigstens ein Kontaktkörper (12) in Einsteckrichtung (A) durch korrespondierende Ausnehmungen (11) in dem Kodiergehäuse (4) und in dem Steckerkörper (6) eingebracht wird, derart dass die relative Position zwischen dem Kodiergehäuse (4) und dem Steckerkörper (6) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kontaktkörper (12) in der Ausnehmung (11) des Steckerkörpers (6) verpresst, verlötet, verschweißt, verschmolzen und/oder verklebt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Montageschritt wenigstens ein Innenleiterteil (19) durch den Steckerkörper (6) geführt und von dem wenigstens einen Kontaktkörper (12) aufgenommen wird.
Steckverbindersystem (1), umfassend einen elektrischen Steckverbinder (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, einen kompatiblen Steckverbinder (3) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Kodiergehäuse (4) des elektrischen Steckverbinders (2) und eine elektrische Baugruppe (5, 14, 15, 16) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Steckerkörper (6) des elektrischen Steckverbinders (2).