DE102019210235A1

DE102019210235A1 - Direktsteckverbinder

Info

Publication number: DE102019210235A1
Application number: DE102019210235.2A
Authority: DE
Inventors: Micha Brodbeck; Stefan Schilpp
Original assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-07-11
Also published as: CA3107090C; JP2021532553A; EP3782235A1; US11594831B2; TWI738415B; WO2021004893A1; US20220140511A1; CN112640221B; TW202114305A; CA3107090A1; JP7111884B2; CN112640221A; DE102019210235B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Direktsteckverbinder (1) für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter (30) und einer metallisierten Durchgangsöffnung (40) einer Leiterplatte (50). Der Direktsteckverbinder (1) weist ein Befestigungselement (4) und einen Kontakt (2) mit wenigstens einem ersten Kontaktarm (3a) auf. Der erste Kontaktarm (3a) ist zur elektrischen Verbindung des Leiters (30) mit der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet. Das Befestigungselement (4) kann eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen, wobei das Befestigungselement (4) in der Befestigungsposition zur Befestigung des Direktsteckverbinders (1) an der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Direktsteckverbinder für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter und einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte, mit einem Kontakt mit wenigstens einem ersten Kontaktarm, wobei der erste Kontaktarm zur elektrischen Verbindung des Leiters mit der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet ist und mit einem Befestigungselement, das eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen kann.
Die DE 10 2013 214 232 A1 offenbart eine Steckvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Einsteckelementen und einem Klemmstift, der relativ zu den Einsteckelementen bewegbar ist.
Die DE 10 2016 111 926 A1 offenbart einen Steckkontakt mit einem Kragarm.
Die DE 10 2015 119 484 A1 offenbart einen L-förmig abgebogenen Steckkontakt.
Bekannt sind SKEDD-Kontakte (SKEDD ist eine Marke, EU010723948), die eine vibrationssichere Verbindung und ein reversibles Stecken in ein metallisiertes Bohrloch einer Leiterplatte ermöglichen. Ein SKEDD-Kontakt wird durch Stanzen und anschließendes Biegen hergestellt, wobei der SKEDD-Kontakt aus einem Stück Material hergestellt wird und zwei unterschiedliche Materialstärken aufweist.
Der Erfindung liegt als Aufgabe die Bereitstellung eines Direktsteckverbinders zugrunde, der eine kompakte Bauweise aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und die Stabilität einer mechanischen und elektrischen Verbindung erhöht.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Bereitstellung eines Direktsteckverbinders mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der erfindungsgemäße Direktsteckverbinder für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter und einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte weist ein Befestigungselement und einen Kontakt mit wenigstens einem ersten Kontaktarm auf. Der erste Kontaktarm ist zur elektrischen Verbindung des Leiters mit der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet. Das Befestigungselement kann eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen, wobei das Befestigungselement in der Befestigungsposition zur Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Durch die Verwendung der metallisierten Durchgangsöffnung sowohl für die Befestigung des Direktsteckverbinders als auch für die Herstellung der elektrischen Verbindung wird eine kompakte Bauweise des Direktsteckverbinders erreicht. Die kompakte Bauweise erlaubt es, die Materialkosten des Direktsteckverbinders gering zu halten, wodurch der Direktsteckverbinder kostengünstig in der Herstellung ist. Außerdem treten, falls ungewollte Kräfte auf einen Direktsteckverbinder einwirken, infolge der Anordnung des Kontakts und des Befestigungselements keine oder nur minimale Hebelmomente auf, wodurch eine höhere Stabilität einer elektrischen Verbindung des Direktsteckverbinders erreicht wird.
Der Leiter kann eine Kabellitze eines Kabels oder ein Draht sein.
Der Kontakt kann einen Anschlussabschnitt aufweisen. Der Anschlussabschnitt kann dazu ausgebildet sein, eine lösbare elektrische Verbindung oder eine unlösbare elektrische Verbindung mit dem Leiter herzustellen, insbesondere kann die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Leiter eine Lötverbindung, eine Pressverbindung, eine Quetschverbindung, eine IDC-Verbindung, eine Klemmverbindung, eine Steckzungenverbindung, eine Verbindung durch Crimpen oder eine Schweißverbindung sein.
Der erste Kontaktarm kann dazu ausgebildet sein, eine lösbare elektrische Verbindung mit der metallisierten Durchgangsöffnung herzustellen. Insbesondere kann die lösbare elektrische Verbindung eine Steckverbindung sein. Der erste Kontaktarm kann dazu ausgebildet sein, in die metallisierte Durchgangsöffnung, insbesondere mehrfach, eingeschoben oder eingesteckt zu werden und, insbesondere mehrfach, aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen zu werden. Insbesondere kann der erste Kontaktarm federnd ausgebildet sein, so dass nach dem Einstecken in die metallisierte Durchgangsöffnung eine sichere elektrische Verbindung hergestellt ist. Mit anderen Worten kann der erste Kontaktarm während des Einsteckens in die metallisierte Durchgangsöffnung elastisch verformt werden, wodurch der erste Kontaktarm vorgespannt wird. Die Vorspannung kann den ersten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung drücken. Der erste Kontaktarm und/oder der Kontakt kann an seinen Kanten, insbesondere an seinen Außenkanten, eine Fase oder eine Abrundung aufweisen. Der Kontakt ist aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt oder zumindest elektrisch leitfähig beschichtet.
Das Befestigungselement kann dazu ausgebildet sein, in der Befestigungsposition an der metallisierten Durchgangsöffnung anzugreifen bzw. in die metallisierte Durchgangsöffnung einzugreifen und ist beispielsweise dazu ausgebildet, in der Freigabeposition in die metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben oder eingesetzt zu werden oder aus der metallisierten Durchgangsöffnung gezogen oder entnommen zu werden. Das Befestigungselement kann ein flexibles Element sein, insbesondere kann das Befestigungselement von der Befestigungsposition durch Ausübung einer Kraft auf das Befestigungselement in die Freigabeposition übergeführt werden, beispielsweise durch Biegen oder Verbiegen des Befestigungselements. In der Freigabeposition kann das Befestigungselement vorgespannt sein, wobei die Vorspannung ein selbständiges Überführen des Befestigungselements von der Freigabeposition in die Befestigungsposition bewirkt, beispielsweise durch ein Zurückfedern des Befestigungselements in die Befestigungsposition. Das Befestigungselement ist ein von dem Kontakt getrenntes Element. Das Befestigungselement kann beispielsweise Teil des Gehäuses sein. Das Befestigungselement ist aus elektrisch isolierendem Material hergestellt oder zumindest mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet.
Wenn das Befestigungselement in die metallisierte Durchgangsöffnung eingesetzt wurde, kann das Befestigungselement in der Befestigungsposition eine formschlüssige Verbindung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung mit der metallisierten Durchgangsöffnung bewirken.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Direktsteckverbinder einen Verriegelungsstift auf, der in einem verriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements von der Befestigungsposition in die Freigabeposition durch einen Formschluss mit dem Befestigungselement verhindert und in einem entriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ermöglicht. Vorteilhafterweise wird durch den Verriegelungsstift eine stabilere mechanische Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung erreicht, insbesondere wird durch den Verriegelungsstift ein ungewolltes Lösen der Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung verhindert. Beispielsweise kann der Verriegelungsstift mehrfach zwischen dem entriegelten Zustand und dem verriegelten Zustand überführt werden. Im verriegelten Zustand kann der Verriegelungsstift in das Befestigungselement eingesetzt oder von dem Befestigungselement aufgenommen sein. Der Verriegelungsstift kann auch dazu ausgebildet sein, das Befestigungselement nicht nur in der Befestigungsposition zu blockieren sondern auch gegen die metallisierte Durchgangsöffnung zu drücken.
In Weiterbildung der Erfindung definiert der Kontakt einen Zwischenraum zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen des Verriegelungsstifts, wobei der erste Kontaktarm den Zwischenraum zumindest teilweise begrenzt, und wobei der Verriegelungsstift wenigstens in der Befestigungsposition innerhalb des Zwischenraums angeordnet ist. Vorteilhaft wird durch diese Anordnung von Verriegelungsstift und Kontakt eine kompakte Bauweise erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Kontakt einen zweiten Kontaktarm auf, der dem ersten Kontaktarm gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der erste Kontaktarm und der zweite Kontaktarm den Zwischenraum zumindest teilweise begrenzen. Durch die Verwendung eines zweiten Kontaktarms wird die Stabilität einer elektrischen Verbindung eines Direktsteckverbinders erhöht. Der zweite Kontaktarm kann die gleichen Eigenschaften oder die gleiche Ausbildung wie der erste Kontaktarm aufweisen.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift wenigstens eine erste Nut auf, innerhalb welcher der erste Kontaktarm im verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts wenigstens abschnittsweise angeordnet ist. Beispielsweise ist der erste Kontaktarm teilweise innerhalb der ersten Nut angeordnet. In der Freigabeposition kann der ersten Kontaktarm ebenfalls abschnittsweise innerhalb der ersten Nut angeordnet sein.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift eine zweite Nut auf, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm im verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts wenigstens abschnittsweise angeordnet ist, wobei die zweite Nut der ersten Nut gegenüberliegend angeordnet ist. Beispielsweise ist der zweite Kontaktarm teilweise innerhalb der zweiten Nut angeordnet. In der Freigabeposition kann der zweite Kontaktarm ebenfalls abschnittsweise innerhalb der zweiten Nut angeordnet sein.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift und/oder der erste Kontaktarm wenigstens eine Anlaufschräge auf, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift den ersten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung drückt oder vorspannt. Beispielsweise kann die Anlaufschräge dazu ausgebildet sein, dass der Verriegelungsstift den ersten Kontaktarm mit einer Kraft in Richtung der metallisierten Durchgangsöffnung beaufschlagt. Der Verriegelungsstift und/oder der zweite Kontaktarm kann eine weitere Anlaufschräge aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift den zweiten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannt.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Befestigungselement wenigstens einen ersten Rastarm mit einer ersten Rastnase auf. Vorzugsweise rastet zur Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung die erste Rastnase an der metallisierten Durchgangsöffnung ein beziehungsweise an einem Ende der Durchgangsöffnung, an dem die Durchgangsöffnung in eine Unterseite der Leiterplatte übergeht. Der erste Rastarm kann dazu ausgebildet sein, in die metallisierte Durchgangsöffnung, insbesondere mehrfach, eingeschoben oder eingesteckt zu werden und, insbesondere mehrfach, aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen zu werden. Beispielsweise kann sich der erste Rastarm elastisch verformen, wobei der erste Rastarm in der Befestigungsposition nicht verformt ist und in der Freigabeposition verformt ist. Beispielsweise weist die erste Rastnase eine erste Schräge und/oder eine zweite Schräge auf. Die erste Schräge kann dazu ausgebildet sein, dass das Befestigungselement von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt wird, insbesondere den ersten Rastarm zu verformen und auszulenken, wenn das Befestigungselement in die metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben wird und/oder die zweite Schräge kann dazu ausgebildet sein, dass das Befestigungselement von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt wird, insbesondere den ersten Rastarm zu verformen und auszulenken, wenn das Befestigungselement aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen wird. Die zweite Schräge kann eine größere Steigung aufweisen als die erste Schräge, so dass für das Herausziehen des Befestigungselements aus der metallisierten Durchgangsöffnung eine größere Kraft erforderlich ist, als für das Einschieben des Befestigungselements in die metallisierte Durchgangsöffnung.
In Weiterbildung der Erfindung liegt der Verriegelungsstift in dem verriegelten Zustand an einer Rückseite des ersten Rastarms an, die der ersten Rastnase abgewandt ist. Beispielsweise besteht in dem verriegelten Zustand ein Formschluss zwischen dem Verriegelungsstift und dem ersten Rastarm, der ein Überführen, insbesondere ein Verformen, des ersten Rastarms von der Befestigungsposition in die Freigabeposition verhindert. Die Rückseite des ersten Rastarms und/oder der Verriegelungsstift kann mit einer Anlaufschräge versehen sein. Der Verriegelungsstift kann in dem verriegelten Zustand den ersten Rastarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannen oder drücken.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Befestigungselement einen zweiten Rastarm mit einer zweiten Rastnase auf, wobei der zweite Rastarm dem ersten Rastarm gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die Verwendung eines zweiten Rastarms wird die Stabilität einer Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung erhöht. Der zweite Rastarm kann die gleichen Eigenschaften oder Ausbildungen des ersten Rastarms aufweisen. Die Rückseite des zweiten Rastarms und/oder der Verriegelungsstift kann mit einer Anlaufschräge versehen sein. Der Verriegelungsstift kann in dem verriegelten Zustand den zweiten Rastarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannen oder drücken.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Verriegelungsstift dazu ausgebildet, zwischen den ersten Rastarm und den zweiten Rastarm geschoben zu werden.
In Weiterbildung der Erfindung liegt der erste Rastarm und der zweite Rastarm in einer Rastarmebene, der erste Kontaktarm und der zweite Kontaktarm liegen in einer Kontaktarmebene und die Rastarmebene und die Kontaktarmebene stehen senkrecht aufeinander.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Direktsteckverbinder ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse das Befestigungselement aufweist. Beispielsweise kann das Befestigungselement an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sein. Vorzugsweise sind das Befestigungselement und das Gehäuse einteilig ausgebildet. Beispielsweise kann das Befestigungselement und/oder das Gehäuse aus Kunststoff sein. Innerhalb des Gehäuses kann der Kontakt berührungssicher und elektrisch isoliert gegenüber der Umgebung angeordnet sein.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf, wobei das erste Gehäuseteil das Befestigungselement aufweist und wobei das zweite Gehäuseteil den Verriegelungsstift aufweist, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil relativ zueinander verschiebbar sind, wobei in einer ersten Relativposition von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil der Verriegelungsstift den entriegelten Zustand einnimmt und wobei in einer zweiten Relativposition von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil der Verriegelungsstift den verriegelten Zustand einnimmt. Vorzugsweise ist der Verriegelungsstift mit dem zweiten Gehäuseteil einteilig ausgebildet. Eine Verschiebungsrichtung des ersten Gehäuseteils relativ zum zweiten Gehäuseteil kann parallel zu einer Längsachse der metallisierten Durchgangsöffnung sein und/oder parallel zu einer Einsteckrichtung des Direktsteckverbinders in die metallisierte Durchgangsöffnung.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Kontakt einen Sicherungsabschnitt auf, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und den Kontakt gegen Herausfallen aus dem Gehäuse sichert. Wenn der Direktsteckverbinder eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und der metallisierten Durchgangsöffnung hergestellt hat, das Befestigungselement sich in der Befestigungsposition befindet und Zugkräfte auf den Leiter einwirken, kann der Sicherungsabschnitt ein Herausfallen, insbesondere ein Herausziehen, des Kontakts aus dem Gehäuse infolge der Zugkräfte auf den Leiter verhindern, wodurch ein Trennen der elektrischen Verbindung verhindert wird.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Direktsteckverbinder ein Zentrierelement auf, das mit einem korrespondierenden Zentrierelement der Leiterplatte zusammenwirken kann und den Direktsteckverbinder gegen Verdrehen sichert. Das Zentrierelement kann eine Zentrieröffnung oder ein Zentrierstift sein. Das korrespondierende Zentrierelement der Leiterplatte kann ein Zentrierstift oder Zentrieröffnung sein. In der Regel wird an der Leiterplatte eine Zentrieröffnung vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Zentrierelement an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sein, insbesondere an einer Unterseite des ersten Gehäuseteils. Beispielsweise können das Zentrierelement und das Gehäuse einteilig ausgebildet sein. Beispielsweise können das Zentrierelement und das korrespondierende Zentrierelement der Leiterplatte als Positionierungshilfe wirken, wenn der Direktsteckverbinder an der Leiterplatte und speziell an der metallisierten Durchgangsöffnung befestigt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, dargestellten Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Direktsteckverbinders von schräg unten,
2 eine Ansicht des Direktsteckverbinders der 1 von unten,
3 eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders der 1 auf eine Schnittebene III-III, wobei der Direktsteckverbinder an einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte befestigt ist,
4 eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders der 1 auf eine Schnittebene IV-IV, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung befestigt ist,
5 eine Ansicht des Direktsteckverbinders der 1 von schräg unten, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung der Leiterplatte befestigt ist,
6 eine Ansicht des Direktsteckverbinders der 1 von schräg oben, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung der Leiterplatte befestigt ist,
7 eine Explosionsdarstellung oder auseinandergezogene Darstellung des Direktsteckverbinders der 1 mit Leiterplatte,
8 eine Ansicht eines Kontakts des Direktsteckverbinders der 1 von schräg vorne,
9 eine Ansicht des Kontakts der 8 von schräg hinten,
10 eine Ansicht eines ersten Gehäuseteils des Direktsteckverbinders der 1 von schräg unten,
11 eine Ansicht des ersten Gehäuseteils der 10 von schräg oben,
12 eine erste Schnittansicht des ersten Gehäuseteils der 10,
13 eine zweite Schnittansicht des ersten Gehäuseteils der 10,
14 eine Ansicht eines zweiten Gehäuseteils des Direktsteckverbinders der 1 von schräg unten,
15 eine Ansicht des zweiten Gehäuseteils der 14 schräg von der Seite,
16 eine erste Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils der 14,
17 eine zweite Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils der 14,
18 das gemäß 16 geschnittene zweite Gehäuseteil von schräg oben,
19 das gemäß 17 geschnittene zweite Gehäuseteil schräg von der Seite,
20 eine Ansicht des zweiten Gehäuseteils der 14 schräg von der Seite,
21 eine Ansicht des Direktsteckverbinders der 1 auf eine Schnittebene XXI-XXI, und
22 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Direktsteckverbinders von schräg oben, der an einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte befestigt ist.

1 zeigt in einer Ansicht von schräg unten einen Direktsteckverbinder 1 mit einem Gehäuse 17, das ein erstes Gehäuseteil 18 und ein zweites Gehäuseteil 19 aufweist. Abschnittsweise ragt ein Kontakt 2 aus dem ersten Gehäuseteil 18 an einer Unterseite des Direktsteckverbinders 1 heraus. Aus dem ersten Gehäuseteil 18 ragen abschnittsweise ein erster Kontaktarm 3a und ein zweiter Kontaktarm 3b des Kontakts 2 heraus. Der erste Kontaktarm 3a ist bezogen auf den zweiten Kontaktarm 3b gegenüberliegend angeordnet. Der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b sind dafür vorgesehen, den Kontakt 2 mit einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte elektrisch zu verbinden. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen in einer gemeinsamen Kontaktarmebene.
Das Gehäuse 17 weist an seiner Unterseite, an welcher der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b herausragen und die in 1 dem Betrachter zugewandt ist, ein Befestigungselement 4 auf. Das Befestigungselement 4 ist dazu vorgesehen, den Direktsteckverbinder 1 an der metallisierten Durchgangsöffnung zu befestigen. Hierzu kann das Befestigungselement 4 eine Befestigungsposition oder eine Freigabeposition einnehmen. Das Befestigungselement 4 hält dann, wenn es sich in der Befestigungsposition befindet und in der metallisierten Durchgangsöffnung eingeschoben ist, den Direktsteckverbinder 1 an der metallisierten Durchgangsöffnung beziehungsweise an der Leiterplatte. In der Freigabeposition ist es möglich, das Befestigungselement 4 in die metallisierte Durchgangsöffnung zu schieben oder aus der metallisierten Durchgangsöffnung zu ziehen. In 1 ist die Befestigungsposition gezeigt.
Das in 1 gezeigte Befestigungselement 4 weist einen ersten Rastarm 9a und einen zweiten Rastarm 9b auf. Der erste Rastarm 9a weist eine erste Rastnase 10a und der zweite Rastarm 9b weist eine zweite Rastnase 10b auf. Der erste Rastarm 9a ist bezogen auf den zweiten Rastarm 9b gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Rastarme 9a, 9b mit ihren Rastnasen 10a, 10b sind dazu ausgebildet, in die metallisierte Durchgangsöffnung einzurasten. Die beiden Rastarme 9a, 9b sind in einer Rastarmebene angeordnet.
1 zeigt, dass die beiden Kontaktarme 3a, 3b und die beiden Rastarme 9a, 9b dazu vorgesehen sind, dieselbe metallisierte Durchgangsöffnung einerseits für die Herstellung einer elektrischen Verbindung und andererseits für die Befestigung des Direktsteckverbinders 1 zu nutzen.
Weiter zeigt 1, dass zwischen den beiden Kontaktarmen 3a, 3b und den beiden Rastarmen 9a, 9b ein Verriegelungsstift 5 angeordnet ist. Der Verriegelungsstift 5 ist dazu vorgesehen das Befestigungselement 4 zu blockieren, so dass das Befestigungselement 4 und speziell die Rastarme 9a, 9b nicht ungewollt von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt werden.
2 zeigt den Direktsteckverbinder 1 von unten. Die beiden Rastarme 9a, 9b liegen in einer Rastarmebene 14 und die Kontaktarme 3a, 3b liegen in einer Kontaktarmebene 16, wobei die Rastarme 9a, 9b und die Kontaktarme 3a, 3b derart angeordnet sind, dass die Rastarmebene 14 und die Kontaktarmebene 16 senkrecht aufeinander stehen.
3 zeigt eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus 2 ist. Der Direktsteckverbinder 1 ist in eine metallisierte Durchgangsöffnung 40 einer Leiterplatte 50 eingesteckt. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen an einer Wandung der metallisierten Durchgangsöffnung 40 an und stellen dadurch die elektrische Verbindung zu dieser her.
4 zeigt eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus 2 ist. Die beiden Rastnasen 10a, 10b sind außerhalb der metallisierten Durchgangsöffnung 40 angeordnet und liegen auf einer Unterseite der Leiterplatte 50 auf. Die beiden Rastnasen 10a, 10b hintergreifen also die metallisierte Durchgangsöffnung 40 und verhindern so, dass der Direktsteckverbinder 1 ungewollt von der Leiterplatte 50 abgezogen wird.
Weiter zeigt 4, dass der Verriegelungsstift 5 einteilig mit dem zweiten Gehäuseteil 19 ausgebildet ist und dass das Befestigungselement 4 einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 18 ausgebildet ist.
4 zeigt einen verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts 5. Der Verriegelungsstift 5 ist zwischen dem ersten Rastarm 9a und dem zweiten Rastarm 9b geschoben und liegt sowohl an einer Rückseite 11 des ersten Rastarms 9a, als auch an einer Rückseite 12 des zweiten Rastarms 9b an. Dadurch wird in einer Richtung parallel zur Leiterplatte 50 ein Formschluss zwischen dem Verriegelungsstift 5 und den beiden Rastarmen 9a, 9b erreicht. Dieser Formschluss bewirkt, dass das Befestigungselement 4 und die Rastarme 9a, 9b in der Befestigungsposition blockiert werden und verhindert, dass die Rastarme 9a, 9b ungewollt in die Freigabeposition überführt werden und infolge dessen der Direktsteckverbinder 1 sich ungewollt von der Leiterplatte 50 und aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 löst.
Um den Direktsteckverbinder 1 aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 und somit von der Leiterplatte 50 zu lösen, muss der Verriegelungsstift 5 in einen nicht dargestellten entriegelten Zustand überführt werden. In der Darstellung der 4 muss der Verriegelungsstift 5 hierzu zusammen mit dem zweiten Gehäusebauteil 19 relativ zu den Rastarmen 9a, 9b und dem zweiten Gehäuseteil 18 nach oben, von der Leiterplatte 50 weg, bewegt werden. In dem entriegelten Zustand ist der Verriegelungsstift 5 dann zumindest nicht mehr zwischen den beiden Rastnasen 10a, 10b angeordnet und ein Überführen der Rastarme 9a, 9b von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ist möglich. Sind die Rastarme 9a, 9b in die Freigabeposition überführt, in 4 also nach innen ausgelenkt, können sich die Rastnasen 10a, 10b in die Durchgangsöffnung 40 hineinbewegen und der Direktsteckverbinder 1 kann aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 gezogen werden. Um den Verriegelungsstift 5 in den entriegelten Zustand überzuführen, zieht ein Benutzer an dem zweiten Gehäuseteil 19 in eine Richtung 8, die von der Leiterplatine weg zeigt. Dadurch verschiebt sich das zweite Gehäuseteil 19 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 18, bis beide Gehäuseteile 18, 19 eine erste Relativposition einnehmen. In der ersten Relativposition weist der Verriegelungsstift 5 den entriegelten Zustand auf und der Direktsteckverbinder 1 kann aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 gezogen werden. Um den Direktsteckverbinder 1 wieder an der metallisierten Durchgangsöffnung 40 zu befestigen, werden die beiden Rastarme 9a, 9b zusammen mit den beiden Kontaktarmen 3a, 3b in die metallisierte Durchgangsöffnung 40 geschoben, bis die beiden Rastnasen 10a, 10b hinter die metallisierte Durchgangsöffnung 40 einrasten, wie in 4 gezeigt ist. Anschließend drückt ein Benutzer das zweite Gehäuseteil 19 entgegen der Richtung 8, wodurch sich das zweite Gehäuseteil 19 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 18 verschiebt und eine zweite Relativposition einnimmt, die in 4 dargestellt ist. In der zweiten Relativposition befindet sich der Verriegelungsstift 5 in dem verriegelten Zustand, siehe 4.
5 zeigt den Direktsteckverbinder 1 von unten, wobei der Direktsteckverbinder 1 mit der Leiterplatte 50 verbunden ist. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen an der Wand der metallisierten Durchgangsöffnung 40 an und stellen dadurch eine elektrische Verbindung her. Die beiden Rastnasen 10a, 10b halten über dieselbe metallisierte Durchgangsöffnung 40 den Direktsteckverbinder 1 an der Leiterplatte 50. Der Verriegelungsstift 5 befindet sich in dem verriegelten Zustand und blockiert die Rastnasen 10a, 10b.
6 zeigt den Direktsteckverbinder 1 in einer Ansicht von schräg oben. Der Direktsteckverbinder 1 ist an der Leiterplatte 50 befestigt und stellt eine elektrische Verbindung zwischen einem Leiter 30, der mit den Kontakt 2 verbunden ist, und der metallisierten Durchgangsöffnung 40 der Leiterplatte 50 her.
7 zeigt den Direktsteckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung oder auseinandergezogenen Darstellung.
8 und 9 zeigen jeweils eine Ansicht des Kontakts 2 von schräg vorne beziehungsweise schräg hinten. Der Kontakt 2 weist einen Anschlussabschnitt 13 auf. Der Anschlussabschnitt 13 ist dazu ausgebildet, eine elektrische Verbindung mit dem Leiter 30 herzustellen und den Leiter 30 an dem Kontakt 2 zu befestigen. Hierzu wird der Leiter 30 in den Anschlussabschnitt 13 des Kontakts 2 gelegt und durch quetschen des Anschlussabschnitts 13 wird eine Quetschverbindung oder Einpressverbindung zwischen dem Kontakt 2 und dem Leiter 30 hergestellt. Der Anschlussabschnitt kann im Rahmen der Erfindung beliebig ausgebildet sein, beispielsweise auch als Schneidklemmkontakt oder als Lötfahne.
Weiter weist der Kontakt 2 einen Sicherungsabschnitt 20 auf, wobei ein dem Anschlussabschnitt 13 zugewandtes Ende 27 des Sicherungsabschnitts 20 gegenüber der Kontaktarmebene 16, in der die Kontaktarme 3a, 3b und der übrige Sicherungsabschnitt 20 liegen, abgebogen ist. Der Sicherungsabschnitt 20 ist im zusammengebauten Zustand des Direktsteckverbinders 1 innerhalb des Gehäuses 17 angeordnet, siehe auch 3, und sichert den Kontakt 2 gegen Herausfallen aus dem Gehäuse 17. Wenn ein Leiter 30 mit dem Kontakt 2 mit dem Anschlussabschnitt 13 verbunden ist und es wird am Leiter 30 gezogen, dann stoßen die abgebogenen Enden 27 des Sicherungsabschnitts 20 gegen einen Wulst 28 des zweiten Gehäuseteils 19, wodurch verhindert wird, dass der Kontakt 2 aus dem Gehäuse 17 gezogen wird. Mit anderen Worten verhindert ein Formschluss zwischen dem Wulst 28 und dem Ende 27 ein Herausfallen des Kontakts 2 aus dem Gehäuse 17.
Der Kontakt 2 ist einstückig aus einem Stück flächigen Blechmaterials ausgebildet. Das Blechmaterial wird zunächst ausgestanzt oder ausgelasert, um anschließend durch Biegen den Anschlussabschnitt 13 und das Ende 27 des Sicherungsabschnitts 20 auszubilden.
Weiter ist in 8 und 9 gezeigt, dass der Kontakt 2 einen Zwischenraum 6 definiert, wobei der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b den Zwischenraum 6 zumindest teilsweise begrenzen. In der Befestigungsposition des Verriegelungsstifts 5 ist innerhalb des Zwischenraums 6 der Verriegelungsstift 5 angeordnet, siehe auch 3. Hierzu weist der Verriegelungsstift 5 eine erste Nut 7a, innerhalb welcher der erste Kontaktarm 3a teilweise angeordnet ist, und eine zweite Nut 7b auf, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm 3b teilweise angeordnet ist, siehe auch 1. Weil die beiden Kontaktarme 3a, 3b einander gegenüberliegend angeordnet sind, sind die Nuten 7a, 7b ebenfalls gegenüberliegend angeordnet.
10 und 11 zeigen jeweils eine Schrägansicht des ersten Gehäuseteils 18. Das erste Gehäuseteil 18 weist eine Kontaktausnehmung 24 auf. Die Kontaktausnehmung 24 ist dazu vorgesehen, dass bei der Montage des Direktsteckverbinders 1 der Kontakt 2 in das erste Gehäuseteil 18 derart eingesetzt werden kann, dass die beiden Kontaktarme 3a, 3b teilweise aus dem ersten Gehäuseteil 18 ragen und zwischen den beiden Rastarmen 9a, 9b angeordnet sind.
12 und 13 zeigen jeweils eine Schnittansicht des ersten Gehäuseteils 18, wobei in 12 die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus 2 und in 13 die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus 2 ist.
14 und 15 zeigen jeweils eine Schrägansicht des zweiten Gehäuseteils 19 mit dem einteilig ausgebildeten Verriegelungsstift 5 und den beiden Nuten 7a, 7b.
16 und 17 zeigen jeweils eine Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils 19, wobei in 16 die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus 2 und in 17 die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus 2 ist.
18 und 19 zeigen jeweils eine andere Perspektive der Schnittansichten des zweiten Gehäuseteils 19 aus 16 und 17.
20 zeigt eine Schrägansicht des zweiten Gehäuseteils 19 aus 14 aus einer anderen Perspektive. Das zweite Gehäuseteil 19 weist eine obere Rastöffnung 25a und eine untere Rastöffnung 25b auf. In diese Rastöffnungen 25a, 25b kann eine Rastnase 26 des ersten Gehäuseteils 18 eingreifen, siehe auch 11. Wenn das erste Gehäuseteil 18 und das zweite Gehäuseteil 19 die erste Relativposition aufweisen, dann ist die Rastnase 26 innerhalb der unteren Rastöffnung 25b angeordnet. Wenn das erste Gehäuseteil 18 und das zweite Gehäuseteil 19 die zweite Relativposition aufweisen, dann ist die Rastnase 26 innerhalb der oberen Rastöffnung 25a angeordnet. Daher werden durch die Rastnase 26 und die Rastöffnungen 25a, 25b die erste Relativposition und die zweite Relativposition der beiden Gehäuseteile 18, 19 und damit auch der entriegelte Zustand und der verriegelte Zustand des Verriegelungsstifts 5 festgelegt. Wenn ein Benutzer die beiden Gehäuseteile 18, 19 zwischen den beiden Relativpositionen durch Drücken oder Ziehen am zweiten Gehäuseteil 19 überführt, spürt der Benutzer durch das Einrasten der Rastnase 26 in einer der beiden Rastöffnungen 25a, 25b, dass nun die erste Relativposition oder die zweite Relativposition erreicht ist.
21 zeigt eine Schnitteinsicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die zugehörige Schnittebene in 2 mit dem Bezugszeichen XXI-XXI gezeigt ist. Das erste Gehäuseteil 18 weist ein Zentrierelement 21 in Form eines Zentrierstifts auf, der in einem korrespondierenden Zentrierelement 22 in Form einer Zentrieröffnung der Leiterplatte aufgenommen ist. Das Zentrierelement 21 ist dafür vorgesehen, den Direktsteckverbinder 1 beim Befestigen an der Leiterplatte 50 richtig zu positionieren und im befestigten Zustand an der Leiterplatte 50 ein Verdrehen des Direktsteckverbinders 1 zu verhindern.
22 zeigt eine Schnittansicht eines Direktsteckverbinders 1'. Der Direktsteckverbinder 1' ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Direktsteckverbinders 1 aus den 1-21, wobei zum besseren Verständnis für identische und funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obigen Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der 1 bis 21 verwiesen werden kann, so dass nachstehend im Wesentlichen nur auf die bestehenden Unterschiede eingegangen wird. Der Verriegelungsstift 5 und die beiden Kontaktarme 3a, 3b weisen jeweils eine Anlaufschräge 23 auf. Wenn die beiden Gehäuseteile 18, 19 von der ersten Relativposition in die zweite Relativposition überführt werden, berühren sich die Anlaufschrägen 23 und wirken derart zusammen, dass die Kontaktarme 3a, 3b nach außen gedrückt werden. Sind die Kontaktarme 3a, 3b in die metallisierte Durchgangsöffnung 40 eingesetzt und nehmen die beiden Gehäuseteile 18, 19 die zweite Relativposition ein, wie dies in 22 dargestellt ist, werden die Kontaktarme 3a, 3b gegen eine Wandung der metallisierten Durchgangsöffnung 40 vorgespannt oder gedrückt. Dadurch wird eine größere Stabilität der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktarmen 3a, 3b und der metallisierten Durchgangsöffnung 40 erreicht. Dies kann beispielsweise bei mobilen Anwendungen, bei denen der Direktsteckverbinder 1' und die Leiterplatte 50 Vibrationen ausgesetzt sind, von großem Vorteil sein.
Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung einen Direktsteckverbinder bereit, der eine kompakte Bauweise aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und die Stabilität und Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung erhöht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013214232 A1 [0002]
DE 102016111926 A1 [0003]
DE 102015119484 A1 [0004]

Claims

Direktsteckverbinder (1) für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter (30) und einer metallisierten Durchgangsöffnung (40) einer Leiterplatte (50), aufweisend: - einen Kontakt (2) mit wenigstens einem ersten Kontaktarm (3a), wobei der erste Kontaktarm (3a) zur elektrischen Verbindung des Leiters (30) mit der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist, - ein Befestigungselement (4), das eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass - das Befestigungselement (4) in der Befestigungsposition zur Befestigung des Direktsteckverbinders (1) an der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 1, aufweisend - einen Verriegelungsstift (5), der in einem verriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements (4) von der Befestigungsposition in die Freigabeposition durch einen Formschluss mit dem Befestigungselement (4) verhindert und in einem entriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements (4) von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ermöglicht.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2, - wobei der Kontakt (2) einen Zwischenraum (6) zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen des Verriegelungsstifts (5) definiert, wobei der erste Kontaktarm (3a) den Zwischenraum (6) zumindest teilweise begrenzt, und - wobei der Verriegelungsstift (5) wenigstens in der Befestigungsposition innerhalb des Zwischenraums (6) angeordnet ist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 3, - wobei der Kontakt (2) einen zweiten Kontaktarm (3b) aufweist, der dem ersten Kontaktarm (3a) gegenüberliegend angeordnet ist, - wobei der erste Kontaktarm (3a) und der zweite Kontaktarm (3b) den Zwischenraum (6) zumindest teilweise begrenzen.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, - wobei der Verriegelungsstift (5) wenigstens eine erste Nut (7a) aufweist, innerhalb welcher der erste Kontaktarm (3a) im verriegelten Zustand angeordnet ist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 4 und 5, - wobei der Verriegelungsstift (5) eine zweite Nut (7b) aufweist, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm (3b) im verriegelten Zustand angeordnet ist, - wobei die zweite Nut (7b) der ersten Nut (7a) gegenüberliegend angeordnet ist.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, - wobei der Verriegelungsstift (5) und/oder der erste Kontaktarm (3a) eine Anlaufschräge (23) aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift (5) den ersten Kontaktarm (3a) gegen die metallisierte Durchgangsöffnung (40) vorspannt.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Befestigungselement (4) wenigstens einen ersten Rastarm (9a) mit einer ersten Rastnase (10a) aufweist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2 und 8, - wobei der Verriegelungsstift (5) in dem verriegelten Zustand an einer Rückseite (11) des ersten Rastarms (9a) anliegt, die der ersten Rastnase (10a) abgewandt ist.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, - wobei das Befestigungselement (4) einen zweiten Rastarm (9b) mit einer zweiten Rastnase (10b) aufweist, - wobei der zweite Rastarm (9b) dem ersten Rastarm (9a) gegenüberliegend angeordnet ist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2 und 10, - wobei der Verriegelungsstift (5) dazu ausgebildet ist, zwischen den ersten Rastarm (9a) und den zweiten Rastarm (9b) geschoben zu werden.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 10 bis 11, - wobei der erste Rastarm (9a) und der zweite Rastarm (9b) in einer Rastarmebene (14) liegen, - wobei der erste Kontaktarm (3a) und der zweite Kontaktarm (3b) in einer Kontaktarmebene (16) liegen und - wobei die Rastarmebene (14) und die Kontaktarmebene (16) senkrecht aufeinander stehen.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend - ein Gehäuse (17), wobei das Gehäuse (17) das Befestigungselement (4) aufweist.
Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2 und 13, - wobei das Gehäuse (17) ein erstes Gehäuseteil (18) und ein zweites Gehäuseteil (19) aufweist, wobei das erste Gehäuseteil (18) das Befestigungselement (4) aufweist und wobei das zweite Gehäuseteil (19) den Verriegelungsstift (5) aufweist, - wobei das erste Gehäuseteil (18) und das zweite Gehäuseteil (19) relativ zueinander verschiebbar sind, - wobei in einer ersten Relativposition von erstem Gehäuseteil (18) und zweitem Gehäuseteil (19) der Verriegelungsstift (5) den entriegelten Zustand einnimmt und - wobei in einer zweiten Relativposition von erstem Gehäuseteil (18) und zweitem Gehäuseteil (19) der Verriegelungsstift (5) den verriegelten Zustand einnimmt.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, - wobei der Kontakt (2) einen Sicherungsabschnitt (20) aufweist, der innerhalb des Gehäuses (17) angeordnet ist und den Kontakt (2) gegen Herausfallen aus dem Gehäuse (17) sichert.
Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend - ein Zentrierelement (21), das mit einem korrespondierenden Zentrierelement (22) der Leiterplatte (50) zusammenwirken kann, um den Direktsteckverbinder (1) gegen Verdrehen zu sichern.