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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Steckermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 und ein Herstellungsverfahren für eine solchen Steckermoduls 300 nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Im Stand der Technik ist bekannt, Anschlusselemente, wie Steckverbinder an eine Leiterplatte und mit deren Leiterbahnen mittels einer Lötverbindung anzubringen. Dieser Herstellungsschritt ist aufwändig und der Energieeintrag in die Leiterplatte durch das geschmolzene Lotmaterial ist grundsätzlich nicht vorteilhaft.
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Aus diesem Grund schlägt die
EP 0179 231 B1 bereits ein Anschlusselement vor, welches zum Einpressen in eine Bohrung einer Trägerplatte vorgesehen ist, wobei das aus einem Flachmaterial bestehende Anschlusselement zu beiden Seiten je eine kragenförmige Verbreiterung aufweist, an der ein Einpresswerkzeug ansetzbar ist, wobei die Verbreiterung schräg zur Ebene des Kontaktelementes und in entgegengesetzter Richtung abgebogen ist.
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Einen vergleichbaren Kontaktstift schlägt die
EP 0 152 769 A2 vor, der mit Presssitz in einer Öffnung einer Leiterplatte einsteckbar ist, wobei der Sitzabschnitt des Stiftes in der Leiterplatte mit mindestens zwei Außenabschnitten am Rand der Leiterplattenöffnung anliegt, und der Kontaktstift im Sitzabschnitt mit einer zentralen, stegartigen Stauchungszone versehen ist. Diese Stauchungszone verbindet die beiden einander gegenüberliegenden Außenabschnitte miteinander, wobei eine plastische Verformung beim Einpressvorgang stattfindet. Hierbei weist der Steg der Stauchungszone bereichsweise über die Lage des Sitzabschnitts beidseitig Verdickungen auf, die zueinander symmetrisch ausgebildet sind.
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Diese Kontaktelemente sind komplex konstruiert und die Montage an einer Leiterplatte ist ebenfalls aufwändig.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein konstruktiv einfacheres Anschlusselement und bezüglich der Montage verbessertes Verfahren für eine Leiterplatte mit einem Anschlusselement vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Steckverbinder nach den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Steckermodul mit einem Steckverbinder nach den Merkmalen des Anspruchs 7 und einem Verfahren zur Herstellung eines Steckermoduls mit einer Leiterplatte und einem Steckverbinder nach den Merkmalen des Anspruches 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen, zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
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Danach wird die Aufgabe gelöst durch einen Steckverbinder für eine Leiterplatte, umfassend
- - eine Steckerachse
- - einen (vorderen) Steckerkopf zur Verbindung mit einem (äußeren) Gegensteckverbinder,
- - mindestens zwei Kontaktelemente, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Steckerachse ausgerichtet sind, wobei die Kontaktelemente einen äußeren Kontaktabschnitt und einen inneren Pressabschnitt aufweisen. Hierbei weist der Steckerkopf mindestens ein hinteres Presselement auf, welches radial außen von den Pressabschnitten der Kontaktelemente angeordnet und elastisch verformbar ist.
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Die „Steckerachse“ ist hierbei die zentrale Achse mit der Hauptachsausrichtung, die sich aus der Lage und Ausrichtung der inneren Kontaktelemente ergibt und im Wesentlichen parallel und zentral zu allen Kontaktelementen ausgerichtet ist. Die Steckerachse ist hierbei nicht im strengen mathematischen Sinne als eine zentrale oder symmetrische Achse zu verstehen, sie dient vielmehr vorrangig der sprachlichen Beschreibung des Steckverbinders.
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Weiterhin sind „Kontaktelemente“ insbesondere nicht einschränkend zu verstehen und können im Bereich des Steckerkopfes mit seinem Kontaktabschnitt als Steckerpins oder Steckerbuchse ausgebildet sein, zur Aufnahme und Anschluss eines Gegensteckers. Das Kontaktelement selbst ist hierbei vorteilhafterweise ein langgestrecktes metallisches, stromleitendes Element, dass insbesondere im Wesentlichen zu einer zentralen Kontaktelementachse und/oder mindestens einer zentralen Kontaktelementebene symmetrisch ausgebildet ist.
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Der innere Pressabschnitt ist insbesondere parallel zur Leiterplatte ausgerichtet und wirkt über einen in Längsrichtung zur Steckerachse parallelen Abschnitt pressend auf die Leiterplatte beziehungsweise der dort angeordnete Kontaktflächen ein.
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Vorteilhafterweise ist das hintere Presselement derart oberhalb von dem Pressabschnitt angeordnet, dass das Presselement mindestens mit einem Abschnitt dauerhaft klemmend von oberhalb auf einen Streckenabschnitt des Pressabschnittes einwirkt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Presselement mindestens zeitweise bei einem Fügeschritt des Herstellungsverfahrens von oberhalb auf einen Streckenabschnitt des Pressabschnittes pressend einwirkt.
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Hierbei meint „innere/r“ oder „innen“ die Seite des Steckverbinders, auf der die Leiterplatte angebracht ist. In analoger Weise meint „außen“ oder „äußere/r“ die Seite des Steckverbinders, auf der ein Gegensteckverbinder angebracht werden kann. Weiterhin meint „oben“, „oberhalb“, „von oberhalb“, „unten“ oder „unterhalb“ eine Anordnung oder Abfolge gemäß einer Blickrichtung insbesondere auf die zentrale Leiterplatte, die bei dieser Blickrichtung im Zentrum angeordnet ist. Diese Angaben und vergleichbare Angabe dienen insbesondere der Beschreibung des Element und der Elemente zueinander in einer ggf. gezeigten oder bevorzugten Ausrichtung und sind als keinerlei Festlegung oder als Einschränkung zu verstehen, die eine mögliche Einbau- oder Nutzungslage oder Ausrichtung betreffen, denn der Steckverbinder mit der zugehörigen Leiterplatte kann eine Einbau- oder Nutzungslagen in jeglicher Dreh-, Kipp- und/oder Achsausrichtung einnehmen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen werden, das das Presselement aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist oder mit einem solchen überdeckt ist. Alternativ kann das Presselement in einem elektrisch isolierenden Wandabschnitt gelagert sein. Als besonders vorteilhaft kann eine Ausführungsform angesehen werden, bei der der Steckerkopf und das Presselement monolithisch aus einem einzigen elektrisch isolierenden Material gebildet sind, insbesondere aus einem solchen Material spritzgegossen und/oder pressgeformt sind.
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Das freie Ende des Kontaktelements, das in der Regel identisch mit dem freien Ende des Pressabschnittes ist, kann vorteilhafterweise eine Phase aufweisen oder ist abgerundet, um die Einführung der Leiterplatte zwischen den freien Enden zu erleichtern.
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Bei einer verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das hintere Presselement mindestens eine Extrusion aufweist. Diese Extrusion liegt idealerweise von außen auf dem Pressabschnitt des Kontaktelementes auf und bildet somit eine sehr exakt definierte Anpresskante. Die Extrusion kann hierbei die Form einer Kante, Schneide oder einer sonstigen (Material-)Erhebung aufweisen, wobei die Form der Extrusion grundsätzlich nicht eingeschränkt ist.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Extrusion und/oder die Extrusionsoberfläche, die mit dem Pressabschnitt in Kontakt kommt, eine höhere Härte aufweist als das sonstige Presselement. Auf diese Weise wird durch die Deformation größerer Bereiche des Presselementes eine höhere Anpresskraft auf den Pressabschnitt des Kontaktelements eingeleitet und vermieden, so dass nur das Extrusionselement lokal gestaucht und/oder deformiert wird.
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Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwei sich gegenüberliegende Presselemente jeweils eine Extrusion aufweisen, wobei zwei Kontaktabschnitte und zwei (radial) äußere Extrusionen in einer gemeinsamen Pressebene oder Pressachse liegen. Auf diese Weise wird beidseitig von außen eine Kraft in die Pressabschnitte der Kontaktelemente eingeleitet und eine sehr gut definierte Anpressung der Leiterplatte veranlasst, ohne diese zu verbiegen oder zu verwinden.
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Bei einer Ausführungsform kann vorgehen werden, dass Pressabschnitte unsymmetrisch auf den beiden Seiten der Leiterplatte angeordnet werden. Bspw. können zwei Pressabschnitte auf einer Seite der Leiterplatte angeordnet sein und nur ein Pressabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte angeordnet sein. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Kräfte in Richtung der Leiterplatte nicht zu groß sind und keine übermäßige Deformation der Leiterplatte erfolgt. Es kann bei dieser Ausführungsform vorteilhaft sein, die Leiterplatte mindestens in dem Bereich der aufliegenden Pressabschnitte in geeigneter Weise zu verstärken.
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Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Pressabschnitte mindestens auf einer Teilstrecke eine Schneid- und/oder Presskante aufweisen, die jeweils auf einer Kontaktfläche der Leiterplatte aufliegen.
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Hierzu können die Schnittflächen quer zu Längsachse der Pressabschnitte, in denen die untere, der Leiterplatte zugewandte Schneid- oder Presskante angeordnet ist, als Raute oder Dreieck ausgebildet sein. Der besondere Vorteil einer solchen Schneid- oder Presskante ist eine optimale metallische Verbindung zwischen der Kontaktfläche der Leiterplatte und der Schneid- oder Presskante des Kontaktelements.
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Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform ist das Presselement als vierseitiger Rahmen ausgebildet, dessen Rückseite die Zwischenwand des Steckerkopfes bildet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Rahmen eine Öffnungsbreite aufweist, so dass die Leiterplatte mit wenigstens einer Seite für eine Teillänge aufgenommen werden kann.
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Eine weitere Verbesserung kann darin bestehen, dass die Zwischenwand ein Aufnahme- oder Führungselement aufweist, an oder in welches der Rand der Leiterplatte auf- oder eingelegt werden kann, insbesondere klemmend eingeführt werden kann. Das Aufnahme- oder Führungselement kann ein Auflagekörper oder - finger sein, auf dem die Leiterplatte einseitig mit einer kleinen Teilfläche auf- oder anliegt. Alternativ kann das Aufnahme- oder Führungselement eine Nut- oder ein elastischer, passiver Greifer oder Greifabschnitt sein, in die die Leiterplatte mit einer kleinen Teilfläche beidseitig anliegt, insbesondere von beiden Seiten angrenzend zum Rand eingeklemmt wird.
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Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Pressabschnitt eines Kontaktelements ein separates Anschlusselement ist, welches über eine Leitung (134) und/oder einem Leitungskörper mit dem Kontaktelement verbunden ist.
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Hierbei ist „Leitung“ nicht einschränkend zu verstehen und meint jegliche Form einer elektrisch- und/oder datenleitenden Verbindung, auch eine gelötete, gedruckte, aufgelegte und/oder aufgeklebte Leitungsbahn.
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Vorteilhafterweise weist mindestens eines der Anschlusselemente beidseitig von der Leiterplatte eine Anschlussauflage auf, die auf jeweils einer Kontaktfläche einer Leiterplatte anlegbar oder anpressbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Anschlusselement selbst eine pressende Kraft von oberhalb auf die Anschlussauflagen ausübt, so dass die Leiterplatte an den Kontaktflächen einpressbar ist. Vorteilhafterweise ist analog zu den vorstehenden Ausführungen mindestens ein Presselement vorgesehen, idealerweise zwei sich auf beiden Seiten einer zentralen Leiterplatte gegenüberstehende Presselemente, wobei die Presselemente jeweils mindestens eine Extrusionen aufweisen können. Ein Vorteil kann bei dieser Ausführungsform darin bestehen, wenn die Presselemente und/oder die Extrusionen pressend direkt auf der Leiterplatte aufliegen, insbesondere außerhalb der Kontaktflächen auf der Leiterplatte aufliegen.
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Bei einer Verbesserung kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Presselement und/oder eine Extrusion eines Presselementes mindestens einseitig auf mindestens ein Anschlusselement und/oder eine Anschlussauflage eines Anschlusselementes pressend in Richtung einer Leiterplatte auflegbar ist oder aufliegt.
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Diese Ausführungsform kann dahingehend verbessert werden, dass der Steckverbinder mindestens ein Pressabschnitt eines Kontaktelementes über ein Presselement mit dem Anschlusselement und/oder den Anschlussauflagen kraftleitend verbunden ist. Anders ausgedrückt bildet bei dieser Ausführungsform der Pressabschnitt, das Presselement mit dem Anschlusselement und/oder einer Anschlussaufnahme eine Art Presskörper, der pressend auf eine zentrale Leiterplatte einwirken kann.
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Von der Erfindung ist weiterhin ein Steckermodul mit einer Leiterplatte umfasst, wobei die Leiterplatte mindestens ein Bauteil und mindestens eine Leitungsbahn umfasst, wobei an der Leiterplatte mindestens ein Steckverbinder zur Verbindung mit einem Gegenstecker angeordnet ist, der nach einem der vorherigen Varianten und Ausführungsformen ausgebildet ist.
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Hierbei ist der Steckverbinder insbesondere die einzige Hardwareverbindung der Leiterplatte zu einer externen Strom- und/oder Datenquelle. Hierbei kann die Leiterplatte als mikroelektronisches Bauteil, bspw. ein Surface mounted Device (SMD), eine Sende- und/oder Empfangseinheit für die drahtlose Datenübermittlung umfassen oder hiermit verbunden sein.
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Der Begriff „Bauteil“ ist vorliegend nicht einschränkend zu verstehen und meint ein elektrisches, elektronisches und/oder mikroelektronisches Bauteil, Modul und/oder Komponenten, vorrangig ein mikroelektronisches Halbleiterbauteil, insb. ein SMD. Ein Bauteil dient insbesondere nicht nur der reinen Weiterleitung von Strom und/oder Daten, sondern dient weiteren Funktionen. Unter „Leitungsbahnen“ sind Elemente zu verstehen, die der reinen Weiterleitung von Strom- und/oder Daten dienen.
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Vorteilhafterweise ist am oder zwischen
- - einer Kontaktfläche der Leiterplatte einerseits und
- - einem einzelnen Pressabschnitt eines Kontaktelementes und/oder einem Anschlusselement bzw. einer Anschlussauflage andererseits,
keine weitere stromleitende Verbindung geschaffen, insbesondere keine Verlötung vorsehen, sondern es liegt eine rein mechanische An- oder Verpressung vor.
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Die Kontaktflächen sind mit mindestens einer Leitungsbahn verbunden und können als eine Folie, gelötete Fläche oder leitendes Element ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Kontaktelement über eine Leitungsbahn mit deinem Bauteilverbunden ist, dessen Leitungsbahn durch die Leiterplatte hindurchgeführt ist, insbesondere vertikal hindurchgeführt ist.
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Bei einer verbesserten Ausführungsform des Steckermoduls kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte, auf der dem Steckerkopf zugewandten Seite, mindestens ein Führungselement aufweist, und wobei der Steckerkopf ein zum Führungselement komplementäres Aufnahmeelement aufweist.
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Ein solches Führungselement ist grundsätzlich in seiner Form nicht eingeschränkt und kann insbesondere in einem Zapfen, einem vorstehenden Rand oder Randbereich bestehen, der kraft- und/oder formschlüssig aufliegt, anliegt oder in einer komplementären Gegenstruktur, wie einer Öffnung, einer Nut, einer Aussparung und/oder einer Auflagenkante aufliegt und/oder aufgenommen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Steckermodul eine Leiterplatte auf, die auf der dem Steckerkopf zugewandten Seite zwei die Leiterplatte verlängernde Führungsfinger aufweist. Diese sind in zwei komplementären Schlitzen oder Öffnungen in der Zwischenwand des Steckerkopfes im zusammengefügten Zustand eingesteckt und dort gehalten. Vorteilhafterweise wird mindestens ein Führungselement in dem komplementären Aufnahmeelement eingeklebt, eingeklemmt, vergossen oder verschweißt.
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Vorteilhafterwiese ist jedem Pressabschnitt und/oder jeder Anschlussauflage nur genau eine Kontaktfläche und damit nur ein Anschluss, d.h. eine Leitung oder Leitungsbahn der Leiterplatte zugeordnet. Anders ausgedrückt, wenn beispielsweise vier Pressabschnitte an den Kontaktflächen einer Leiterplatte anliegen, sind damit auch genau vier Anschlüsse zu jeweils einer Leitung oder Leitungsbahn hergestellt., insbesondere wie zwei Anschlüsse auf der oberen Oberfläche und zwei Anschlüsse auf der unteren Oberfläche der Leiterplatte.
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Von der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung eines Steckermoduls umfasst, wobei das Steckermodul eine Leiterplatte mit einer oberen Oberfläche und unteren Oberfläche und einen diese beiden Oberflächen verbindenden Rand aufweist, wobei zwischen den beiden Oberflächen eine parallele, zentrale Leiterplattenebene aufgespannt wird, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen einer ganz oder teilweise vorgefertigten Leiterplatte,
- - Bereitstellen mindestens eines Steckverbinders aufweisend eine Steckerachse
- - Anbringung eines Steckverbinders.
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Hierbei wird eine Leiterplatte bereitgestellt, die auf beiden Seiten der Leiterplatte jeweils mindestens eine elektrisch leitende Kontaktfläche aufweist und der mindestens eine Steckverbinder weist mindestens einen Pressabschnitt auf. Dabei werden in einem Fügeschritt die Leiterplatte und/oder der Steckverbinder parallel zur Steckerachse und parallel zur zentralen Leiterplattenebene ineinandergeschoben und hierdurch verpresst, und wobei hierbei der mindestens eine Pressabschnitt auf einer Kontaktfläche aufgeschoben und verpresst wird.
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Hierbei ist vorteilhafterweise die Fläche der Oberflächen wesentlich größer als die Fläche des die Oberflächen verbindenden Randes, wobei der Rand vorteilhafterweise im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen ausgerichtet ist.
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Vorteilhafterweise wird in dem Fügeschritt die Leiterplatte zwischen mindestens zwei sich gegenüberliegende Pressabschnitte eingeschoben, so dass die Pressabschnitte auf den jeweils dort angeordneten Kontaktflächen nach dem Ende des Fügeschrittes pressend anliegen. Die Kontaktflächen können insbesondere punkt-, kreis- oder linienförmig ausgebildet sein. Der Vorteil besteht darin, dass die Pressung beidseitig erfolgt und keine Biegekräfte in die Leiterplatte eingeleitet werden, wenn sich die Pressabschnitte fluchtend mit der Kraftachse, das heißt entlang einer gemeinsamen Kraftachse, gegenüberliegen.
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Der Fügeschritt erfolgt dabei derart, dass der Steckverbinder parallel zu den Oberflächen und in Richtung der Steckerachse in Richtung des Randes der Leiterplatte aufgeschoben wird, wobei spätestens am Ende des Fügeschrittes auf jeder Oberfläche mindestens ein Pressabschnitt eines Kontaktelements auf einer Kontaktfläche mit einer Teilstrecke aufliegt.
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Der Fügeschritt erfolgt analog, wenn am Steckverbinder eine von dem Pressabschnitt und/oder dem Kontaktelement mindestens ein separates Anschlusselement und/oder Anschlussauflage vorgesehen sind.
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Insbesondere besteht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Steckermoduls darin, dass nach dem Aufschieben (Fügeschritt) an oder zwischen den Kontaktflächen der Leiterplatte und
- - dem Pressabschnitten der Kontaktelemente der Steckverbinder und/oder
- - den Anschlusselementen und/oder den Anschlussauflagen
keine weitere stromleitende Verbindung geschaffen wird, insbesondere keine Verlötung und/oder mechanische Fixierung erfolgt.
Mit Verlötung soll vorliegend jegliche schmelzende, übergießende und stromleitende Verbindung verstanden werden. Hierunter soll nicht verstanden werden, wenn eine elektrisch isolierende Beschichtung und/oder Vergussmasse, wie ein Lack, ein Epoxyd- oder Acrylharz, vorgesehen werden.
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Hierbei meint eine „mechanische Fixierung“ eine zusätzliche kraftschlüssige oder klemmende Befestigung, wie bspw. eine Verschraubung, eines Pressabschnittes und/oder eines Anschlusselementes bzw. einer Anschlussauflage auf der Leiterplatte.
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Es kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn bei dem Verfahrens ein Steckverbinder verwendet wird, der nach einem der vorherigen Varianten und Ausführungsformen ausgebildet ist.
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Weiterhin dient das Verfahren insbesondere dazu, ein Steckermodulherzustellen, das nach einem der hierin genannten Varianten und Ausführungsformen ausgebildet ist.
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Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein...“, „zwei...“ usw. im Regelfall als mindestens-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...", „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt, dass etwa dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein soll.
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An dieser Stelle sei auch noch erwähnt, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen ist, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.
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Obwohl vorliegend zur Vereinfachung häufig nur von „einem“ Presselement gesprochen wird, ist darunter in der Regel ein Presselement zu verstehen, das von zwei Seiten eine unmittelbar oder mittelbar, über mindestens ein Kopplungselement und/oder einen Pressabschnitt eines Kontaktelements, eine pressende Kraft ausübt, insbesondere auf die beiden Oberflächen einer Leiterplatte eine pressende Kraft ausübt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 in zwei Teilansichten schematische Schnittdarstellungen einer ersten Ausführungsform der Leiterplatte mit einem Steckverbinder,
- 2 die Ausführungsform nach 1 in zwei Schritten des Herstellungsverfahrens,
- 3 eine weitere Ausführungsform als Schnittdarstellung und
- 4 eine zur 3 vergleichbare, weitere Ausführungsform.
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In der 1 ist im linken Teilbild der Steckverbinder 100 als Schnittdarstellung entlang der Steckerachse 110 dargestellt. Im rechten Teilbild ist eine Schnittdarstellung quer zu Steckerachse 110 gezeigt, die auf der Höhe der Extrusionen 122 des Presselementes 120 verläuft.
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Der Steckverbinder 100 weist einen Steckerkopf 102, zwei Presselemente 120 und eine Wand 114 auf, die vorliegend als monolithischer Körper aus einem isolierenden Material ausgebildet sind. Der Steckerkopf 102 ist stark vereinfacht dargestellt und kann ein Gewinde, Führungen oder sonstige Elemente bekannter Steckverbinder aufweisen, insbesondere Führungen für den vorgesehenen, komplementären Gegensteckverbinder.
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Das Presselement 120 umfasst in der gezeigten Ausführungsform zwei stegartige oder plattenartige Körper, die sich beidseitig am Kontaktelement 104 und parallel zu diesen gegenüberstehen. Diese weisen jeweils zwei Extrusionen 122 auf, die als kleiner Wulst oder Kante ausgebildet sind. Die Extrusionen 122 stehen sich entlang einer Pressachse 124 gegenüber und bilden damit den Einpresspunkt oder die Einpresslinie.
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Der Steckverbinder 100 umfasst weiterhin vier Kontaktelemente 104, die zueinander im Wesentlichen parallel ausgerichtet sind und durch die Zwischenwand 114 hindurchgeführt sind. Das im Steckerkopf 102 angeordnete Ende bildet den Kontaktabschnitt 106 des Kontaktelementes 104 und der im Inneren angeordnete Abschnitt bildet den Pressabschnitt 108.
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Zwischen den Pressabschnitten 108 ist eine Leiterplatte 200 angeordnet, die auf der oberen Oberfläche 202 und auf der unteren Oberfläche 204 jeweils Kontaktflächen 206, 208 aufweist. Wie insbesondere in dem linken Teilbild zu erkennen, sind die Pressabschnitte 108 in der Querschnittsfläche als Raute oder Vierkant ausgebildet, so dass die untere Kante eine Press- oder Schneidkante 112 darstellt, die auf der jeweiligen Kontaktfläche 206, 208 pressend anliegt.
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Die sich beidseitig der Oberflächen 202, 204 der Leiterplatte 200 gegenüberliegenden Presselemente 120 können über mindestens einen Steg- oder Wandabschnitt miteinander verbunden sein. Die Leiterplatte 200 mit dem aufgesteckten Steckverbinder 100 bilden insgesamt das Steckermodul 300 bzw. umfasst das Steckermodul 300 insbesondere eine Leiterplatte 200 mit einem aufgepressten Steckverbinder 100.
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Die in dem unteren Teilbild der 2 gezeigte Lage der Leiterplatte 200 und die des Steckverbinders 100 entspricht dem Ende des Fügeschrittes. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 200 bis an die Zwischenwand 114 des Steckerkopfes 102 geschoben und dort in oder an einem Führungselement aufgenommen.
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In der 2 ist in zwei Teildarstellungen der Fügeschritt gezeigt, wobei die untere Teildarstellung im Wesentlichen der Abbildung und der Ausführungsform nach der linken Teildarstellung der 1 entspricht. Der Unterschied besteht darin, dass das Presselement 120 eine vierseitiges Element ist, dessen Rückseite (fünfte Seite) die Zwischenwand 114 des Steckerkopfes bildet. Aus diesem Grund wird auf die Bezugszeichen und Ausführungen zur 1 verwiesen.
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In der oberen Teildarstellung ist die Leiterplatte 200 mit der zentralen Leiterplattenebene 212 auf der Höhe der Steckerachse 110 aufgerichtet und wird im Fügeschritt in Richtung des Steckerkopfes 102 zwischen vier der Pressabschnitte 108 der vier Kontaktelemente 104 eingeschoben. Diese werden in etwas übertrieben dargestellter Art und Weise aufgebogen und legen sich gegen die Extrusionen 122 des Presselementes 120 an. Dieser Einpresspunkte oder die Einpresslinie, die fluchtend zur Pressachse 124 oder einer Pressachse vorliegen, wird unter Einwirkung einer horizontalen Kraft auf die Leiterplatte 200 überwunden, wobei die Leiterplatte 200 bis zu einer definierten Endposition in Richtung der Zwischenwand 114 des Steckerkopfes 102 verschoben wird, maximal bis zum Anschlag an die Zwischenwand 114. Somit erfolgt die Einpressung der Leiterplatte 200 über die Presskraft, die einerseits von den sich gegenüber liegenden Pressabschnitten 108 und andererseits zusätzlich von dem äußeren Presselement 120 über die jeweiligen Extrusionen 122 auf die Presselemente 120 und damit auf die Kontaktflächen 206, 208 der Leiterplatte 200 übertragen wird.
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Vorteilhafterweise schneidet sich beim Einschieben der Leiterplatte 200 die Press- oder Schneidkante 112 in die jeweilige Kontaktfläche 206, 208 ein, auf der sie entlanggleitet und es kommt idealerweise mindestens abschnittsweise und/oder in lokalen, kleineren Bereichen zu einer Kaltverformung und/oder kalten Verschweißung.
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Die 3 und die 4 zeigen den Blick auf die Zwischenwand 114 des Steckerkopfes 102 von der Leiterplatte 200 aus, also eine Rückansicht.
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Im Unterschied zur den Ausführungsformen der beiden ersten Figuren, sind vier Anschlusselemente 130 vorgesehen, die jeweils zwei Anschlussauflagen 132 in Form von Scheiden- oder Schneidkanten aufweisen.
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Die Anschlusselemente 130 sind über Leitungen 134 mit dem Kontaktelement 104 verbunden. Beidseitig der Leiterplatte 200 ist ein Presselement 120 angeordnet. Die Presselemente 120 sind monolithisch mit der Zwischenwand 114 ausgebildet und ragen stegartig aus der Bildebene heraus. In Richtung der Leiterplatte 200 weisend, sind zwei wulst- oder kantenartig ausgebildete Extrusionen 122 an den Presselementen 120 ausgebildet, in die die Leiterplatte 200 mit einer Teilstrecke pressend gehalten wird, wobei dieses pressende Halten außerhalb der Kontaktflächen 206, 208 der Leiterplatte 200 erfolgt. Zusätzlich wird die Leiterplatte 200 an den Kontaktflächen 206, 208 von den Anschlussauflagen 132 der Anschlusselemente 130 pressend gehalten, wobei über die Verbindung analog zu den 1, 2 die strom- und/oder datenleitende Verbindung zur der Leiterplatte 200 und deren Bauteile und Elemente, insb. SMD, herstellbar ist.
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Für die beiden linken Kontaktelemente ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der zwischen dem Pressabschnitt 108 den Kontaktelemente 104 und jeweils zwei Anschlusselementen 130 und/oder den jeweiligen Anschlusselementen 132, jeweils ein gestrichelt dargestelltes Kopplungselement 214 vorgesehen ist. Über das jeweilige Kopplungselement 214 kann eine Presskraft von dem jeweiligen Pressabschnitt 108 auf das Anschlusselement 130 und/oder das jeweilige Anschlusselement 132 übertragen werden. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Pressabschnitt 108 genau ein Kopplungselement 214 zu jeweils genau einem Anschlusselement 130 und/oder genau einer Anschlussauflage 132 auf.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 besteht der Unterschied zu dem der 3 darin, dass das Presselement 120 als vierseitiger Rahmen ausgebildet ist, dessen fünfte Seite, die Rückwand und die Zwischenwand 114 des Steckerkopfes 102 darstellt.
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An der oberen und der unteren Deckflächen des Presselementes 120 sind Extrusionen 122 vorgesehen, die sich fluchten gegenüberstehen uns somit die Pressachse 124 oder eine vertikale Pressebene bilden. Die Extrusionen 122 können grundsätzlich gleich ausgeformt und ausgerichtet sein, vorliegend ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die obere Extrusion 122 als Kante oder Wulst parallel zur Bildebene verläuft und die vier unteren Extrusionen 122 sind ebenfalls Wulste oder Kanten, aber zur oberen Extrusion 122 quer ausgerichtet. Durch diese Anordnung kann die Kraftverteilung und Krafteinleitung in die Leiterplatte 200 verbessert werden, wenn aufgrund von Fertigungstoleranzen die oberen und unteren Extrusionen nicht ganz exakt in vertikaler Richtung fluchtet übereinander angeordnet sind.
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Hier sollen alle Aspekte und Vorteile des Verfahrens identisch oder in analoger Weise auch für die Vorrichtung gelten und umgekehrt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steckverbinder
- 102
- Steckerkopf
- 104
- Kontaktelement
- 106
- Kontaktabschnitt
- 108
- Pressabschnitt
- 110
- Steckerachse
- 112
- Press- oder Schneidkante
- 114
- Zwischenwand
- 120
- Presselement, hinteres
- 122
- Extrusion
- 124
- Pressachse
- 126
- Presselement
- 128
- Rahmen
- 130
- Anschlusselement
- 132
- Anschlussauflage
- 134
- Leitung
- 200
- Leiterplatte, Platine, PCB
- 202
- Oberfläche, oben
- 204
- Oberfläche, unten
- 206
- Kontaktfläche, oben
- 208
- Kontaktfläche, unten
- 210
- Rand, Leiterplatte
- 212
- Leiterplattenebene
- 214
- Kopplungselement
- 300
- Steckermodul
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0179231 B1 [0003]
- EP 0152769 A2 [0004]