DE19805708C2 - Steckvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Steck­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, und insbesondere eine abgewinkelte Steckvorrichtung für ein elek­ tronisches Steuergerät in einem Kraftfahrzeug.

Aus dem Stand der Technik sind Steckverbindungen, insbesonde­ re auch für elektronische Geräte bei Kfz-Anwendungen bekannt, wobei infolge der ständig zunehmenden Anzahl von Kontaktele­ menten der Steckverbindungen ein immer größeres (Bau-)Volu­ men für diese Steckverbinder benötigt wird. Andererseits ist es infolge der immer weiter fortschreitenden Verkleinerung der Elektronik schwierig, diese großen Steckverbinder an der relativ kleinen Elektronik anzustecken.

In der Fig. 12 ist eine bekannte Steckvorrichtung mit einer Mehrzahl von Kontaktstiften 4 in gerader Ausführung darge­ stellt. Ein Steuergerät 1 ist schematisch gezeigt, wobei an dem Steuergerät 1 eine Stiftleiste 2 mittels eines Abdichtbe­ reichs 3 angeordnet ist. Innerhalb der Stiftleiste 2 sind die Kontaktstifte 4 in gerader Ausführung angeordnet.

Die gerade Ausführung der Kontaktstifte 4 und der Stiftleiste 2 hat im wesentlichen die beiden Nachteile, daß einerseits in einer Richtung senkrecht zum Steuergerät 1 sehr viel Bauraum erforderlich ist und daß andererseits die Kontaktstifte 4 di­ rekt in eine Leiterplatte (nicht dargestellt) des Steuerge­ räts 1 gelötet sind. Aufgrund der großen Bauteil-Länge paral­ lel zu dieser Leiterplatte tritt zwischen den Kontaktstiften 4 bzw. der Stiftleiste 2 und der Leiterplatte infolge thermi­ scher Schwankungen eine große Längenausdehnung auf. Diese Längenausdehnung und die bei Kraftfahrzeugen auftretenden Vi­ brationen (senkrecht zu der Leiterplatte) führen u. a. zu Löt­ stellenbrüchen an der Leiterplatte.

Aus der DE-PS 42 10 979 ist eine Steckvorrichtung gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der in eine Stiftleiste abgewinkelte Kontaktstifte zur Gänze eingegossen sind. Aus der EP A 0 482 669 und aus der EP 0 411 888 sind jeweils Steckvorrichtungen bekannt, bei denen sich innerhalb eines Isolierstoffgehäuses darin eingegossene Kontaktstifte er­ strecken. Gemäß der EP'669 sind die aus dem Gehäuse herausra­ genden Enden der Kontaktstifte von einem separaten Schutzge­ häuse umgeben.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dichte Steckvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Platzbedarf senkrecht zur Leiterplatte gering gehalten ist und bei der eine Kompensation der Län­ genausdehnungen und Vibrationen möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Steckvorrichtung gelöst, die die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 aufweist.

Demnach umfaßt eine Steckvorrichtung, die insbesondere für ein elektronisches Gerät in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, eine Stiftleiste, die an dem Gerät angeordnet ist, wobei zwischen dem Gerät und der Stiftleiste eine Abdichtung vor­ handen ist, wobei die Stiftleiste abgewinkelt ausgebildet ist, und wobei ein Stiftträger zur Aufnahme einer Mehrzahl von Kontaktstiften vorgesehen ist, der in einem Gehäuse der Stiftleiste anordenbar ist.

Diese Anordnung erlaubt darüber hinaus eine 2-dimensional ausgeführte Dichtungsgeometrie relativ zu einem Steuergeräte­ gehäuse.

Vorzugsweise ist der Winkel der abgewinkelten Stiftleiste, d. h. der Winkel zwischen zwei Gehäuseöffnungen der Stiftlei­ ste mit 90° vorgesehen.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Stift­ träger durch eine der Gehäuseöffnungen in das Gehäuse einge­ führt und dort verrastet.

Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird der Stiftträger in einem Spritzgießprozess mit dem Gehäuse um­ spritzt.

Bei beiden Ausführungsformen weist die Steckvorrichtung Ein­ griffs- und/oder Rastelemente auf, die den Stiftträger im Ge­ häuse der Stiftleiste fixieren.

Die Abdichtung wird erreicht, indem an dem Gehäuse der Stift­ leiste eine Abdichteinrichtung vorgesehen ist, die vorzugs­ weise in Form einer umlaufenden Nut zum Einlegen einer Dich­ tung ausgebildet ist.

Die Kontaktstifte weisen schließlich einen elastischen Ab­ schnitt auf, der Längenänderungen und Schwingungen der Kon­ taktstifte kompensiert.

Einige wesentliche Vorteile der vorliegenden Steckvorrichtung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• a) Positionsgenauigkeit der Kontaktstifte ist hoch;
• b) Platzbedarf ist gering, da die Stiftleiste abgewinkelt ausgebildet ist und mit einer Abdichtung versehen ist; und
• c) Lebensdauer ist sehr hoch, da die Kontaktstifte über einen elastischen Abschnitt verfügen, der Belastungen von den Lötstellen abhält.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steckvor­ richtung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsformen und in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen die Zeichnungen in:

Fig. 1 mehrere Ansichten eines Stiftträgers nach einer er­ sten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Fig. 1A bis 1C Drauf- bzw. Seitenansichten zeigen, während die Fig. 1D bis 1F perspektivische Ansichten zeigen;

Fig. 2 mehrere Ansichten eines Gehäuses nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, wobei die Fig. 2A bis 2C Drauf- bzw. Sei­ tenansichten zeigen, während die Fig. 2D eine per­ spektivische Ansicht zeigt;

Fig. 3 zwei Ansichten der erfindungsgemäßen Steckvorrich­ tung nach der ersten Ausführungsform, wobei in der Fig. 3A eine Querschnittansicht und in der Fig. 3B eine Draufsicht gezeigt ist; der Stiftträger ist in der Fig. 3 in das Gehäuse eingeführt;

Fig. 4 zwei Ansichten, die den Ansichten nach der Fig. 3 entsprechen, wobei der Stiftträger gegenüber der Fig. 3 weiter hinein in das Gehäuse eingeführt ist;

Fig. 5 zwei Ansichten, die den Ansichten nach den Fig. 3 und 4 entsprechen, wobei der Stiftträger gegen­ über der Fig. 4 noch weiter hinein in das Gehäuse eingeführt ist;

Fig. 6 zwei Ansichten, die den Ansichten nach den Fig. 3 bis 5 entsprechen, wobei der Stiftträger in sei­ ner Endposition in dem Gehäuse eingesetzt ist;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Stiftträgers nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 8 eine weitere perspektivische Ansicht des Stiftträ­ gers nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 9 und 10 jeweils eine perspektivische Ansicht einer Steck­ vorrichtung, wobei die Stiftleiste in dem Gehäuse angeordnet ist;

Fig. 11 eine Querschnittansicht der Steckvorrichtung nach den Fig. 9 und 10; und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer Steckvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Ein Stiftträger 6 der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung ist in der Fig. 1 in mehreren Ansichten dargestellt. Dieser Stiftträger 6 wird vor dem Einsetzen in ein zugehöriges Ge­ häuse 8, wie es in der Fig. 2 in mehreren Ansichten darge­ stellt ist, von einem Automaten (nicht dargestellt) mit Kon­ taktstiften 7 (auch Pins genannt, siehe Fig. 3) bestückt.

Die Kontaktstifte 7 werden in Öffnungen 6a eingesteckt, die auf einer Basisplatte 6b des Stiftträgers 6 in der gezeigten Ausführungsform in einem gleichmäßigen Raster (4 × 12) vorgese­ hen sind. Zwischen den Öffnungen 6a sind zudem Führungsele­ mente 6c vorgesehen, die ein Einstecken eines Steckers (nicht dargestellt) in die Steckvorrichtung erleichtern.

An einer Längsseite der Basisplatte 6b des Stiftträgers 6 ist eine Dreheinrichtung 11 ausgebildet, die im vorliegenden Fall aus zwei Drehzapfen besteht. An der gleichen Längsseite sind Rastelemente 12a vorgesehen, sowie an der gegenüberliegenden Längsseite der Basisplatte 6b ebenfalls ein Rastelement 12b ausgebildet ist. Die Funktion dieser Bauteile wird weiter un­ ten beschrieben.

In der Fig. 2 ist ein Gehäuse 8 einer Stiftleiste 5 darge­ stellt. In der ersten Ausführungsform ist das Gehäuse 8 im wesentlichen L-förmig ausgebildet, d. h., daß die beiden Ge­ häuseöffnungen 9 und 10 nahezu rechtwinkelig zueinander ver­ laufend angeordnet sind (siehe Fig. 8B).

Im Bereich der ersten Gehäuseöffnung 10 ist umlaufend eine Abdichteinrichtung 8a ausgebildet, die in Form einer Nut vor­ gesehen ist, in die beispielsweise eine Dichtung einlegbar ist, so daß das Gehäuse 8 relativ zu einem Gerät (nicht dar­ gestellt), an welches es angebaut wird, abgedichtet ist.

Diese Dichtung ist darüber hinaus auf einfache Art und Weise 2-dimensional in der Dichtgeometrie ausführbar, so daß keine problematischen 3-dimensionalen Dichtgeometrien erforderlich sind.

Innerhalb des Gehäuses 8 sind Rastbauteile 13a und 13b vorge­ sehen, die mit den Rastelementen 12a und 12b des Stiftträgers 6 zusammenwirken.

Nachdem der Stiftträger 6, wie oben bereits beschrieben, mit Kontaktstiften 7 bestückt ist, die zum Beispiel eine Biegung von 90° aufweisen (siehe Fig. 3 bis 6), wird der Stiftträ­ ger 6 in das Gehäuse 8 montiert.

In den Fig. 3 bis 6 ist dieser Montagevorgang dargestellt. Der Stiftträger 6 wird in einer 45°-Stellung in die Öffnung 10 des Gehäuses 8 eingeführt, bis die Dreheinrichtung 11, d. h. die beiden Drehzapfen in jeweils eine Führungsnut 8b (siehe Fig. 2B und 4A) einrasten. Diese Führungsnut 8b ist im Endbereich zylindrisch ausgebildet, um gemeinsam mit dem Drehzapfen einen Drehpunkt für den Stiftträger 6 im Gehäuse 8 zu bilden. Dieser Zustand ist in der Fig. 4 dargestellt.

Anschließend wird der Stiftträger 6 um den so definierten Drehpunkt, d. h. um die Drehachse, die durch die Achsen der zylindrischen Drehzapfen verläuft, verschwenkt (in der Fig. 5A nach oben), bis die Rastelemente 12a und 12b des Stiftträ­ gers 6 mit den Rastbauteilen 13a und 13b des Gehäuses 8 in Eingriff gelangen. Dieser Eingriffszustand ist in der Fig. 6 dargestellt.

Diese Endstellung des Stiftträgers 6 ist durch Form- und Kraftschluß gesichert, da die Rastelemente 12a mit den Rast­ bauteilen 13a in Eingriff stehen sowie auch die Rastelemente 12b mit den Rastbauteilen 13b in Eingriff stehen. Die Kon­ taktstifte 7 ragen mit einem Ende aus der Gehäuseöffnung 10 heraus, so daß diese Enden der Kontaktstifte 7 in einer Lei­ terplatte eines elektronischen Steuergeräts fest gelötet wer­ den können, sowie zwischen dem Gehäuse 8 und einem Gehäuse des Steuergeräts eine Dichtung in der Abdichteinrichtung 8a vorgesehen werden kann, um die Dichtheit an dieser Stelle si­ cherzustellen.

Die anderen Enden der Kontaktstifte 7 liegen geschützt inner­ halb des Gehäuses 8 frei und sind über die Gehäuseöffnung 9 zugänglich. Ein Stecker (nicht dargestellt) läßt sich durch die Gehäuseöffnung 9 einführen. Die Führungselemente 6c stel­ len gemeinsam mit der Wandung des Gehäuses 8 die Führung ei­ nes solchen Steckers sicher, so daß die Kontaktstifte 7 ohne Beschädigungen in diesen Stecker eingesteckt werden können.

Die Ausbildung der Kontaktstifte 7 mit einer Abbiegung von etwa 90° im Bereich des elastischen Abschnittes 7a schafft eine Art von "Pufferzone", die bei einer Längenänderung im Stiftbereich 7b oder bei Schwingungen der Stiftbereiche 7b als Ausgleichsstrecke wirkt. Die Stiftleiste 5 nach der vor­ liegenden Ausführungsform zeichnet sich demnach infolge der abgewinkelten Konstruktion durch eine geringe Bauhöhe sowie infolge der Schaffung einer "Pufferzone" durch eine erhöhte Betriebssicherheit aus.

In den Fig. 7 bis 11 ist eine zweite bevorzugte Ausfüh­ rungsform nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Hierbei ist ein ebenfalls durch einen Automaten (nicht darge­ stellt) vorab mit Kontaktstiften 17 bestückter Stiftträger 16 vorgesehen, der eine Basisplatte 16b umfaßt, in der die Öff­ nungen 16a für die Kontaktstifte 17 rasterförmig angeordnet sind. Mehrere Führungselemente 16c sind an der Basisplatte 16b ausgebildet, mit der gleichen Funktion wie bei der ersten Ausführungsform.

Dieser Stiftträger 16 unterscheidet sich jedoch von dem Stiftträger 6 nach der ersten Ausführungsform dadurch, daß an den beiden Schmalseiten der Basisplatte 16b quaderförmige An­ sätze 14 vorgesehen sind. Zudem ist ein Dichtabschnitt 16d vorgesehen, der weiter unten noch beschrieben wird.

Dieser Stiftträger 16 wird im Gegensatz zur ersten Ausfüh­ rungsform nicht ein Gehäuse montiert, sondern in einem Spritzgießprozess mit einem Gehäuse 18 umspritzt.

Hierzu wird der mit Kontaktstiften 17 bestückte Stiftträger 16 in ein entsprechendes Spritzwerkzeug (nicht dargestellt) eingelegt, mit den Ansätzen 14 positioniert und arretiert, wobei der Dichtabschnitt 16d eine einfachere Abdichtung des bestückten Stiftträgers 16 im Spritzwerkzeug ermöglicht.

In den Fig. 9 und 10 ist die so hergestellte Stiftleiste 15 dargestellt, wobei durch die Gehäuseöffnung 20 die Kon­ taktstifte 17 mit ihrem einen Ende herausragen, während durch die Gehäuseöffnung 19 die Steckerseite zu sehen ist. Wie bei der ersten Ausführungsform wird auch hierbei das Gehäuse 18 mit einer Abdichteinrichtung 18a versehen, um eine Dichtheit zu einem Gehäuse eines Steuergeräts (nicht dargestellt) in diesem Bereich sicherzustellen.

In der Fig. 11 ist eine Stiftleiste 15 im Querschnitt darge­ stellt. Analog zu der ersten Ausführungsform wirkt ein ela­ stischer Abschnitt 17a an den Kontaktstiften 17 als "Pufferzone", um Längenänderungen und Schwingungen der Kon­ taktstifte 17 aufzunehmen und zu absorbieren.

Beschrieben ist demnach nicht nur eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung an sich, sondern auch ein Verfahren zur Her­ stellung bzw. Montage einer solchen Steckvorrichtung.

Eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung, die insbesondere für ein elektronisches Gerät in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, umfaßt eine Stiftleiste, die an dem elektronischen Gerät angeordnet ist, wobei zwischen dem Gerät und der Stiftleiste eine Abdichtung vorhanden ist. Die Steckvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Stiftleiste abgewinkelt, vorzugs­ weise um etwa 90°, ausgebildet ist, wobei ein Stiftträger zur Aufnahme einer Mehrzahl von Kontaktstiften vorgesehen ist, der in einem Gehäuse der Stiftleiste angeordnet ist. Die Ab­ dichtung wird durch eine Abdichteinrichtung erreicht, die vorzugsweise in Form einer umlaufenden Nut zum Einlegen einer Dichtung ausgebildet ist. Die Kontaktstifte weisen einen ela­ stischen Abschnitt auf, der Längenänderungen und Schwingungen der Kontaktstifte kompensiert.

Claims (11)

1. Steckvorrichtung, insbesondere für ein elektronisches Gerät in einem Kraftfahrzeug, mit einer abgewinkelten Stiftleiste (5; 15), die an dem Gerät angeordnet ist, wobei zwischen dem Gerät und der Stiftleiste (5; 15) eine Abdichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stiftträger (6; 16) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Kontaktstiften (7; 17) vorgesehen ist, der in einem Hohlraum eines Gehäuse (8; 18) der Stiftleiste (5; 15) anordbar ist, so daß ein Abschnitt (7a; 17a) jedes Kontaktstiftes (7; 17) durch den Hohlraum verläuft.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen zwei Gehäuseöffnungen (9, 10; 19, 20) der Stiftleiste (5; 15) vorzugsweise 90° beträgt.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (6) durch eine der Gehäuseöffnungen (9, 10) in das Gehäuse (8) eingeführt und dort verrastet wird.

4. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (16) in einem Spritzgießprozess mit dem Gehäuse (18) umspritzt wird.

5. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (6) mit einer Dreheinrichtung (11) verse­ hen ist, die beim Einführen in das Gehäuse (8) mit diesem in Eingriff gelangt und ein Verschwenken des Stiftträgers (6) im Gehäuse (8) erlaubt, wobei der Stiftträger (6) Rastelemente (12a, 12b) aufweist, die mit entsprechenden Rastbauteilen (13a, 13b) des Gehäuses (8) in Eingriff bringbar sind.

6. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (16) eine Mehrzahl von Ansätzen (14) auf­ weist, die eine Positionierung des Stiftträgers (16) in einem Spritzwerkzeug beim Spritzgießprozess erlauben, wobei das Ge­ häuse (18) diese Ansätze (14) umgreift.

7. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8; 18) eine Abdichteinrichtung (8a, 18a) aufweist, die vorzugsweise in Form einer umlaufenden Nut zum Einlegen einer Dichtung ausgebildet ist.

8. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (6; 16) vor einem Einbringen in das Ge­ häuse (8; 18) mit den Kontaktstiften (7; 17) bestückt ist.

9. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (7a; 17a) elastisch ausgebildet ist und ei­ ne Längenänderung und Schwingungen des Kontaktstiftes (7; 17) kompensiert.

10. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftträger (6; 16) mit seiner Hauptebene (H) senk­ recht zur Hauptebene (A) der Abdichteinrichtung (8a; 18a) ausgerichtet ist.

11. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung in einer Ebene ausgeführt ist.