EP2673848A1 - Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte - Google Patents

Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte

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EP2673848A1
EP2673848A1 EP12708763.3A EP12708763A EP2673848A1 EP 2673848 A1 EP2673848 A1 EP 2673848A1 EP 12708763 A EP12708763 A EP 12708763A EP 2673848 A1 EP2673848 A1 EP 2673848A1
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EP
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contact
circuit board
plug connection
printed circuit
connection according
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EP12708763.3A
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Juergen Stein
Peter Rehbein
Ulrich Schmatz
Markus Kroeckel
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/82—Coupling devices connected with low or zero insertion force
    • H01R12/85—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures
    • H01R12/87—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures acting automatically by insertion of rigid printed or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/721—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures cooperating directly with the edge of the rigid printed circuits

Definitions

  • the invention is based on a plug connection for electrical
  • Control devices usually consist of a printed circuit board on which electronic components are placed, and a housing.
  • a male connector is usually mounted on the circuit board to the electrical connection between a harness connector and the circuit board
  • the male connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit.
  • electrical connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit.
  • Direct contacts known in which the male connector is omitted and the individual poles of the wiring harness are contacted directly on the circuit board.
  • electrical contact surfaces are provided on the circuit board, which are contacted by contact elements, which in the
  • Harness connector are inserted.
  • FIGS. 1a, 1b show two known plug connections 101 for the direct electrical contacting of contact surfaces 102 on a printed circuit board 103, wherein the contact surfaces 102 are provided on both sides of the printed circuit board 103.
  • a plug-in receptacle 104 is provided, in which the printed circuit board 103 protrudes in the insertion direction.
  • Plug-in receptacle 104 is a plug (e.g., harness connector) 105
  • the two-piece contact carrier 106a, 106b with Spring contacts 107 for direct electrical contacting of the contact surfaces 102 of the circuit board 103 has.
  • the two contact carrier halves 106a, 106b are hinged together at 120. Electric lines
  • Plug-in receptacle 104 is further a contact pressure device 110
  • the pressure spring device 1 10, in Fig. 1 a by a one-piece spring clip and in Fig. 1 b by two separate
  • the object of the invention is to simplify a generic connector for direct electrical contact with a circuit board on.
  • the contact element is no longer formed with a contact spring, whereby a simplification of the contact element at
  • the contact normal force is inventively by the
  • Anpressfedern can advantageously be formed as individual springs or be formed by a one-piece spring comb.
  • PCB tolerances can now be compensated by the individually acting pressure springs, the contact carrier instead of two-piece according to the invention can now also be made in one piece, resulting in a further cost reduction.
  • the movable contact elements of the contact carrier can also take over the function of a Maisprimärverrastung to the inserted into the contact carrier contact elements therein against her
  • FIGS. 1 a, 1 b two connectors for direct electrical contact with a printed circuit board according to the prior art
  • FIGS. 2 to 4 different embodiments of the invention
  • Fig. 5 is a section through the in Figs. 2 to 4 shown
  • Fig. 6 shows another embodiment of the invention
  • the plug connections 1 shown in FIGS. 2 to 4 serve for the direct electrical contacting of contact surfaces ("lands") 2 on a printed circuit board 3, the contact surfaces 2 being provided on both sides of the printed circuit board 3.
  • a plug-in receptacle 4 is provided, in which the printed circuit board 3 protrudes in the insertion direction.
  • the socket 4 is a
  • Plug (e.g., harness connector) 5 is inserted, which has a contact carrier 6 with contact elements 7 for direct electrical contact of the contact surfaces 2 of the circuit board 3. Electrical lines 8 of the contact elements 7 are passed through a mat seal 9, which seals the plug receptacle 4 to the outside. In the socket 4 is still a
  • Anpressfeder best 10 is provided, which presses the contact elements 7 in contact with the contact surfaces 2 of the circuit board 3.
  • Contact element 7 of the contact carrier 6 each have their own contact spring 11.
  • the contact carrier 6 has for each contact element 7 in each case a transversely (double arrow 12) to the circuit board 3 movable contact element 13, which is arranged directly between the contact element 7 and the respective pressure spring 1 1 for pressing the contact element 7 in contact with the contact surface 2 of the circuit board 3 is.
  • the pressure springs 1 1 can each be designed as separate individual springs or be integrally formed by an open spring comb with free spring ends.
  • Contact elements 13 of the contact carrier 6 are for example by
  • the transversely movable contact elements 13 can also take over the function of a Greprimärverrastung to the inserted into the contact carrier 6 contact elements 7 against their
  • the pressure springs 1 1 are attached to the bottom of the receptacle 4 and extend with their free spring end almost to the mat seal 9. These directed toward mat seal 9 contact springs 1 1 may alternatively be attached to the side wall of the receptacle 4.
  • the pressure springs 1 1 are attached to the sides of the plug-in receptacle 4 and extend with its free spring end in the direction of the bottom of the plug-in receptacle. 4
  • the pressure springs 1 1 U-shaped and attached to the sides of the plug-in receptacle 4 are fixed such that the free spring ends extend in the direction of the bottom of the plug-in receptacle 4.
  • the contact carrier 6 can be made in one or two parts, as described above with reference to FIG. 1.
  • the pressure springs 1 1 can also be formed here as a separate single springs or by a one-piece (integral) spring comb of electrically non-conductive or electrically conductive material. In the latter case are the
  • the contact elements 7 themselves may each have an insulation, such as e.g. an electrically insulated coating, at its point of contact with the respective pressure spring 1 1, so as to have an electrical
  • the pressure springs 1 1 with their free spring ends on the wall of the plug-in receptacle 4, e.g. for a force support.
  • the spring ends of the spring comb can be reconnected to each other there ("closed spring comb").

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

Beschreibung
Titel
Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte
Die Erfindung geht aus von einer Steckverbindung zur elektrischen
Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte nach der Gattung des Anspruchs 1 . Steuergeräte bestehen meist aus einer Leiterplatte, auf der elektronische Bauelemente platziert sind, und einem Gehäuse. In Motorsteuergeräten wird auf die Leiterplatte üblicherweise eine Messerleiste montiert, um die elektrische Verbindung zwischen einem Kabelbaumstecker und der Leiterplatte
herzustellen. Die Messerleiste stellt somit ein zusätzliches Bauteil bei der Montage des Steuergerätes dar. Es sind auch so genannte elektrische
Direktkontaktierungen bekannt, bei denen die Messerleiste entfällt und die einzelnen Pole des Kabelbaumes direkt auf der Leiterplatte kontaktiert werden. Dazu sind auf der Leiterplatte elektrische Kontaktflächen („Lands") vorgesehen, die durch Kontaktelemente kontaktiert werden, welche in den
Kabelbaumstecker eingesteckt sind.
Fign. 1a, 1 b zeigen zwei bekannte Steckverbindungen 101 zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen 102 auf einer Leiterplatte 103, wobei die Kontaktflächen 102 auf beiden Seiten der Leiterplatte 103 vorgesehen sind. An der Leiterplatte 103 ist eine Steckaufnahme 104 vorgesehen, in welche die Leiterplatte 103 in Steckrichtung hineinragt. In diese
Steckaufnahme 104 ist ein Stecker (z.B. Kabelbaumstecker) 105
eingesteckt, der einen zweiteiligen Kontaktträger 106a, 106b mit Federkontakten 107 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 102 der Leiterplatte 103 aufweist. Die beiden Kontaktträgerhälften 106a, 106b sind bei 120 miteinander gelenkig verbunden. Elektrische Leitungen
108 der Federkontakte 107 sind durch eine Mattendichtung 109, welche die Steckaufnahme 104 nach außen abdichtet, hindurchgeführt. In der
Steckaufnahme 104 ist weiterhin eine Anpressfedereinrichtung 110
vorgesehen, welche auf die Kontaktträgerhälften 106a, 106b wirkt und dadurch die Federkontakte 107 in Anlage an die Kontaktflächen 102 der Leiterplatte 103 anpresst. Die Anpressfedereinrichtung 1 10, die in Fig. 1 a durch eine einteilige Federklammer und in Fig. 1 b durch zwei separate
Federn gebildet ist, wirkt also integral auf den zweiteiligen Kontaktträger 106.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte weiter zu vereinfachen.
Vorteile der Erfindung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 .
Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement nicht mehr mit einer Kontaktfeder ausgebildet, wodurch eine Vereinfachung des Kontaktelements bei
gleichzeitiger Steigerung der Robustheit ermöglicht wird und die
Herstellungskosten des Kontaktelements reduziert werden. Durch Entfall der Kontaktfeder reduziert sich auch die bisherige Abhängigkeit der
Kontaktnormalkraft von der Kontaktfeder, denn insbesondere bei
miniaturisierten Kontaktelementen wird es mit steigendem
Miniaturisierungsgrad schwierig, die geforderten Kontaktnormalkräfte noch zu erreichen. Die Kontaktnormalkraft wird erfindungsgemäß durch die
Anpressfedern entweder direkt oder über bewegliche Anlageelemente des Kontaktträgers individuell auf jedes Kontaktelement aufgebracht. Die
Anpressfedern können dabei vorteilhafterweise als Einzelfedern ausgebildet oder aber durch einen einteiligen Federkamm gebildet sein. Da
Leiterplattentoleranzen nun über die individuell wirkenden Anpressfedern ausgeglichen werden können, kann der Kontaktträger statt weiterhin zweiteilig erfindungsgemäß nun auch einteilig ausgeführt werden, was zu einer weiteren Kostenreduzierung führt.
Die beweglichen Anlageelemente des Kontaktträgers können zusätzlich auch die Funktion einer Kontaktprimärverrastung übernehmen, um die in den Kontaktträger eingesteckten Kontaktelemente darin entgegen ihrer
Steckrichtung zu sichern.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung
exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fign. 1 a, 1 b zwei Steckverbindungen zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik;
Fign. 2 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte;
Fig. 5 einen Schnitt durch die in Fign. 2 bis 4 gezeigten
Steckverbindungen gemäß V-V in Fig. 2; und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 2 bis 4 gezeigten Steckverbindungen 1 dienen zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen („Lands") 2 auf einer Leiterplatte 3, wobei die Kontaktflächen 2 auf beiden Seiten der Leiterplatte 3 vorgesehen sind.
An der Leiterplatte 3 ist eine Steckaufnahme 4 vorgesehen, in welche die Leiterplatte 3 in Steckrichtung hineinragt. In die Steckaufnahme 4 ist ein
Stecker (z.B. Kabelbaumstecker) 5 eingesteckt, der einen Kontaktträger 6 mit Kontaktelementen 7 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 aufweist. Elektrische Leitungen 8 der Kontaktelemente 7 sind durch eine Mattendichtung 9, welche die Steckaufnahme 4 nach außen abdichtet, hindurchgeführt. In der Steckaufnahme 4 ist weiterhin eine
Anpressfedereinrichtung 10 vorgesehen, welche die Kontaktelemente 7 in Anlage an die Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 anpresst.
Wie in Fig. 5 gezeigt, weist die Anpressfedereinrichtung 10 für jedes
Kontaktelement 7 des Kontaktträgers 6 jeweils eine eigene Anpressfeder 11 auf. Der Kontaktträger 6 weist für jedes Kontaktelement 7 jeweils ein quer (Doppelpfeil 12) zur Leiterplatte 3 bewegliches Anlageelement 13 auf, das unmittelbar zwischen dem Kontaktelement 7 und der jeweiligen Anpressfeder 1 1 zum Anpressen des Kontaktelements 7 in Anlage an die Kontaktfläche 2 der Leiterplatte 3 angeordnet ist. Die Anpressfedern 1 1 können jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sein oder einteilig durch einen offenen Federkamm mit freien Federenden gebildet sein. Die querbeweglichen
Anlageelemente 13 des Kontaktträgers 6 sind beispielsweise durch
Gehäusezungen des Kontaktträgers gebildet, die in Querrichtung 12 auslenkbar sind. Die querbeweglichen Anlageelemente 13 können zusätzlich auch die Funktion einer Kontaktprimärverrastung übernehmen, um die in den Kontaktträger 6 eingesteckten Kontaktelemente 7 entgegen ihrer
Steckrichtung im Kontaktträger 6 zu sichern. In Fig. 2 sind die Anpressfedern 1 1 am Grund der Steckaufnahme 4 befestigt und erstrecken sich mit ihrem freien Federende bis fast an die Mattendichtung 9. Diese in Richtung Mattendichtung 9 gerichteten Anpressfedern 1 1 können alternativ auch an der Seitenwand der Steckaufnahme 4 befestigt sein.
In Fig. 3 sind die Anpressfedern 1 1 an den Seiten der Steckaufnahme 4 befestigt und erstrecken sich mit ihrem freien Federende in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme 4.
In Fig. 4 sind die Anpressfedern 1 1 U-förmig ausgebildet und an den Seiten der Steckaufnahme 4 derart befestigt, dass sich die freien Federenden in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme 4 erstrecken.
Der Kontaktträger 6 kann einteilig oder auch zweiteilig, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben ist, ausgeführt sein.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel liegen die
Anpressfedern 1 1 jeweils unmittelbar an ihren Kontaktelementen 7 an. Die Anpressfedern 1 1 können auch hier als separate Einzelfedern oder durch einen einteiligen (integralen) Federkamm aus elektrisch nicht leitendem oder aus elektrisch leitendem Material gebildet sein. Im letzteren Fall liegen die
Anpressfedern 1 1 jeweils mit einer elektrisch isolierten Beschichtung 14 an den Kontaktelementen 7 an, um so eine elektrische Verbindung der
Kontaktelemente 7 zu verhindern. Alternativ können bei einem Federkamm aus elektrisch leitendem Material auch die Kontaktelemente 7 selbst jeweils eine Isolierung, wie z.B. eine elektrisch isolierte Beschichtung, an ihrer Berührstelle mit der jeweiligen Anpressfeder 1 1 aufweisen, um so eine elektrische
Verbindung der Kontaktelemente 7 zu verhindern.
Anders als in den Fign. 2 bis 4 und 6 gezeigt, können die Anpressfedern 1 1 mit ihren freien Federenden auch an der Wand der Steckaufnahme 4, z.B. für eine Kraftabstützung, anliegen. Alternativ können die Federenden des Federkamms dort wieder miteinander verbunden sein („geschlossener Federkamm").

Claims

Patentansprüche
Steckverbindung (1 ) zur elektrischen Direktkontaktierung von
Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3),
mit einer der Leiterplatte (3) zugeordneten Steckaufnahme (4), in welche die Leiterplatte (3) hineinragt, mit einem in die Steckaufnahme (4) einsteckbaren Stecker (5), der einen Kontaktträger (6) mit
Kontaktelementen (7) zur elektrischen Direktkontaktierung der
Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) aufweist, und mit einer
Anpressfedereinrichtung (10) zum Anpressen der Kontaktelemente (7) in Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anpressfedereinrichtung (10) für jedes Kontaktelement (7) des Kontaktträgers (6) jeweils eine eigene Anpressfeder (1 1 ) aufweist.
Steckverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (6) für jedes Kontaktelement (7) jeweils ein quer zur
Leiterplatte (3) bewegliches Anlageelement (13) aufweist, das zwischen dem Kontaktelement (7) und der jeweiligen Anpressfeder (1 1 ) zum
Anpressen des Kontaktelements (7) in Anlage an die Kontaktfläche (2) der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind. 4. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) durch einen einteiligen Federkamm gebildet sind. Steckverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) jeweils unmittelbar an ihrem Kontaktelement (7) anliegen.
Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind.
Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) durch einen einteiligen, offenen oder geschlossenen Federkamm gebildet sind, wobei die Anpressfedern (1 1 ) gegeneinander und/oder gegenüber ihren Kontaktelementen (7) elektrisch isoliert sind.
Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkamm aus elektrisch nicht leitendem Material gebildet ist.
Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkamm aus elektrisch leitendem Material gebildet ist und die
Anpressfedern (1 1 ) jeweils mit einem elektrischen isolierten Bereich (14) an den Kontaktelementen (7) anliegen oder die Anpressfedern (1 1 ) jeweils an einem elektrischen isolierten Bereich der Kontaktelemente (7) anliegen.
10. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (1 1 ) in der Steckaufnahme (4) befestigt sind.
1 1 . Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (6) einteilig oder zweiteilig ausgeführt ist. 12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die beweglichen Anlageelemente (13) als
auslenkbare Gehäusezungen des Kontaktträgers (6) ausgebildet sind.
13. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anpressfedern (1 1 ) mit ihren freien
Federenden in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme (4) oder in der entgegengesetzten Richtung erstrecken.
EP12708763.3A 2011-02-09 2012-01-31 Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte Active EP2673848B1 (de)

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PCT/EP2012/051494 WO2012107314A1 (de) 2011-02-09 2012-01-31 Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte

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CN (1) CN103339803B (de)
BR (1) BR112013019910A8 (de)
DE (1) DE102011003873A1 (de)
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