EP2673848B1 - Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte - Google Patents
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- 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 relates to a plug connection for the direct electrical contacting of contact surfaces on a printed circuit board according to the preamble of claim 1.
- 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 make 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 contact surfaces are also known as direct electrical 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 are inserted into the harness connector.
- a plug-in connection for direct electrical contacting of contact surfaces on a printed circuit board known.
- a plug-in receptacle is provided on a further printed circuit board.
- the connector further comprises a Anpressfeder adopted for pressing the contact elements in contact with the contact surfaces of the circuit board.
- the pressure spring device is provided in the plug-in receptacle fixed on the further printed circuit board.
- EP 1335 454 A1 is also a connector for electrical direct contacting of contact surfaces on a printed circuit board known in which the plug-in receptacle is fixed on a further circuit board.
- FIGS. 1a, 1b show two known connectors 101 for 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.
- a plug (eg harness connector) 105 is inserted, the two-part 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 .
- Electrical leads 108 of the spring contacts 107 are passed through a mat seal 109 which seals the plug receptacle 104 to the outside.
- a pressure spring device 110 is furthermore provided, which acts on the contact carrier halves 106a, 106b and thereby presses the spring contacts 107 into abutment against the contact surfaces 102 of the printed circuit board 103.
- the pressure spring device 110 which in Fig. 1a through a one-piece spring clip and in Fig. 1b is formed by two separate springs, thus acts integrally on the two-part contact carrier 106th
- 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 while increasing the robustness is made possible and the manufacturing cost of the contact element can be reduced.
- the elimination of the contact spring also reduces the previous dependence of the contact normal force of the contact spring, because in particular with miniaturized contact elements, it is difficult with increasing degree of miniaturization, the required contact normal forces still reach.
- the contact normal force is inventively by the pressure springs either directly or via movable contact elements of the Contact carrier individually applied to each contact element.
- the pressure springs can advantageously be formed as individual springs or be formed by a one-piece spring comb. Since printed circuit board tolerances can now be compensated via the individually acting pressure springs, the contact carrier can now also be made in one piece according to the invention instead of continuing in two parts, which leads to a further cost reduction.
- the movable contact elements of the contact carrier can also take over the function of a Maisprimärverrastung to secure the plugged into the contact carrier contact elements therein against their insertion direction.
- connectors 1 are used for direct electrical contacting of contact surfaces ("Lands") 2 on a circuit board 3 , wherein the contact surfaces 2 are provided on both sides of the circuit board 3.
- a plug-in receptacle 4 is provided, in which the printed circuit board 3 protrudes in the insertion direction.
- a plug (eg harness connector) 5 is inserted, which has a contact carrier 6 with contact elements 7 for the direct electrical contacting 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.
- a pressure spring device 10 is furthermore provided, which presses the contact elements 7 against the contact surfaces 2 of the printed circuit board 3.
- the Anpressfeder worn 10 for each contact element 7 of the contact carrier 6 each have their own pressure spring 11 .
- the contact carrier 6 has for each contact element 7 in each case a transverse (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 11 for pressing the contact element 7 in contact with the contact surface 2 of the circuit board 3 ,
- the pressure springs 11 may each be designed as separate individual springs or be integrally formed by an open spring comb with free spring ends.
- the transversely movable contact elements 13 of the contact carrier 6 are formed for example by housing tongues of the contact carrier, which are deflectable in the transverse direction 12.
- the transversely movable contact elements 13 can also take over the function of a Kunststoffprimmaschineverrastung to secure the inserted into the contact carrier 6 contact elements 7 against their insertion direction in the contact carrier 6.
- the pressure springs 11 are fastened to the bottom of the plug-in receptacle 4 and extend with their free spring end almost to the mat seal 9. These contact springs 11 directed in the direction of the mat seal 9 can alternatively also be fastened to the side wall of the plug receptacle 4.
- the pressure springs 11 are attached to the sides of the plug-in receptacle 4 and extend with their free spring end in the direction of the bottom of the plug-in receptacle. 4
- Fig. 4 are the pressure springs 11 U-shaped and secured to the sides of the receptacle 4 such that the free spring ends extend in the direction of the bottom of the receptacle 4.
- the contact carrier 6 may be one-piece or two-piece, as above with respect to Fig. 1 is described to be executed.
- the pressure springs 11 are each directly on their contact elements 7 at.
- the pressure springs 11 may also be formed here as separate individual springs or by a one-piece (integral) spring comb made of electrically non-conductive or electrically conductive material. In the latter case, the pressure springs 11 each lie against an electrically insulated coating 14 on the contact elements 7, so as to prevent an electrical connection of the contact elements 7.
- the contact elements 7 themselves each have insulation, such as an electrically insulated coating, at their point of contact with the respective pressure spring 11 so as to prevent electrical connection of the contact elements 7.
- the pressure springs 11 may rest with their free spring ends on the wall of the plug-in receptacle 4, for example, for a power support.
- the spring ends of the spring comb can be reconnected to each other there ("closed spring comb").
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- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
- 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.
- Aus der
US 2009/0258515 A1 ist eine Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte bekannt. Dabei ist auf einer weiteren Leiterplatte eine Steckaufnahme vorgesehen. In die Steckaufnahme kann dabei als eine Art Stecker die Leiterplatte mit ihren Kontaktflächen eingesteckt werden. In der Steckaufnahme sind Kontaktelemente zur Direktkontaktierung der Kontaktflächen der Leiterplatte vorgesehen. Der Steckverbinder umfasst weiterhin eine Anpressfedereinrichtung zum Anpressen der Kontaktelemente in Anlage an die Kontaktflächen der Leiterplatte. Die Anpressfedereinrichtung ist in der auf der weiteren Leiterplatte festgelegten Steckaufnahme vorgesehen. - Aus der
EP 1335 454 A1 ist ebenfalls eine Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte bekannt, bei der die Steckaufnahme auf einer weiteren Leiterplatte festgelegt ist. -
Fign. 1a, 1b 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 110, die in
Fig. 1a durch eine einteilige Federklammer und inFig. 1b 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.
- 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.
- 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 inFig. 2 ; und - Fig. 6
- ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte.
- 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 11 zum Anpressen des Kontaktelements 7 in Anlage an die Kontaktfläche 2 der Leiterplatte 3 angeordnet ist. Die Anpressfedern 11 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 11 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 11 können alternativ auch an der Seitenwand der Steckaufnahme 4 befestigt sein.
InFig. 3 sind die Anpressfedern 11 an den Seiten der Steckaufnahme 4 befestigt und erstrecken sich mit ihrem freien Federende in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme 4.
InFig. 4 sind die Anpressfedern 11 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 11 jeweils unmittelbar an ihren Kontaktelementen 7 an. Die Anpressfedern 11 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 11 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 11 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 11 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 (13)
- Steckverbindung (1) zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3),
mit einer an der Leiterplatte (3) vorgesehenen 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),
wobei die Anpressfedereinrichtung (10) in der Steckaufnahme (4) vorgesehen ist,
wobei die Anpressfedereinrichtung (10) für jedes Kontaktelement (7) des Kontaktträgers (6) jeweils eine eigene Anpressfeder (11) 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 (11) zum Anpressen des Kontaktelements (7) in Anlage an die Kontaktfläche (2) der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
- Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind.
- Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) durch einen einteiligen Federkamm gebildet sind.
- Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils unmittelbar an ihrem Kontaktelement (7) anliegen.
- Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) jeweils als separate Einzelfedern ausgebildet sind.
- Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) durch einen einteiligen, offenen oder geschlossenen Federkamm gebildet sind, wobei die Anpressfedern (11) 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 (11) jeweils mit einem elektrischen isolierten Bereich (14) an den Kontaktelementen (7) anliegen oder die Anpressfedern (11) jeweils an einem elektrischen isolierten Bereich der Kontaktelemente (7) anliegen.
- Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (11) in der Steckaufnahme (4) befestigt sind.
- Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (6) einteilig oder zweiteilig ausgeführt ist.
- Steckverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Anlageelemente (13) als auslenkbare Gehäusezungen des Kontaktträgers (6) ausgebildet sind.
- Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anpressfedern (11) mit ihren freien Federenden in Richtung auf den Grund der Steckaufnahme (4) oder in der entgegengesetzten Richtung erstrecken.
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