EP2695249B1

EP2695249B1 - Voreilende massekontaktierung mittels federelement

Info

Publication number: EP2695249B1
Application number: EP12708282.4A
Authority: EP
Inventors: Markus Kroeckel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: WO2012136414A1; DE102011006834A1; CN103444014A; TW201242187A; BR112013025812A2; EP2695249A1; KR20130127507A; JP2014513391A; US20140087573A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, eine elektrische Steckverbindung und ein Verfahren zum Verbinden eines Steckverbinders mit einem komplementären Steckverbinder.

Stand der Technik

Eine elektrische Steckverbindung umfasst in der Regel zwei elektrische Steckverbinder, die ineinandergesteckt werden, um eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Kontaktelementen des einen Steckverbinders mit den elektrischen Kontaktelementen des anderen Steckverbinders herzustellen. Normalerweise ist der eine elektrische Steckverbinder als Stecker oder als Dose und der andere elektrische Steckverbinder als dazu komplementäre Dose bzw. komplementärer Stecker ausgeführt. Unter einer Dose ist dabei ein Steckverbinder zu verstehen, der eine Öffnung oder einen Hohlraum aufweist, der dazu ausgeführt ist, den Stecker aufzunehmen.
Bei elektrischen Steckverbindern, die dazu verwendet werden, elektronische Bauteile miteinander zu verbinden oder ein elektronisches Bauteil mit seiner Energieversorgung zu verbinden, ist bekannt, einen Massekontakt als sogenannten vorauseilenden Massekontakt auszuführen. Ein Massekontakt ist dabei ein elektrischer Kontakt zwischen zwei Kontaktelementen, die mit dem Massepotential, das in der Regel 0 Volt beträgt, verbunden sind bzw. zwischen zwei Leitungen, die das Massepotential führen sollen. Ein vorauseilender Massekontakt ist dabei so ausgeführt, dass er beim Zusammenstecken der Steckverbinder den elektrischen Massekontakt herstellt, bevor andere elektrische Kontaktelemente der Steckverbindung miteinander in Kontakt treten. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass elektronische Schaltungen unter Spannung gesetzt werden, bevor sie mit dem Massepotential verbunden werden. Somit können Beschädigungen der elektronischen Schaltungen vermieden werden, wenn die Steckverbindung hergestellt wird und Leitungen bereits mit Spannung versorgt werden.
Für vorauseilende Massekontakte sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt. Beispielsweise kann einer der Steckverbinder Pins, das heißt Stäbchen aus einem elektrisch leitenden Material, als Kontaktelemente umfassen und der andere Steckverbinder dazu komplementäre Aufnahmen für die Pins. Ein vorauseilender Massepin kann nun dadurch erzeugt werden, dass der Massepin länger als die anderen Pins ausgeführt ist, die Aufnahme für den Massepin derart verlängert ist oder derart gegenüber den anderen Aufnahmen verschoben ist, dass ihre Vorderkante über die Vorderkanten der anderen Aufnahmen hinausragt.
Ein solcher Steckverbinder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der DE102007039066 A1 offenbart.
Bei Steckverbindungen, bei denen der eine Steckverbinder eine Leiterplatte umfasst, auf der die elektrischen Kontaktelemente als Leiterbahnen, das heißt als sogenannte "Lands" ausgeführt sind, ist es auch bekannt, einen vorauseilenden Massekontakt dadurch vorzusehen, dass das mit dem Massepotential verbundene Land über die Lands für die anderen elektrischen Kontakte in Steckrichtung hinausragt.

Offenbarung der Erfindung

Alle die eben genannten Lösungen können den Nachteil aufweisen, dass sie beim Umrüsten bestehender Projekte, die die Steckverbindung verwenden, aufwendig umgerüstet werden müssen.
Auch sind in der Regel besondere Kontakte bzw. besondere Kontaktelemente wie Pins, Aufnahmen oder Lands notwendig, mit denen der vorauseilende Massekontakt realisiert wird. Da sich das entsprechende Kontaktelement von den anderen elektrischen Kontaktelementen unterscheidet, ist es beim Zusammenstecken anderen mechanischen Belastungen ausgesetzt als die verbleibenden Kontaktelemente, was zu einer erhöhten Verschleißanfälligkeit des vorauseilenden Massekontakts führen kann.
Auch kann die Verlängerung des Massekontaktelements dazu führen, dass sich bei der Steckverbindung bzw. bei dem betroffenen Steckverbinder eine Bauraumvergrößerung in Steckrichtung ergibt.
Bei Steckverbindungen, die eine Leiterplatte umfassen, kann es darüber hinaus beim Zusammenstecken der Steckverbindung zu Beschädigungen der elektrischen Kontakte kommen, die nicht vorauseilend ausgeführt sind, da die Vorderkante der Leiterplatte bei diesen Kontakten weiter von den Vorderkanten der Lands entfernt ist als bei den vorauseilenden Masse-Lands.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Steckverbindung bereitzustellen, bei der ein vorauseilender Massekontakt vorhanden ist, ohne dass der Massekontakt erhöhtem Verschleiß ausgesetzt ist und ohne den Bauraum der Steckverbindung in Steckrichtung zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zum Verbinden mit einem komplementären elektrischen Steckverbinder. Der Steckverbinder kann dabei ein Stecker oder eine Dose sein und kann auch Pins oder Aufnahmen für Pins als elektrische Kontaktelemente umfassen. Auch ist es möglich, dass der Steckverbinder eine Leiterplatte umfasst, die die elektrischen Kontaktelemente als Leiterbahnen aufweist oder der Steckverbinder Klammern umfasst, die dazu ausgeführt sind, die Lands einer Leiterplatte zu kontaktieren.
Insgesamt ist es möglich, dass der Steckverbinder eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktelementen zum Verbinden mit elektrischen Kontaktelementen des komplementären Steckverbinders aufweist. Diese elektrischen Kontaktelemente sind in der Regel alle gleich ausgeführt, beispielsweise gleich lange Pins oder gleich lange bzw. gleich ausgeführte Aufnahmen für Pins oder gleich ausgeführte Lands auf einer Leiterplatte.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Steckverbinder ein Federelement auf, das mit einer Masseleitung des Steckverbinders elektrisch verbunden ist. Der Steckverbinder ist dabei derart ausgeführt, dass beim Verbinden des Steckverbinders mit dem komplementären Steckverbinder, das in der Regel durch Zusammenschieben oder Zusammenstecken der beiden Steckverbinder erfolgt, das Federelement ein Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders elektrisch kontaktiert. Umgekehrt kann der komplementäre Steckverbinder ein Kontaktelement aufweisen, das mit einer Masseleitung elektrisch verbunden ist und das derart ausgeführt ist, dass es beim Zusammenstecken bzw. Verbinden der Steckverbindung das Federelement berühren kann. Das Kontaktieren des Federelements mit dem Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders erfolgt dabei, bevor ein anderes elektrisches Kontaktelement des Steckverbinders ein entsprechendes elektrisches Kontaktelement des komplementären Steckverbinders kontaktiert. Auf diese Weise wird über das Federelement und das Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders eine Massekontaktierung hergestellt, bevor die anderen elektrischen Kontakte der Steckverbindung hergestellt werden.
Unter einer Masseleitung ist dabei eine Leitung zu verstehen, die ein Massepotential aufweist, wenn sie mit einer entsprechenden Spannungsquelle verbunden ist bzw. wenn die Energieversorgung eingeschaltet ist.
Die Verwendung eines Federelements zum Herstellen des Massekontakts kann den Vorteil haben, dass keine verlängerten Kontaktelemente für den Steckverbinder benutzt werden müssen, wodurch Bauraum eingespart werden kann. Darüber hinaus ist die mechanische Belastung eines Federelements dadurch, dass es leicht zurückfedern kann und verformbar ist, nicht so groß, wie bei starren elektrischen Kontaktelementen. Damit ist die Gefahr vermindert, die vorauseilende Massekontaktierung des Steckverbinders zu beschädigen, und auch der mechanische Verschleiß des Steckverbinders ist reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Kontaktelemente als Leiterbahnen auf einer Leiterplatte angebracht, die Bestandteil des Steckverbinders ist. Insbesondere bei einem derartig ausgeführten Steckverbinder können die elektrischen Kontaktelemente dann alle gleich ausgeführt werden, was dazu führt, dass beim Zusammenstecken des Steckverbinders mit einem korrespondierenden Steckverbinder die elektrischen Kontaktelemente alle gleich stark mechanisch beansprucht werden, was zu einem gleichmäßigen Verschleiß führt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die elektrischen Kontaktelemente des Steckverbinders von einer Buchse umschlossen. Mit anderen Worten kann der Steckverbinder eine Dose umfassen. Bei einem derartigen Steckverbinder kann das Federelement an einer Innenwand der Buchse angebracht werden, so dass neben den elektrischen Kontaktelementen auch das Federelement durch die Buchse geschützt wird, wenn der Steckverbinder nicht mit dem anderen Bestandteil, das heißt dem Stecker der Steckverbindung, verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es alternativ möglich, dass der Steckverbinder einen Stecker umfasst, das heißt dazu ausgeführt ist, in eine korrespondierende Dose gesteckt zu werden. In diesem Fall kann das Federelement beispielsweise vom Stecker nach außen, beispielsweise orthogonal zur Steckrichtung, abstehen. In diesem Fall ist es möglich, dass der komplementäre Steckverbinder ein Massekontaktelement aufweist, das mit der Masseleitung des komplementären Steckverbinders verbunden ist, wobei das Massekontaktelement an einer Innenwand einer Buchse des komplementären Steckverbinders angebracht ist. Das Anbringen des Federelements am Stecker und nicht in der Dose kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Dose möglichst einfach aufgebaut sein soll.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Steckverbinder neben dem Federelement zusätzlich ein Massekontaktelement zur Verbindung mit einem Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders aufweisen. Beispielsweise kann dieses Massekontaktelement dann genauso aufgebaut sein wie die anderen elektrischen Kontaktelemente des Steckverbinders und durch das Federelement kann dann trotzdem eine vorauseilende Massekontaktierung hergestellt werden. Das zusätzliche Massekontaktelement kann den Vorteil haben, dass das Federelement zum Herstellen des Massekontakts nur während des Zusammensteckens die elektrische Verbindung zwischen den beiden Masseleitungen des Steckverbinders und des komplementären Steckverbinders herstellen muss. Ist der Steckverbinder vollständig in den komplementären Steckverbinder hineingesteckt bzw. mit diesem verbunden, kann mit dem zusätzlichen Massekontaktelement zusätzlich oder alternativ zum Federelement die Massekontaktierung erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Federelement eine Anpressfeder zum Pressen des Massekontaktelements des Steckverbinders auf das Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, dass der Steckverbinder ein zusätzliches Federelement zum Herstellen der Massekontaktierung umfasst. Dazu kann einfach die bereits vorhandene Anpressfeder verwendet werden.
Beispielsweise kann der Steckverbinder eine Schnittstelle zu einer Leiterplatte sein, die elektronische Komponenten umfassen kann und die die elektrischen Kontaktelemente als Leiterbahnen auf dem Rand der Leiterplatte umfasst. Eine derartige Schnittstelle kann eine Buchse, die beispielsweise aus Kunststoff gefertigt ist, umfassen, die am Rand der Leiterplatte angebracht ist und die elektrischen Kontaktelemente, das heißt Lands, umschließt. Eine derartige Schnittstelle hat in der Regel für jedes elektrische Kontaktelement wenigstens ein Federelement, das dazu dient, ein elektrisches Kontaktelement des Steckers, der in das Interface gesteckt wird, auf das Land der Leiterplatte zu drücken. Die Anpresselemente stehen beispielsweise orthogonal zur Steckrichtung von der Innenwand ab. Der Stecker ist in der Regel mit einem Kabelbaum verbunden, der die elektronischen Schaltungen auf der Platine mit weiteren Bauelementen verbindet
Eine elektrisch leitende Anpressfeder kann nun für das Massekontaktelement des Interfaces mit dem Massepotential der Leiterplatte bzw. des Massepotentials des Interfaces verbunden werden. Umgekehrt kann auch die Stelle des Trägers des elektrischen Kontaktelements des Steckers, an die die Anpressfeder drückt, wenn der Stecker in das Interface gesteckt ist, mit einem elektrischen Kontaktelement versehen werden, das mit der Masseleitung des Steckers verbunden ist. Das Federelement kann nun an einer Stelle im Interface angebracht werden, dass der Kontakt zwischen der Anpressfeder und dem Massekontaktelement des Steckers stattfindet, bevor beim Einschieben des Steckers in das Interface die anderen elektrischen Kontaktelemente des Steckers die Kontaktelemente auf der Leiterplatte, das heißt beispielsweise die Lands, berühren. Auf diese Weise ist eine vorauseilende Massenkontaktierung geschaffen, ohne dass die oben dargestellten Probleme entstehen müssen.
Ein derartiger Aufbau hat auch noch den zusätzlichen Vorteil, dass die EMV-Abschirmung (das heißt die elektromagnetische Abschirmung) der Steckverbindung verbessert wird, da zumindest das Massepotential vom leitenden Federelement, das auf Massepotential liegt, abgeschirmt wird.
Bei der eben beschriebenen Anordnung aus Interface für eine Leiterplatte und Stecker kann das Erfindungsprinzip auch dann angewendet werden, wenn ein elektrisch leitendes Federelement auf der Steckerseite montiert ist. In diesem Fall kann ein Massekontaktelement am Interface vorhanden sein, beispielsweise ein in die Interface-Kragenwand, das heißt die Innenseite der Buchse, eingespritztes beispielsweise starres Kontaktelement.
Im Allgemeinen ist eine vorauseilende Massekontaktierung über ein Federelement immer dann möglich, wenn bereits ein Anpresselement zwischen zwei elektrischen Kontaktelementen, beispielsweise einem Kontaktträger und einer elektrischen Leiterbahn des Interfaces, vorhanden ist. Derartige Anpresselemente sind in der Regel aus Metall und damit elektrisch leitfähig.
Allerdings ist es auch möglich, dass das Federelement kein Anpresselement, sondern ein separat angebrachtes Federelement ist. Dies kann beispielsweise ein eingespritztes Federelement am Interfacekragen sein, das ein Massekontaktelement am Kabelbaumstecker kontaktieren kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft auch eine Steckverbindung, die einen Steckverbinder und einen komplementären Steckverbinder umfasst, so wie sie obenstehend und unterstehend beschrieben sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Steckverbinders mit einem komplementären Steckverbinder. Der Steckverbinder und der komplementäre Steckverbinder können dabei wieder Steckverbinder sein, so wie sie obenstehend und unterstehend beschrieben werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von: elektrisches Kontaktieren eines Federelements, das mit der Masseleitung des Steckverbinders verbunden ist, mit einem Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders; anschließendes elektrisches Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Kontaktelements des Steckverbinders mit einem komplementären elektrischen Kontaktelement des komplementären Steckverbinders. Mit anderen Worten erfolgt das Herstellen der vorauseilenden Massekontaktierung über ein Federelement und nicht über ein starres Massekontaktelement, das in der Regel ähnlich aufgebaut ist wie die anderen elektrischen Kontaktelemente des Steckverbinders. Dabei ist zu verstehen, dass die Steckverbinder derart ausgeführt sein können, dass die Verfahrensschritte beim Stecken des einen Steckverbinders in den anderen Steckverbinder erfolgen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1A zeigt eine Steckverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer entkoppelten Stellung.
Fig. 1B zeigt die Steckverbindung gemäß der Ausführungsform der Fig. 1A in einer gekoppelten Stellung.
Fig. 2A zeigt eine Steckverbindung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer entkoppelten Stellung.
Fig. 2B zeigt die Steckverbindung gemäß der Ausführungsform der Fig. 2A in einer Zwischenstellung.
Fig. 2C zeigt die Steckverbindung gemäß der Ausführungsform der Fig. 2A und 2B in einer gekoppelten Stellung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die Fig. 1A zeigt eine Steckverbindung 10 im Längsschnitt. Die Steckverbindung 10 umfasst eine Dose 12 und einen Stecker 14. Die Dose 12 ist ein Interface bzw. eine Schnittstelle für eine Leiterplatte 16, an deren Rand eine Buchse 18 angebracht ist, die den Rand der Leiterplatte 16 umschließt. Auf der Leiterplatte 16 befindet sich ein elektrisches Kontaktelement 20 in der Form einer Leiterbahn 20, die mit dem schematisch dargestellten Massepotential 22 auf der Leiterplatte verbunden ist. An der Innenseite der Buchse 18 bzw. an der Schnittstellenkragenwand sind jeweils oberhalb und unterhalb der Leiterplatte 16 ein erstes leitendes Federelement 24a und ein zweites leitendes Federelement 24b angebracht. Bei den Federelementen 24a, 24b kann es sich beispielsweise um Blattfedern aus einem Metallstreifen handeln. Wie in der Fig. 1A schematisch dargestellt, sind die beiden Federelemente 24a, 24b über Leitungen 26 mit dem Massepotential 22 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, dass nur das untere Federelement 24b oder das obere Federelement 24a mit dem Massepotential 22 verbunden ist.
Darüber hinaus weist die Dose 18 an ihrer Außenseite eine Erhebung 28 auf, die ein entsprechendes Klammerelement 30 des Steckers 14 hintergreifen kann, um den Stecker 14 an der Dose 12 zu fixieren.
Der Stecker 14 ist mit einem Kabelbaum 32 verbunden, der eine Leitung 34 ausweist, die mit dem Massepotential 22 verbunden werden soll. Mit anderen Worten ist die Leitung 34 die Masseleitung des Kabelbaums 32 bzw. des Steckers 14. Der Stecker 14 umfasst weiter einen Kontaktträger 36, der das elektrische Kontaktelement 38 umfasst, das nach dem Zusammenstecken der beiden Steckverbinder 12, 14 mit der Leiterbahn 20 in Kontakt treten soll. Beispielsweise kann der Kontaktträger 36 vollständig aus Metall sein und mit der elektrischen Leitung 34 verbunden sein oder auch der Kontaktträger 36 kann aus Kunststoff bestehen, in das das elektrische Kontaktelement 38, das elektrisch mit der Leitung 34 verbunden ist, eingegossen ist.
An seiner Oberseite besitzt der Kontaktträger 36 eine Überhöhung 40, die elektrisch leitend ist und auch mit der Masseleitung 34 verbunden ist. Auch diese Überhöhung 40 kann in en Kontaktträger 40 eingegossen sein, wenn dieser aus Kunststoff ist.
Die Fig. 1B zeigt die Steckverbindung 10 in einem zusammengesteckten Zustand, indem der Stecker 14 in die Dose 12 vollständig hineingeschoben ist. Wie aus der Fig. 1B hervorgeht, hintergreift die Klammer 30 dabei den Rand 28 an der Dose 12 und verhindert so ein Herausfallen des Steckers 14 aus der Dose 12. Außerdem presst das Federelement 24b von unten gegen den Stecker 14 und das Federelement 24a von oben auf den Kontaktträger 26, im Speziellen auf die Überhöhung 40. Somit ist einerseits eine elektrische Verbindung zwischen der Leitung 34 über die Überhöhung 40, das Federelement 24a mit dem Massepotential 22 geschaffen und andererseits direkt von der Leitung 34 über den Kontaktträger 36, der von dem Federelement 24a auf die Leiterbahn 20 gepresst wird.
Die elektrische Verbindung zwischen der Leitung 34 und dem Massepotential 22 auf der Leiterplatte 16 ist in Fig. 1B schematisch durch den Pfeil 42 angedeutet.
Das Federelement 24a ist dabei derartig in der Dose 12 angeordnet, dass beim Zusammenstecken des Steckers 14 und der Dose 12 das Federelement 24a mit der Überhöhung 40 in Kontakt tritt, bevor der Kontaktträger 36 die Leiterbahn 20 berührt.
Insgesamt ist zu verstehen, dass die Steckverbindung 10 bzw. die Dose 12 und der Stecker 14 eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten aufweisen, so wie sie im Querschnitt in der Fig. 1A und 1B dargestellt sind. In der Fig. 1A und 1B sind lediglich die elektrischen Kontaktelemente für den Massekontakt dargestellt. In Bezug auf die Figurenebene davor oder dahinter können sich noch eine weitere Anzahl von analog bzw. identisch bzw. ähnlich aufgebauten Kontaktelementen in der Dose 12 und dem Stecker 14 befinden, bei denen das Federelement 24a oder das Federelement 24b nicht mit der entsprechenden elektrischen Leitung 22 verbunden sind. Genauso haben für diese anderen elektrischen Kontaktelemente die Kontaktträger, die dem Kontaktträger 36 entsprechen, keine Überhöhungen 40, die elektrisch leitend sind oder die mit der der Leitung 34 entsprechenden Leitung verbunden sind.
Weitere elektrische Kontaktelement 36a des Stecker 14 und weitere Kontaktelemente 20a der Dose 12 sind in der Fig. 1A durch Striche angedeutet.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass beim Zusammenschieben des Steckers 14 und der Dose 12 zuerst eine Massekontaktierung zwischen dem Federelement 24a und der Erhöhung 40 erfolgt, bevor die anderen elektrischen Kontakte, wie beispielsweise der Kontakt zwischen der Leiterbahn 20 und dem Kontaktträger 36 und den entsprechenden anderen elektrischen Kontakten 36a, 20a der elektrischen Steckverbindung erfolgt.
In der in der Fig. 1B gezeigten Endposition der Steckverbindung 10 erfolgt der Masseschluss über die Feder bzw. das Federelement 24a. Zusätzlich kann der Masseschluss aber noch über das zugehörige Land 20 des Kontakts 36, 20 erfolgen bzw. über einen anderen Kontakt 36a, 20a laufen.
Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen eine weitere Ausführungsform einer Steckverbindung 10', deren Dose 12 und Stecker 14 im Wesentlichen identisch zu der Ausführungsform aufgebaut ist, die in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist. Allerdings sind bei der in den Fig. 2A bis 2C gezeigten Ausführungsform die Überhöhung 40 und das Federelement 24a derart angeordnet, dass über ihre Kontaktierung eine temporär voreilende Massekontaktierung erzeugt wird.
Die Fig. 2A zeigt die Steckverbindung 10' bzw. das aus den Steckverbindern 12, 14 bestehende Stecksystem 10' in einer Stellung, in der die Steckung unmittelbar bevorsteht. Weder das Federelement 24a noch die Leiterbahn 20 bzw. das Land 20 stehen in diesem ersten Schritt mit dem Kontaktträger 36 in Verbindung.
Die Fig. 2B zeigt die Steckverbindung 10' in einer Zwischenstellung, die zwischen der in der Fig. 2A gezeigten Stellung und der in der Fig. 2C gezeigten Stellung liegt, in der der Stecker 14 noch nicht vollständig in die Dose 12 geschoben wurde. In diesem zweiten Schritt hat die Feder 24a bereits die Überhöhung 40 und damit den Kontaktträger 36 kontaktiert, so dass bereits ein Massekontakt über das Federelement 24 besteht, die Kontaktierung der Leiterbahn 20 mit dem Kontaktträger 36 aber noch nicht stattgefunden hat. Die Massekontaktierung über das Federelement 24a bzw. die Anpressfeder 24a ist in der Fig. 2B schematisch durch den Pfeil 44 dargestellt.
In einem dritten Schritt, der in einer Stellung der Steckverbindung 10' erfolgt, die zwischen den Fig. 2B und 2C anzusiedeln ist, besteht die Massekontaktierung zwischen der Anpressfeder 24a und der Überhöhung 40 noch und eine Kontaktierung zwischen der Leiterbahn 20 und dem Kontaktträger 36 erfolgt, so dass gleichzeitig beide Massekontaktierungen bestehen.
In einem vierten Schritt, in dem der Stecker 14 vollständig in die Dose 12 eingeschoben wird, löst sich die elektrische Verbindung zwischen der Anpressfeder bzw. dem Federelement 24a und der Überhöhung 40 und die Massekontaktierung zwischen dem Kontaktträger 36 und der Leiterbahn 20 bleibt bestehen. In der in der Fig. 2C dargestellten Stellung ist die Endposition des Steckers 14 in der Dose 12 erreicht. Das Federelement 24a presst dabei nicht mehr auf die elektrisch leitende Überhöhung 40, sondern auf ein isolierendes Element 46 des Steckers 14. Es besteht nur noch eine Massekontaktierung zwischen dem Massepotential 22 auf der Leiterplatte 16 und der Leitung 34 über dem Kontakt zwischen dem Kontaktträger 36 und der Leiterbahn 20. Dies ist in der Fig. 2C schematisch durch den Pfeil 48 dargestellt.
Alternativ zum beschriebenen Ablauf kann das Kontaktelement nach Verlust der Kontaktierung durch die Anpressfeder bzw. das Federelement 24a den Massekontakt auch komplett aufgeben, wenn davor anderen Kontaktelemente der Steckverbindung 10 bereits kontaktiert sind und sich hierunter auch Massekontaktierungen befinden. Daher wäre auch kein Land 20 für den temporären Kontakt auf der Leiterplatte 16 notwendig. Das Kontaktelement ist lediglich dazu ausgeführt, eine Massekontaktierung zwischen dem Federelement 24a und dem Kontaktträger 36 herzustellen. In diesem Falle wäre die voreilende Massekontaktierung dieses Kontaktelements komplett temporär zu sehen. Der vorauseilende Massekontakt erfolgt lediglich temporär während des Zusammensteckens. Nach dem Zusammenstecken ist kein elektrischer Kontakt vorhanden.
Im Gegensatz zu der in den Fig. 1A und 1B gezeigten Ausführungsform erfolgt der Masseschluss der Steckverbindung 10' in der Endstellung, der in Fig. 2C gezeigt ist, ausschließlich über die Standardkontaktierung zwischen dem Kontaktträger 36 und der Leiterbahn 20. Dies hat den Vorteil, dass die voreilende Massekontaktierung nicht permanent ist, und deswegen keinem dynamischen Verschleiß unterliegen muss. Auf diese Weise muss die Kontaktstelle an dem Federelement 24a nicht in Bezug auf eine permanente Massekontaktierung optimiert werden. Somit kann eine Auslegung des Federelements 24a als Kontaktelement vermieden werden, was aufwendig sein könnte und gegebenenfalls die Steckverbindung 10' hinsichtlich ihrer dynamischen Belastbarkeit begrenzen könnte.

Claims

Steckverbinder (12) zum Verbinden mit einem komplementären Steckverbinder (14), der Steckverbinder (12) umfassend:
wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (20, 20a) zum Verbinden mit einem elektrischen Kontaktelement (36, 36a) des komplementären Steckverbinders,

wobei der Steckverbinder (12) ein Federelement (24a) aufweist, das mit einer Masseleitung (22) des Steckverbinders (12) elektrisch verbunden ist und der Steckverbinder (12) derart ausgeführt ist, dass beim Verbinden des Steckverbinders (12) mit dem komplementären Steckverbinder (14) das Federelement (24a) ein Massekontaktelement (40) des komplementären Steckverbinders (14) elektrisch kontaktiert, bevor das elektrische Kontaktelement (20, 20a) des Steckverbinders das elektrische Kontaktelement (36, 36a) des komplementären Steckverbinders kontaktiert,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Steckverbinder derart ausgeführt ist, dass das Federelement (24a) nur während des Zusammensteckens des Steckverbinders mit dem komplementären Steckverbinder das Massekontaktelement (36) des komplementären Steckverbinders elektrisch kontaktiert.
Steckverbinder (12) nach Anspruch 1,
wobei der Steckverbinder eine Leiterplatte (16) umfasst, auf der das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (20) als Leiterbahn aufgebracht ist.
Steckverbinder (12) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Steckverbinder eine Buchse (18) umfasst, die das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (20) umschließt.
Steckverbinder (12) nach Anspruch 3,
wobei das Federelement (24a) an einer Innenwand der Buchse (18) angebracht ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Steckverbinder einen Stecker umfasst,
wobei das Federelement dazu ausgeführt ist, ein Massekontaktelement des komplementären Steckverbinders elektrisch zu kontaktieren, das mit einer Masseleitung des komplementären Steckverbinders verbunden ist, wobei das Massekontaktelement an einer Innenwand einer Buchse des komplementären Steckverbinders angebracht ist.
Steckverbinder (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:
ein Massekontaktelement (20) zum Verbinden mit einem Massekontaktelement (36) des komplementären Steckverbinders (14),

wobei das Federelement (24a) eine Anpressfeder zum Pressen des Massekontaktelements (36) des Steckverbinders (12) auf das Massekontaktelements (36) des komplementären Steckverbinders (14) umfasst.
Steckverbinder (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:
ein Massekontaktelement (20) zum Verbinden mit einem komplementären Massekontaktelement (36) des komplementären Steckverbinders (14),

wobei der Steckverbinder (12) derart ausgeführt ist, dass das Massekontaktelement (20) das komplementäre Kontaktelement (36) kontaktiert, nachdem das Federelement (24a) das Massekontaktelement (36) kontaktiert hat.
Steckverbindung (10, 10'), umfassend:
einen Steckverbinder (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einen komplementären Steckverbinder (14).
Verfahren zum Verbinden eines Steckverbinders (12) mit einem komplementären Steckverbinder (14), umfassend die Schritte:
Elektrisches Kontaktieren eines Federelements (24a), das mit der Masseleitung (22) des Steckverbinders verbunden ist, mit einem Massekontaktelement (36) des komplementären Steckverbinders;

Anschließendes elektrisches Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Kontaktelements (20, 20a) des Steckverbinders mit einem komplementären elektrischen Kontaktelement (36, 36a) des komplementären Steckverbinders,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Steckverbinder derart ausgeführt ist, dass das Federelement (24a) nur während des Zusammensteckens des Steckverbinders mit dem komplementären Steckverbinder das Massekontaktelement (36) des komplementären Steckverbinders elektrisch kontaktiert.