EP3044837A1 - Direktsteckvorrichtung mit vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer verriegelungseinrichtung - Google Patents

Direktsteckvorrichtung mit vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer verriegelungseinrichtung

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EP3044837A1
EP3044837A1 EP14793004.4A EP14793004A EP3044837A1 EP 3044837 A1 EP3044837 A1 EP 3044837A1 EP 14793004 A EP14793004 A EP 14793004A EP 3044837 A1 EP3044837 A1 EP 3044837A1
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EP
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plug
circuit board
contact
printed circuit
direct
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Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/639—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap
    • H01R13/6395—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap for wall or panel outlets

Definitions

  • the invention relates to a direct plug-in device for direct plugging onto a printed circuit board.
  • connection arrangements for printed circuit boards which allows a direct insertion of a male part on a circuit board without attached to the circuit board socket.
  • Direct plug-in device for direct plugging onto a printed circuit board, wherein the direct plug-in device has a plug-in element, the one
  • the direct plug-in device further has a plug element receptacle, which is configured for at least partially receiving the plug element such that in
  • Steckelementmethod has at least one printed circuit board side arranged Vorjustier Scheme, by means of placing the
  • Plug element receptacle on the circuit board with at least one corresponding Vorjustier Modell the circuit board is connected such that in the connected state, the contact elements to
  • the plug element is movable relative to the preassembled on the circuit board plug-in element receptacle so that thereby the contact elements of the
  • Plug element receptacle extendable and can be inserted into the correspondingly formed contact element openings.
  • the invention is based on the object to provide a direct plug-in device for direct plugging onto a printed circuit board, which is robust and easy to handle for a user.
  • the invention proposes a
  • Direct plug-in device for direct insertion on a printed circuit board, wherein the direct plug device, a plug-in element, the (in particular electrically insulating) receiving housing and at least one (in particular electrically conductive) received thereon pluggable (in particular spring-like) contact element (in particular a plurality of such contact elements, wherein a contact element also may be referred to as a direct plug contact), and a plug element receptacle (which may be formed in particular as a locking frame), which at least partially
  • receiving the plug element has a locking device and relative to the plug element between a contact element remote state and a contact element near state (wherein in the
  • Plug element receptacle and the at least one contact element is greater than in the contact element near state) movable
  • Circuit board is connectable such that in the connected state, the at least one contact element to at least one correspondingly formed contact element opening (in particular a
  • a plug element which has a receiving housing and at least one plug-in, in particular spring-like, contact element, the plug element at least partially by a
  • Plug element receptacle is received, the one Has locking device and relative to the plug element between a contact element remote state and a
  • Plug element receptacle relative to the plug-in element pre-adjusted onto the printed circuit board in such a way from the contact element remote
  • a hand-pluggable and manually detachable system is provided, with which a faulty electrical contact between at least one sensitive contact element on the one hand and a printed circuit board
  • the at least one contact element is placed on at least one corresponding Vorjustier Modell the circuit board.
  • the at least one contact element can already dip into the at least one corresponding contact element opening of the printed circuit board in this Vorjustiervorgang and in this case preferably already produce an electrically conductive contact. This will be a mechanically correct attachment of the
  • Plug element receptacle on the at least one Vorjustier Modell the circuit board.
  • a mechanically robust connection and an electrical contact can be achieved with an intuitive and simple handle, with a misalignment can be reliably excluded.
  • the provision of a socket on the circuit board is unnecessary, since the electrical contact directly between the or
  • Vorjustier Conceptual structure, recess, color marking, magnetic elements, etc.
  • Circuit board can be understood, which promotes a corresponding arrangement to a feature of each other's Vorjustier ceremoni.
  • the at least one Vorjustier Quilt of the male element at least one Vorjustierzapfen (ie a supernatant) have.
  • Corresponding Vorjustier Modell the circuit board can at least one Vorjustierö réelle (for example, a through or blind hole) exhibit.
  • the provision of multiple Vorjustierzapfen on the plug-in element and corresponding Vorjustierö réelleen on the circuit board is particularly intuitively specifiable and the circuit board can be made flat and mounted.
  • Direct plug-in device is located in a defined initial or final state, causing a faulty handling of
  • Direct plug-in device can be prevented.
  • the plug-in element receptacle relative to the preassembled on the circuit board plug-in element so from the contact element remote state to the
  • Locking device for a sideways movement of the
  • Vorjustier Modell the plug element lead, so that a direction of the force applied by a user insertion force in a different direction a locking force is applied, which is applied to the Vorjustier Cook the circuit board.
  • a single intuitive plugging movement of the user thus also leads to a force-saving formable, but only with great effort detachable locking the
  • Vorjustiermilapfen may be sharpened end to promote easy insertion into the Vorjustierö réelle the circuit board.
  • Forming the Vorjustier sketching the circuit board as Vorjustierö Stammer further favors a planar design of the circuit board, which is particularly advantageous combined with a socket-free configuration.
  • Vorjustierzapfen have a lateral projection, which lays down after passing the Vorjustierzapfens through the circuit board and by method of the plug element receiving from the contact element remote state to the contact element near state against peeling against a back of the circuit board.
  • Under the back of the circuit board is a major surface of the circuit board understood that in mounted on the circuit board state of the direct plug the majority of
  • the lateral projection may form a type of barb having an abutment surface which abuts against the back side of the circuit board when attempting to release the latch (i.e., prior to retraction of the plug receptacle relative to the plug member and into the contactor remote condition)
  • the locking device may have at least one end locking pin, which dips in the male element recording from the contact element remote state to the contact element near state next to the at least one Vorjustierzapfen in the at least one Vorjustierö réelle and together with the respective Vorjustierzapfen causes the lock.
  • a common clamping locking of the locking pin and Vorjustierzapfens done in the Vorjustierö réelle. only the pre-adjustment structure of the direct plug-in device penetrates the pre-adjustment opening of the printed circuit board before the locking and can still be removed with little effort in this state.
  • the locking pin presses the Vorjustierzapfen resiliently against the wall of the Vorjustierö réelle and can thereby lock or jam, for example, the lateral projection behind the circuit board. It can also be a force or frictional engagement between the Vorjustierzapfen and the wall of the Vorjustierö réelle be effected or the Vorjustierzapfen be wedged or jammed in the Vorjustierö réelle.
  • the locking pin fills at least partially a cavity of the pre-adjusting opening remaining even after insertion of the prealigning pin and is thereby wedged or clamped together with the pre-adjusting pin itself on the wall of the pre-adjusting opening. A peeling off the
  • Direct plug-in device of the circuit board is in this mode only with an extremely high effort (or even non-destructive no longer possible). Only retraction of the plug element receptacle into the circuit board remote or contact hole remote state also pulls the locking pin out of the Vorjustierö réelle and makes the above two wedging effects simultaneously and reversibly retroactively.
  • the at least one Contact element with respect to the receiving housing on the circuit board side (in particular in the insertion direction immovable and / or perpendicular to the insertion direction spring-like) survive.
  • a mechanism which realizes a lead in the contact elements in the receiving housing or a lead out of the contact elements of the receiving housing, is thereby unnecessary.
  • the contact elements are statically beyond the receiving housing in any operating state of the direct plug device.
  • the at least one contact element can preferably be moved only in a direction perpendicular to the insertion resiliently, so that by the spring action of
  • Receiving housing from which protrude the contact elements, as a stop or stop surface when pre-adjusting insertion of
  • Plug element receptacle
  • Contact elements can be sensitive electrically conductive
  • Vorjustierzapfen along a circumference of the contact elements are arranged and the contact elements thus all in front of a
  • Vorjustierzapfen be attached to the four corners of a rectangular, matrix-like arrangement of contact elements to protect the To ensure contact elements against mechanical interference from any direction.
  • Vorjustier Concept of the plug element to be resilient (in particular be formed of a self-resilient material or be resiliently mounted) that by sliding the plug element from the contact element remote state to the contact element near state, the locking device on the resilient Vorjustier Concept of the plug element slides and this perpendicular or at least angled to the direction of travel against the Vorjustier Design the
  • the plug-in element along its circumference may comprise a plurality of Vorjustier Modellen by the method of the plug element receiving from the contact element remote state to the contact element near state of the
  • Vorjustier Modell are particularly all around attached to thetician, symmetrical and force peaks avoiding handling of
  • Direct plug device can be achieved. Especially with the provision of two and in particular more than two Vorjustier Modellen can
  • the pre-adjustment structures of the plug-in element and the locking device can be adapted to one another such that different pre-adjustment structures of the Plug element acting locking forces in different directions, in particular in pairs, for example, opposite directions, act.
  • different pre-adjustment structures of the Plug element acting locking forces in different directions in particular in pairs, for example, opposite directions, act.
  • this can provide protection against unwanted removal of the direct plug-in device from the circuit board in different
  • the plug-in element may have a (for example frame-like) Vorjustiergeratiuse which is resiliently disposed between the receiving housing and the plug receptacle and on which the at least one Vorju bull structure of the plug attached, for example, integrally formed and / or einstoffig.
  • a Vorjustiergeratiuse which is resiliently disposed between the receiving housing and the plug receptacle and on which the at least one Vorju bull structure of the plug attached, for example, integrally formed and / or einstoffig.
  • Plug element receptacle can be arranged like a frame around the, for example, closed on all sides receiving housing.
  • the Vorjustiergeophen by means of at least one resilient bridge element (in particular in one piece, more particularly einstoffig) may be connected to the receiving housing.
  • the Vorjustiergeophen and the receiving housing can thus be mechanically weakly coupled to each other, for example by means of one or more resilient connecting elements, such as plastic webs. This allows one for the plug and
  • Locking process advantageous compensation movement between the at least one locking structure of the plug element and the at least one contact element.
  • both the receiving housing and the Vorjustiergeophuse be made in injection molding and / or plastic material and be assembled into a common component. This allows a cost-effective
  • Recording housing consists of two, three or more sub-housings that can be mechanically mated together so that remain between hidden sub-housings receiving spaces for the contact elements.
  • the contact elements for example with connected cable connections or the like
  • the contact elements can be inserted into the receiving spaces and subsequently by means of
  • Associated sub-housings may, for example, have mutually inverse rectangular profiles, between which an easily formed and reliable connector can be made. At two edges arranged part of the housing
  • Receiving housing components may be integrally formed Vorjustiergeophuses and resiliently connected by means of the bridge elements. With one or more optional central part housings between the two peripheral part housings then the number of desired contact elements can be scaled arbitrarily. According to one embodiment, the Vorjustiergeophuse
  • At least one guide groove (in particular, in each case positioned next to an associated Vorjustier minimalist), along which the locking device of the plug element receiver is guided guided by applying a locking force to the at least one Vorjustier Modell the plug element.
  • Guide groove can slide guide rails of the locking device, which guide rails rigid with end-side
  • Locking pin of the locking device can be coupled and thus the movement of the guide rails along the
  • the plug element receptacle relative to the plug-in element preassembled on the printed circuit board in such a way from the contact element remote state to the
  • Plug element receptacle relative to the plug element and the
  • Printed circuit board is removed again, which then allows a low-force removal of the direct plug-in device of the circuit board.
  • the plug element and the plug element receptacle can thus be designed such that starting from a state in which the locking device the
  • Direct plug-in device of the circuit board allows, on the other hand, however, in the inserted and locked state, a peeling off the
  • the plug-in element and the plug-in element receptacle can be adapted to one another such that one (in particular interrupted only by the contact elements and otherwise substantially coherent)
  • PCB contact surface of the receiving housing and a (in particular annular and the PCB touch surface of the receiving housing surrounding) PCB contact surface of the plug receptacle in the contact element near state are coplanar to each other.
  • PCB contact surfaces are contact-based on a flat counter surface of the circuit board and thus form a mechanically stable and defined configuration.
  • the contact element remote state for example, in a pre-adjusted, but not yet locked state
  • the two PCB touch surfaces can be offset from each other in parallel.
  • Locking can thus be visually controlled by a user that in this the receiving housing with his
  • PCB contact surface is applied directly to the circuit board.
  • a correct lock state can be visually effected by a user
  • the plug-in element receptacle can be formed from an electrically insulating material, in particular from plastic. Also the plug element can with the exception of
  • the plug element receptacle and components of receiving housing and optional locking housing can all be made by injection molding.
  • Contact elements can be inside the receptacle of the
  • Plug element are electrically coupled with cables or the like, by means of which the circuit board can be coupled to an electronic periphery.
  • the contact elements themselves can be formed from a stamped and bent sheet metal plate.
  • the printed circuit board may be socket-free at least in a region in which the attachment between the direct plug-in device and the printed circuit board takes place. This allows a flat and compact design and installation.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a direct plug-in device according to an exemplary embodiment, in which a
  • Plug element receptacle is pushed back relative to a plug element in a contact element remote state.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of the direct plug-in device according to FIG. 1, in which the plug element receptacle is advanced relative to the plug element into a state near the contact element.
  • Figure 3 shows a plan view of a printed circuit board for a
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of a connection arrangement according to an exemplary embodiment with a connection
  • FIG. 5 shows a three-dimensional view of the connection arrangement according to FIG. 4, in which the plug element receptacle in one
  • FIG. 6 shows a side view of the connection arrangement according to FIG. 5.
  • FIG. 7 shows a spatial view of the nine-pole
  • FIG. 8 shows a three-dimensional view of the plug element receptacle according to the preceding figures.
  • FIG. 9 shows a three-dimensional view of three partial housings which can be plugged together to form the plug-in element of the direct plug-in device according to the preceding figures.
  • FIGS. 10 to 15 show different views of one
  • FIG. 16 to FIG. 21 show different views of one
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a direct plug-in device 108 according to an exemplary embodiment for plug-free direct plugging onto a printed circuit board 302 (see FIG. 3).
  • a frame-shaped plug-element receptacle 120 of the direct plug-in device 108 is located opposite a box-shaped plug-in element 110 in a contact element-remote state, as indicated by reference numeral 104.
  • the plug element receptacle 120 is opposite to the
  • Plug element 110 up to a rear locking position so
  • Printed circuit board contact surface 175 of the plug element receptacle 120 and a circuit board contact surface 177 of the plug element 110 is formed, wherein contact elements 106 extend out of the circuit board contact surface 177 of the plug element 110.
  • the distance D may be, for example, 1 cm.
  • the direct plug-in device 108 is ready to be plugged into the printed circuit board 302 for the pre-adjusted state.
  • the direct plug-in device 108 has the plug-in element 110, which has a central receiving housing 114 made of plastic and a matrix-like arrangement of here nine electrically conductive spring-like
  • the contact elements 106 are opposite the receiving housing 114 on the circuit board side and are provided immovably relative to the receiving housing 114 in the insertion direction 173.
  • Each of the contact elements 106 is electrically conductively coupled to a respective one of cables 130 (not shown) inside the receptacle housing 114 for transmitting an electrical signal between a respective cable 130 and a respective contact on the circuit board 302.
  • the plug-in element 110 has a Vorjustiergetude 118, which is resiliently arranged between the receiving housing 114 and the plug-element receptacle 120 and on which the Vorjustiermila 112 of
  • Plug element 110 is formed.
  • the Vorjustiergeophuse 118 is externally connected to the receiving housing 114 by means of resilient bridge elements.
  • the plug-in element receptacle 120 of the direct plug-in device 108 is designed for the partial, circumferentially surrounding receiving of the plug-in element 110.
  • the plug element receptacle 120 has a
  • Locking device 102 in the form of four mounted in four corner areas locking pins or locking pin.
  • PCB touch level are aligned or aligned.
  • a user can engage with gripping pieces 140 which are integrally formed on an outer side of the plug element receptacle 120.
  • the plug-in element 110 has in the illustrated embodiment four, on the mounting board side to be arranged and trained as Vorjustierzapfen Vorjustier Modell 112, which are attached to four corners of an imaginary rectangle and connected by placing the plug 110 on the circuit board 302 with corresponding Vorjustier Modellen 306 of the circuit board 302 are. Since in the illustrated embodiment, the Vorjustier Quilten 306 of
  • Printed circuit board 302 are formed as Vorjustierö Stamm (see Figure 3), immerge the Vorjustierzapfen in the pre-adjustment in this
  • the plug-in element receptacle 120 is subsequently movable relative to the plug-in element 110 pre-adjusted onto the printed circuit board 302 from the contact-element-free state 104 to the contact-element-near state 200, thereby locking the latching device 102 and the pre-alignment structure 112 of the plug-in element 110 on the
  • Vorjustier Modell 306 of the circuit board 302 are locked.
  • a user merely needs to move the plug-in receptacle 120 against the plug 110 and the circuit board 302 by the distance D until an annular abutment surface in the form of the
  • Printed circuit board contact surface 175 of the plug element receptacle 120 abuts the planar printed circuit board 302 at this point.
  • Each of the Vorjustierzapfen the Vorjustier adopted 112 has a lateral projection 116, which after passing through the associated Vorjustierzapfens by the circuit board 302 and by methods of
  • the locking device 102 is in the form of four end locking pins or locking pins carried out, each of which in method of the plug element receptacle 120 from the contact element remote state 104 to the contact element near
  • Vorjustiergepatuse 118 has guide grooves 122 along which the locking pins or locking pins of
  • Locking device 102 of the plug-in element receptacle 120 can be moved guided by exerting a locking force on the associated Vorjustierzapfen the Vorjustier Modell 112 of the plug element 110.
  • the locking pins are made by advancing the
  • Plug element receptacle 120 by the distance D in the direction of
  • Printed circuit board 302 moves. At this time are the
  • Locking pin fill as a result of the forward movement of a still free space in the Vorjustierö Maschinenen and thus lie next to the Vorjustierzapfen in the Vorjustierö Maschinenen. During this
  • the locking pins laterally bias the pre-alignment pins against the wall, thereby locking the pre-alignment pins in the pre-alignment holes.
  • the locking pin against the wall in the press In a synergistic way, the locking pin against the wall in the press
  • the Vorjustier Wegtechnisch 112 of the plug-in element 110 is thus designed so resilient that by methods of
  • the pre-adjustment structure 112 of the plug element 110 and the locking device 102 are adapted to one another in such a way that in different
  • Vorjustierzapfen are all spread outwards by the method of the locking pins.
  • the plug element 110 and the plug element receptacle 120 are designed such that, starting from the state in which the plug element 110 and the plug element receptacle 120 are designed such that, starting from the state in which the plug element 110 and the plug element receptacle 120 are designed such that, starting from the state in which the plug element 110 and the plug element receptacle 120 are designed such that, starting from the state in which the plug element 110 and the plug element receptacle 120 are designed such that, starting from the state in which the
  • Plug element 110 is locked to the Vorjustier Modell 306 of the circuit board 302, the plug element receptacle 120 of the
  • Locking mechanism is thus formed reversible.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of the direct plug device 108 according to FIG. 1, in which the plug element receptacle 120 is located opposite the plug element 110 in the state close to the contact element, as indicated by reference numeral 200.
  • the plug element receptacle 120 is displaced relative to the plug element 110 as far as a front latching position such that a minimal distance between the plug element receptacle 120 and the contact elements 106 remains on the contact surface of the plug element 110.
  • the annular end surface (i.e., the board contact surface 175) of the plug receptacle 120 and the contact or abutment surface (i.e., the board contact surface 177) of the receptacle housing 114 are aligned.
  • FIG. 3 shows a plan view of the printed circuit board 302 which, together with the direct plug-in device 108 according to FIG. 1 and FIG. 2, forms a connection arrangement 400 (see FIG. 4) according to FIG.
  • FIG. 3 also shows the pre-adjustment structures 306 and the
  • Direct plug device 108 are mounted on a flat portion of the printed circuit board 302 by means of direct plug-in.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of the connection arrangement 400 according to an exemplary embodiment with a connection
  • Direct plug-in device 108 according to Figure 1 or Figure 2 and with a printed circuit board 302 according to Figure 3, in which the plug element receptacle 120 is located in the contact element remote state 104, as described above.
  • FIG. 5 shows a three-dimensional view of the connection arrangement 400 according to FIG. 4, in which the plug element receptacle 120 in the
  • FIG. 6 shows a side view of the connection arrangement 400 according to FIG. 5.
  • FIG. 6 also shows how the lateral projections 116 of the pre-adjustment structure 112, like barbs on a rear side of the circuit board 302, prevent undesired removal.
  • FIG. 7 shows a spatial view of the nine-pole
  • Direct plug-in device 108 according to Figure 1 to Figure 6.
  • Figure 8 shows a three-dimensional view of the plug element receptacle 120 of Figure 1 to Figure 6.
  • Figure 9 shows a three-dimensional view of three sub-housings 900, 910 and 920, for forming the plug-in element 110 of the direct plug 100 according to the previous figures are connected to each other.
  • Part housing 900 forms a left-side component
  • part housing 910 a central component
  • part housing 920 a right-hand side
  • Each of the sub-housing 900, 910 and 920 has a body that forms part of the receptacle housing 114.
  • the contact elements 106 (not shown in FIG.
  • FIGS. 10 to 15 show different views of one
  • Direct plug device 108 according to an exemplary
  • FIG. 16 to FIG. 21 show different views of one
  • Direct plug device 108 according to another exemplary

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Direktsteckvorrichtung (108) zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte (302), wobei die Direktsteckvorrichtung (108) ein Steckelement (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und mindestens ein daran aufgenommenes steckbares, insbesondere federartiges, Kontaktelement (106) aufweist, und eine Steckelementaufnahme (120) aufweist, die zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Steckelements (110) eingerichtet ist, eine Verriegelungseinrichtung (102) aufweist und relativ zu dem Steckelement (110) zwischen einem kontaktelementfernen Zustand (104) und einem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist, wobei das Steckelement (110) mindestens eine leiterplattenseitig anzuordnende Vorjustierstruktur (112) aufweist, die mittels Aufsetzens des Steckelements (110) auf die Leiterplatte (302) mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand das mindestens eine Kontaktelement (106) zu mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnung (304) der Leiterplatte (302) ausgerichtet ist, und wobei die Steckelementaufnahme (120) gegenüber dem auf die Leiterplatte (302) vorjustiert aufgesetzten Steckelement (110) derart von dem kontaktelementfernen Zustand (104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung (102) und die Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) gemeinsam an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verriegelt werden.

Description

Direktsteckvorrichtung mit Vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer Verriegelungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte.
Es ist eine Anordnung zum elektrischen und mechanischen Verbinden von Steckelementen über einen Sockel mit einer Leiterplatte bekannt, die für hohe elektrische und mechanische Anforderungen ausgelegt ist.
Es sind auch Verbindungsanordnungen für Leiterplatten bekannt, die ein direktes Aufstecken eines Steckteils auf eine Leiterplatte ohne an der Leiterplatte befestigte Buchse ermöglicht.
WO 2012/107569 derselben Anmelderin offenbart eine
Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte, wobei die Direktsteckvorrichtung ein Steckelement aufweist, das ein
Aufnahmegehäuse und eine Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren Kontaktelementen aufweist. Die Direktsteckvorrichtung weist ferner eine Steckelementaufnahme auf, die zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Steckelements derart eingerichtet ist, dass im
aufgenommenen Zustand des Steckelements die Steckelementaufnahme die Kontaktelemente lateral zumindest teilweise bedeckt. Die
Steckelementaufnahme weist mindestens eine leiterplattenseitig angeordnete Vorjustierstruktur auf, die mittels Aufsetzens der
Steckelementaufnahme auf die Leiterplatte mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand die Kontaktelemente zu
korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen der
Leiterplatte ausgerichtet sind. Das Steckelement ist gegenüber der auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme derart bewegbar, dass dadurch die Kontaktelemente aus der
Steckelementaufnahme ausfahrbar und in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen einführbar sind. Obwohl eine solche eine Verbindungsanordnung viele Vorteile aufweist, kann der Umgang mit den relativ empfindlichen Kontaktelementen sowie dessen korrekte Positionierung an der Leiterplatte für einen Benutzer herausfordernd sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte zu schaffen, die robust und für einen Benutzer einfach handhabbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine
Direktsteckvorrichtung, eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte geschaffen, wobei die Direktsteckvorrichtung ein Steckelement, das ein (insbesondere elektrisch isolierendes) Aufnahmegehäuse und mindestens ein (insbesondere elektrisch leitfähiges) daran aufgenommenes steckbares (insbesondere federartiges) Kontaktelement (insbesondere eine Mehrzahl solcher Kontaktelemente, wobei ein Kontaktelement auch als Direktsteckkontakt bezeichnet werden kann) aufweist, und eine Steckelementaufnahme (die insbesondere als Verriegelungsrahmen ausgebildet sein kann) aufweist, die zum zumindest teilweisen
(insbesondere seitlich-umfänglichen) Aufnehmen des Steckelements eingerichtet ist, eine Verriegelungseinrichtung aufweist und relativ zu dem Steckelement zwischen einem kontaktelementfernen Zustand und einem kontaktelementnahen Zustand (wobei in dem
kontaktelementfernen Zustand ein Abstand zwischen der
Steckelementaufnahme und dem mindestens einen Kontaktelement größer ist als in dem kontaktelementnahen Zustand) verfahrbar
(insbesondere längsverschiebbar) ist, wobei das Steckelement
mindestens eine leiterplattenseitig anzuordnende Vorjustierstruktur aufweist, die mittels Aufsetzens des Steckelements auf die Leiterplatte mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur der
Leiterplatte derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand das mindestens eine Kontaktelement zu mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnung (insbesondere ein
Kontaktelementdurchgangsloch) der Leiterplatte ausgerichtet ist, und wobei die Steckelementaufnahme gegenüber dem auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelement derart von dem
kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand verfahrbar ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung und die
Vorjustierstruktur des Steckelements gemeinsam (bzw.
zusammenwirkend) an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte verriegelt werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Verbindungsanordnung bereitgestellt, die eine Leiterplatte, die
mindestens eine Vorjustierstruktur und mindestens eine
Kontaktelementöffnung aufweist, und eine Direktsteckvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist, die zum direkten Stecken auf die Leiterplatte mittels Verbindens der mindestens einen
Vorjustierstruktur des Steckelements mit der mindestens einen
korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte und mittels nachfolgenden Verfahrens der Steckelementaufnahme gegenüber dem Steckelement und der Leiterplatte von dem kontaktelementfernen
Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand derart ausgebildet ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung und die Vorjustierstruktur des Steckelements gemeinsam an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte verriegelt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein
Verfahren zum direkten Stecken einer Direktsteckvorrichtung auf eine Leiterplatte bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Steckelement bereitgestellt wird, das ein Aufnahmegehäuse und mindestens ein daran aufgenommenes steckbares, insbesondere federartiges, Kontaktelement aufweist, das Steckelements zumindest teilweise durch eine
Steckelementaufnahme aufgenommen wird, die eine Verriegelungseinrichtung aufweist und relativ zu dem Steckelement zwischen einem kontaktelementfernen Zustand und einem
kontaktelementnahen Zustand verfahrbar ist, das Steckelement auf die Leiterplatte aufgesetzt wird, wodurch mindestens eine leiterplattenseitige Vorjustierstruktur des Steckelements mit mindestens einer
korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte derart verbunden wird, dass durch das Verbinden das mindestens eine Kontaktelement zu mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnung der Leiterplatte ausgerichtet wird (und vorzugsweise dadurch simultan ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen dem mindestens einen
Kontaktelement und der zugehörigen mindestens einen
Kontaktelementöffnung ausgebildet wird), und die
Steckelementaufnahme gegenüber dem auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelement derart von dem kontaktelementfernen
Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand verfahren wird, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung und die Vorjustierstruktur des Steckelements gemeinsam an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte verriegelt werden. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein von Hand steckbares und von Hand lösbares System geschaffen, mit dem eine fehlerrobuste elektrische Kontaktierung zwischen mindestens einem empfindlichen Kontaktelement einerseits und einer Leiterplatte
andererseits dadurch ermöglicht wird, dass zunächst mindestens eine Vorjustierstruktur an einem Steckelement mit dem mindestens einen
Kontaktelement auf mindestens eine korrespondierende Vorjustierstruktur der Leiterplatte aufgesetzt wird. Das mindestens eine Kontaktelement kann bei diesem Vorjustiervorgang bereits in die mindestens eine korrespondierende Kontaktelementöffnung der Leiterplatte eintauchen und hierbei vorzugsweise bereits einen elektrisch leitfähigen Kontakt herstellen. Dadurch wird ein mechanisch korrektes Anbringen der
Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte sichergestellt und vorzugsweise bereits die elektrische Kontaktierung bewerkstelligt. Der beschriebene Vorjustiervorgang ist mit sehr geringem Kraftaufwand möglich, da durch das Vorjustieren noch keine Verriegelungsbefestigung der Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte einhergeht. Durch ein bloßes Überführen einer außenseitigen Steckelementaufnahme von einem kontaktelementfernen bzw. leiterplattenfernen Zustand in einen kontaktelemennahen bzw. leiterplattennahen Zustand, d.h. durch
Verschieben der Steckelementaufnahme in Richtung der Leiterplatte ohne simultane Bewegung des Steckelements, verkeilt oder verankert die mindestens eine Vorjusti erstruktur des Steckelements sich aufgrund einer entsprechenden Einwirkung der Verriegelungseinrichtung der
Steckelementaufnahme an der mindestens einen Vorjustierstruktur der Leiterplatte. Somit kann mit einem intuitiven und einfachen Handgriff eine mechanisch robuste Steckung und eine elektrische Kontaktierung erreicht werden, wobei eine Fehljustierung zuverlässig ausgeschlossen werden kann. Auch ist das Vorsehen einer Buchse an der Leiterplatte entbehrlich, da die elektrische Kontaktierung direkt zwischen dem oder den
Kontaktelementen und einer in dem oder den Kontaktelementöffnungen vorsehbaren elektrisch leitfähigen Kontaktstruktur der Leiterplatte erreicht werden kann. Durch diese Maßnahme ist simultan ein Schutz der empfindlichen Kontakte vor Beschädigung ermöglicht und eine
zuverlässige Vorjustage zwischen Direktsteckvorrichtung einerseits und Leiterplatte andererseits realisiert.
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der
Direktsteckvorrichtung, der Verbindungsanordnung und des Verfahrens beschrieben.
Allgemein kann im Rahmen dieser Anmeldung unter einer
Vorjustierstruktur jedes Merkmal (körperliche Struktur, Aussparung, Farbmarkierung, Magnetelemente, etc.) an Steckelement bzw.
Leiterplatte verstanden werden, das eine korrespondierende Anordnung zu einem Merkmal der jeweils andersartigen Vorjustierstruktur fördert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine Vorjustierstruktur des Steckelements mindestens einen Vorjustierzapfen (also einen Überstand) aufweisen. Die mindestens eine
korrespondierende Vorjustierstruktur der Leiterplatte kann mindestens eine Vorjustieröffnung (zum Beispiel ein Durchgangs- oder Sackloch) aufweisen. Insbesondere kann die Vorjustierstruktur ein Zapfen und die korrespondierende Vorjustierstruktur eine entsprechende
Vorjustieröffnung in der Leiterplatte sein, so dass dann ein
formschlüssiges Ineingriffnehmen der Vorjustieröffnung durch den Vorjustierzapfen ermöglicht ist. Es ist auch möglich, einen
Vorjustierzapfen an der Leiterplatte vorzusehen und das Steckelement mit einer Vorjustieröffnung zu versehen. Bevorzugt ist allerdings das Vorsehen von mehreren Vorjustierzapfen an dem Steckelement und korrespondierenden Vorjustieröffnungen an der Leiterplatte, da dadurch für einen Benutzer eine korrekte Positionierung besonders intuitiv vorgebbar ist und die Leiterplatte flach gefertigt und montiert werden kann.
In dem kontaktelementnahen Zustand können das Steckelement und die Steckelementaufnahme in einem ersten semistabilen Zustand
(insbesondere in einem ersten Rastzustand) zueinander befindlich sein. In dem kontaktelementfernen Zustand können das Steckelement und die Steckelementaufnahme in einem zweiten semistabilen Zustand
(insbesondere in einem zweiten Rastzustand) zueinander befindlich sein. Dadurch kann einem Benutzer haptisch angezeigt werden, dass die
Direktsteckvorrichtung in einem definierten Ausgangs- bzw. Endzustand befindlich ist, wodurch eine fehlerhafte Handhabung der
Direktsteckvorrichtung unterbunden werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme gegenüber dem auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelement derart von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem
kontaktelementnahen Zustand verfahrbar sein, dass dadurch die
Verriegelungseinrichtung auf die Vorjustierstruktur des Steckelements derart mechanisch einwirkt, dass die Vorjustierstruktur des
Steckelements dadurch an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte verriegelt. Insbesondere kann ein longitudinales Verschieben der
Verriegelungseinrichtung zu einer Seitwärtsbewegung der
Vorjustierstruktur der Steckelements führen, so dass eine Richtung der von einem Benutzer aufgebrachten Steckkraft in eine andere Richtung einer Verriegelungskraft gewandelt wird, die auf die Vorjustierstruktur der Leiterplatte ausgeübt wird. Eine einzige intuitive Steckbewegung des Benutzers führt damit auch zu einer kraftsparend ausbildbaren, aber nur mit hohem Kraftaufwand lösbaren Verriegelung der
Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine
Vorjustierstruktur des Steckelements mindestens einen Vorjustierzapfen aufweisen und die mindestens eine korrespondierende Vorjustierstruktur der Leiterplatte mindestens eine Vorjustieröffnung aufweisen. Solche Vorjustierzapfen können endseitig angespitzt sein, um ein einfaches Einführen in die Vorjustieröffnung der Leiterplatte zu fördern. Das
Ausbilden der Vorjustierstrukturen der Leiterplatte als Vorjustieröffnungen begünstigt ferner eine planare Ausbildung der Leiterplatte, die mit einer buchsenfreien Konfiguration besonders vorteilhaft kombinierbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der mindestens eine
Vorjustierzapfen einen seitlichen Überstand aufweisen, der sich nach Durchführen des Vorjustierzapfens durch die Leiterplatte und durch Verfahren der Steckelementaufnahme von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand gegen Abziehen verriegelnd gegen eine Rückseite der Leiterplatte legt. Durch einen Formschluss zwischen Vorjustierzapfen und Leiterplatte kann ein unerwünschtes Abziehen der Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte unterbunden werden. Unter der Rückseite der Leiterplatte wird eine Hauptfläche der Leiterplatte verstanden, die im an der Leiterplatte montierten Zustand der Direktsteckvorrichtung dem Großteil der
Direktsteckvorrichtung abgewandt ist, und die Enden der Vorjustierzapfen zugewandt bzw. benachbart angeordnet ist. Der seitliche Überstand kann eine Art Widerhaken bilden, der eine Anstoßfläche hat, die gegen die Rückseite der Leiterplatte anstößt, wenn versucht wird, vor Lösen der Verriegelung (d.h. vor Zurückziehen der Steckelementaufnahme relativ zu dem Steckelement und in den kontaktelementfernen Zustand) die
Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte abzuziehen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Verriegelungseinrichtung mindestens einen endseitigen Verriegelungszapfen aufweisen, der bei Verfahren der Steckelementaufnahme von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand neben dem mindestens einen Vorjustierzapfen in die mindestens eine Vorjustieröffnung eintaucht und gemeinsam mit dem jeweiligen Vorjustierzapfen die Verriegelung bewirkt. Insbesondere kann eine gemeinsame Klemmverriegelung des Verriegelungszapfens und des Vorjustierzapfens in der Vorjustieröffnung erfolgen. Anders ausgedrückt durchdringt vor den Verriegeln nur die Vorjustierstruktur der Direktsteckvorrichtung die Vorjustieröffnung der Leiterplatte und ist in diesem Zustand noch mit geringem Kraftaufwand abziehbar. Durch den durch Verschieben der Steckelementaufnahme relativ zu dem Steckelement ausgelösten Verriegelungsvorgang schiebt sich der jeweilige Verriegelungszapfen neben den jeweiligen
Vorjustierzapfen in die Vorjustieröffnung der Leiterplatte ein und bewirkt zweierlei: zum einen drückt der Verriegelungszapfen den Vorjustierzapfen federnd gegen die Wandung der Vorjustieröffnung und kann dadurch zum Beispiel den seitlichen Überstand hinter der Leiterplatte verrasten bzw. verklemmen. Auch kann dadurch ein Kraft- bzw. Reibschluss zwischen dem Vorjustierzapfen und der Wandung der Vorjustieröffnung bewirkt werden bzw. der Vorjustierzapfen in der Vorjustieröffnung verkeilt oder verklemmt werden. Andererseits füllt der Verriegelungszapfen einen selbst nach Einführen des Vorjustierzapfens verbleibenden Hohlraum der Vorjustieröffnung zumindest teilweise aus und wird dadurch gemeinsam mit dem Vorjustierzapfen selbst kraft- bzw. reibschlüssig an der Wandung der Vorjustieröffnung verkeilt bzw. verklemmt. Ein Abziehen der
Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte ist in diesem Betriebszustand nur noch mit einem außerordentlich hohen Kraftaufwand (bzw. sogar zerstörungsfrei gar nicht mehr) möglich. Erst ein Zurückziehen der Steckelementaufnahme in den leiterplattenfernen bzw. kontaktlochfernen Zustand zieht auch den Verriegelungszapfen aus der Vorjustieröffnung heraus und macht die obigen beiden Verkeilwirkungen simultan und reversibel rückwirkend. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das mindestens eine Kontaktelement gegenüber dem Aufnahmegehäuse leiterplattenseitig (insbesondere in Steckrichtung unverschieblich und/oder senkrecht zur Steckrichtung federartig beweglich) überstehen. Eine Mechanik, welche ein Hineinführen der Kontaktelemente in das Aufnahmegehäuse oder ein Herausführen der Kontaktelemente aus dem Aufnahmegehäuse realisiert, ist dadurch entbehrlich. Anders ausgedrückt stehen die Kontaktelemente in jedem Betriebszustand der Direktsteckvorrichtung statisch über das Aufnahmegehäuse hinaus. Das mindestens eine Kontaktelement kann vorzugsweise lediglich in einer Richtung senkrecht zu der Einführrichtung federnd bewegt werden, so dass durch die Federwirkung des
Kontaktelements die Befestigungswirkung der Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte im eingesteckten Zustand weiter verstärkt wird und eine durchgehende elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Kontaktelement und Kontaktelementöffnung weiter gefördert wird. Wenn die
Kontaktelemente gegenüber dem Aufnahmegehäuse unverschieblich überstehen, dient eine vorzugsweise plane Endfläche des
Aufnahmegehäuses, aus der die Kontaktelemente hervorstehen, auch als Stopp- oder Anschlagfläche beim vorjustierenden Einführen der
Direktsteckvorrichtung in die Leiterplatte mit zurückgezogener
Steckelementaufnahme.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine
Vorjustierstruktur des Steckelements das mindestens eine
Kontaktelement schützend überragen. Wenn die insbesondere als
Vorjustierzapfen ausgebildete Vorjustierstruktur des Steckelements gegenüber dem Aufnahmegehäuse weiter hervorsteht als die
Kontaktelemente, können die empfindlichen elektrisch leitfähigen
Kontaktelemente durch die Vorjustierzapfen vor einer unerwünschten mechanischen Beschädigung durch Anstoßen an die Umgebung geschützt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Mehrzahl von
Vorjustierzapfen entlang eines Umfangs der Kontaktelemente angeordnet sind und die Kontaktelemente somit allumfänglich vor einer
mechanischen Beschädigung schützen. Zum Beispiel können vier
Vorjustierzapfen an den vier Ecken einer rechteckförmigen, matrixartigen Anordnung von Kontaktelementen angebracht sein, um einen Schutz der Kontaktelemente vor mechanischer Beeinträchtigung aus jeder beliebigen Richtung zu gewährleisten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine
Vorjustierstruktur des Steckelements derart federnd ausgebildet sein (insbesondere aus einem selbstfedernden Material gebildet sein oder federnd gelagert sein), dass durch Verfahren der Steckelementaufnahme von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand die Verriegelungseinrichtung an der federnden Vorjustierstruktur des Steckelements abgleitet und diese dabei senkrecht oder zumindest winkelig zu der Verfahrrichtung gegen die Vorjustierstruktur der
Leiterplatte verspreizt. Somit kann das Verfahren der
Verriegelungseinrichtung entlang einer longitudinalen Achse
(insbesondere in Steckrichtung) ein mechanisches Einwirken auf leicht schräg dazu angeordnete Vorjustierzapfen der Direktsteckvorrichtung zur Folge haben, wodurch diese seitlich elastisch weggedrückt werden, was zumindest einen Beitrag zu der Verriegelung leisten kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Steckelement entlang seines Umfangs eine Mehrzahl von Vorjustierstrukturen aufweisen, die durch Verfahren der Steckelementaufnahme von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand von der
Verriegelungseinrichtung an einer Mehrzahl von Vorjustierstrukturen der Leiterplatte verriegelt wird. Indem insbesondere allumfänglich an der Direktsteckvorrichtung Vorjustierstrukturen angebracht sind, kann eine symmetrische und Kraftspitzen vermeidende Handhabung der
Direktsteckvorrichtung erreicht werden. Gerade bei Vorsehen von zwei und insbesondere mehr als zwei Vorjustierstrukturen kann ein
fehlerhaftes Einführen der Direktsteckvorrichtung in die Leiterplatte mechanisch verunmöglicht werden, da dies durch eine fehlerrobuste Formkodierung ausgeschlossen werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Vorjustierstrukturen des Steckelements und die Verriegelungseinrichtung derart aufeinander angepasst sein, dass auf unterschiedliche Vorjustierstrukturen des Steckelements einwirkende Verriegelungskräfte in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere in zum Beispiel paarweise entgegengesetzten Richtungen, einwirken. Zum Beispiel kann durch das Vorwärtsschieben der Steckelementaufnahme gegenüber dem Steckelement ein zueinander paralleles Vorwärtsverschieben unterschiedlicher Verriegelungsstifte bewirkt werden und dadurch simultan ein außenseitiges Aufspreizen aller Vorjustierstrukturen des Steckelements bewirkt werden, was eine zu einer effizienten Verriegelung führende Krafteinleitung zur Folge hat. Auch kann dadurch ein Schutz gegen unerwünschtes Abziehen der Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte in unterschiedlichen
Richtungen sichergestellt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Steckelement ein (zum Beispiel rahmenartiges) Vorjustiergehäuse aufweisen, das federnd zwischen dem Aufnahmegehäuse und der Steckelementaufnahme angeordnet ist und an dem die mindestens eine Vorju Stierstruktur des Steckelements angebracht, zum Beispiel einstückig und/oder einstoffig angeformt, ist. Sowohl das Vorjustiergehäuse als auch die
Steckelementaufnahme können rahmenartig um das zum Beispiel allseitig geschlossene Aufnahmegehäuse herum angeordnet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Vorjustiergehäuse mittels mindestens eines federnden Brückenelements (insbesondere einstückig, weiter insbesondere einstoffig) an das Aufnahmegehäuse angeschlossen sein. Das Vorjustiergehäuse und das Aufnahmegehäuse können somit miteinander mechanisch schwach gekoppelt sein, zum Beispiel mittels eines oder mehrerer federnder Verbindungselemente, wie zum Beispiel Kunststoffstege. Dies ermöglicht eine für den Steck- und
Verriegelungsvorgang vorteilhafte Ausgleichsbewegung zwischen der mindestens einen Verriegelungsstruktur des Steckelements und dem mindestens einen Kontaktelement. Zum Beispiel können sowohl das Aufnahmegehäuse als auch das Vorjustiergehäuse in Spritzguss und/oder aus Kunststoffmaterial hergestellt sein und zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengesetzt sein. Dies erlaubt eine kostengünstige
Fertigung und einen fehlerrobusten Betrieb der Direktsteckvorrichtung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass das
Aufnahmegehäuse aus zwei, drei oder mehr Teilgehäusen besteht, die miteinander mechanisch so zusammengesteckt werden können, dass zwischen miteinander versteckten Teilgehäusen Aufnahmeräume für die Kontaktelemente verbleiben. Dadurch können die Kontaktelemente (zum Beispiel mit angeschlossenen Kabelverbindungen oder dergleichen) in die Aufnahmeräume eingelegt werden und nachfolgend mittels
Zusammensteckens der zugehörigen Teilgehäuse klemmend an dem Aufnahmegehäuse montiert werden. Zugehörige Teilgehäuse können zum Beispiel zueinander inverse Rechteckprofile aufweisen, zwischen denen eine einfach ausbildbare und zuverlässige Steckverbindung hergestellt werden kann. An zwei randseitig angeordnete Teilgehäuse des
Aufnahmegehäuses können Teilkomponenten des Vorjustiergehäuses einstückig angeformt sein und mittels der Brückenelemente federnd damit verbunden sein. Mit einem oder mehreren optionalen zentralen Teilgehäusen zwischen den beiden randseitigen Teilgehäusen kann dann die Anzahl der gewünschten Kontaktelemente beliebig skaliert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Vorjustiergehäuse
mindestens eine Führungsnut (insbesondere jeweils neben einer zugehörigen Vorjustierstruktur positioniert) aufweisen, entlang welcher die Verriegelungseinrichtung der Steckelementaufnahme unter Ausübung einer Verriegelungskraft auf die zumindest eine Vorjustierstruktur des Steckelements geführt verfahrbar ist. Durch solche Führungsnuten kann ein Zusammenwirken zwischen Steckelement und Steckelementaufnahme präzise definiert werden und eine fehlerhafte Verwendung der
Direktsteckvorrichtung fast ausgeschlossen werden. Entlang der
Führungsnut können Führungsschienen der Verriegelungseinrichtung gleiten, welche Führungsschienen starr mit endseitigen
Verriegelungszapfen der Verriegelungseinrichtung gekoppelt sein können und somit der Bewegung der Führungsschienen entlang der
Führungsnuten folgen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme gegenüber dem auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelement derart von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem
kontaktelementnahen Zustand verfahrbar sein, dass dadurch die
Verriegelungseinrichtung die Vorjustierstruktur des Steckelements an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig verriegelt. Dadurch kann eine starke Haltekraft aufgebracht werden, die erst durch Zurückziehen der
Steckelementaufnahme gegenüber dem Steckelement und der
Leiterplatte wieder entfernt wird, was dann ein kraftarmes Abziehen der Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte ermöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Steckelement und die Steckelementaufnahme somit derart ausgebildet sein, dass ausgehend von einem Zustand, in dem die Verriegelungseinrichtung die
Vorjustierstruktur des Steckelements an der Vorjustierstruktur der Leiterplatte verriegelt, die Steckelementaufnahme von dem
kontaktelementnahen Zustand zu dem kontaktelementfernen Zustand derart rückverfahrbar ist, dass dadurch die Verriegelung aufgehoben wird und dann das Steckelement von der Leiterplatte kraftarm trennbar ist. Folglich ist sowohl eine kraftarme Montage der Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte als auch ein kraftarmes Abnehmen der
Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte ermöglicht, andererseits aber im gesteckten und verriegelten Zustand ein Abziehen der
Direktsteckvorrichtung von der Leiterplatte mit normalem Kraftaufwand verunmöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Steckelement und die Steckelementaufnahme derart aufeinander angepasst sein, dass eine (insbesondere nur von den Kontaktelementen unterbrochene und ansonsten im Wesentlichen zusammenhängende)
Leiterplattenberührfläche des Aufnahmegehäuses und eine (insbesondere ringförmige und die Leiterplattenberührfläche des Aufnahmegehäuses umgebende) Leiterplattenberührfläche der Steckelementaufnahme im kontaktelementnahen Zustand zueinander koplanar sind. Damit liegen im kontaktelementnahen Zustand, das heißt im vorjustierten und verriegelten Zustand der Direktsteckvorrichtung, beide
Leiterplattenberührflächen kontaktbehaftet auf einer planen Gegenfläche der Leiterplatte an und bilden somit eine mechanisch stabile und definierte Konfiguration. Im kontaktelementfernen Zustand (zum Beispiel in einem vorjustierten, aber noch nicht verriegelten Zustand) hingegen können die beiden Leiterplattenberührflächen gegeneinander parallel versetzt sein. Ein korrekter Vorjustierzustand (aber noch ohne
Verriegelung) kann von einem Benutzer somit visuell dadurch kontrolliert werden, dass in diesem das Aufnahmegehäuse mit seiner
Leiterplatten berührfläche direkt an der Leiterplatte anliegt. Ein korrekter Verriegelungszustand kann von einem Benutzer visuell dadurch
kontrolliert werden, dass in diesem auch die Steckelementaufnahme direkt an der Leiterplatte anliegt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein . Auch das Steckelement kann mit Ausnahme der
vorzugsweise aus Metall hergestellten Kontaktelemente aus Kunststoff hergestellt sein. Die Steckelementaufnahme sowie Komponenten von Aufnahmegehäuse und optional Verriegelungsgehäuse können allesamt mittels Spritzguss hergestellt sein. Die elektrisch leitfähigen
Kontaktelemente können im Inneren des Aufnahmegehäuses des
Steckelements mit Kabeln oder dergleichen elektrisch gekoppelt werden, mittels welcher die Leiterplatte mit einer elektronischen Peripherie koppelbar ist. Die Kontaktelemente selbst können aus einer gestanzten und gebogenen Blechplatte gebildet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Leiterplatte zumindest in einem Bereich sockelfrei sein, in dem die Befestigung zwischen der Direktsteckvorrichtung und der Leiterplatte erfolgt. Dadurch ist eine ebene und kompakte Bauweise und Montage ermöglicht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge von Aspekten der Erfindung ergeben sich aus den im Weiteren unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebenen konkreten Ausführungsbeispielen sowie den Ansprüchen. Die bei einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale sollen auch bei den anderen Ausführungsformen gelten. In der Zeichnung zeigen :
Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht einer Direktsteckvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel, bei der eine
Steckelementaufnahme gegenüber einem Steckelement in einen kontaktelementfernen Zustand zurückgeschoben ist.
Figur 2 zeigt eine räumliche Ansicht der Direktsteckvorrichtung gemäß Figur 1, bei der die Steckelementaufnahme gegenüber dem Steckelement in einen kontaktelementnahen Zustand vorgeschoben ist.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht einer Leiterplatte für eine
Verbindungsanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Leiterplatte zum Zusammenwirken mit der in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Direktsteckvorrichtung konfiguriert ist.
Figur 4 zeigt eine räumliche Ansicht einer Verbindungsanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel mit einer
Direktsteckvorrichtung gemäß Figur 1 bzw. Figur 2 und mit einer
Leiterplatte gemäß Figur 3, wobei die Steckelementaufnahme in einem kontaktelementfernen Zustand befindlich ist.
Figur 5 zeigt eine räumliche Ansicht der Verbindungsanordnung gemäß Figur 4, bei der die Steckelementaufnahme in einem
kontaktelementnahen Zustand befindlich ist.
Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Verbindungsanordnung gemäß Figur 5.
Figur 7 zeigt eine räumliche Ansicht der neunpoligen
Direktsteckvorrichtung gemäß den vorangehenden Figuren.
Figur 8 zeigt eine räumliche Ansicht der Steckelementaufnahme gemäß den vorangehenden Figuren. Figur 9 zeigt eine räumliche Ansicht von drei Teilgehäusen, die zum Bilden des Steckelements der Direktsteckvorrichtung gemäß den vorangehenden Figuren miteinander zusammensteckbar sind.
Figur 10 bis Figur 15 zeigen unterschiedliche Ansichten einer
Direktsteckvorrichtung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel, bei dem Stecker und Schürze 15-polig ausgestaltet sind.
Figur 16 bis Figur 21 zeigen unterschiedliche Ansichten einer
Direktsteckvorrichtung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel, bei dem Stecker und Schürze 6-polig ausgestaltet sind.
Im Weiteren werden bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht einer Direktsteckvorrichtung 108 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel zum buchsenfreien direkten Stecken auf eine Leiterplatte 302 (siehe Figur 3). Eine rahmenförmige Steckelementaufnahme 120 der Direktsteckvorrichtung 108 ist in dem in Figur 1 gezeigten Betriebszustand gegenüber einem kastenförmigen Steckelement 110 in einem kontaktelementfernen Zustand befindlich, wie mit Bezugszeichen 104 angedeutet ist. Anders ausgedrückt ist die Steckelementaufnahme 120 gegenüber dem
Steckelement 110 bis zu einer hinteren Rastposition so
zurückverschoben, dass ein maximaler Abstand D zwischen einer
Leiterplattenkontaktfläche 175 der Steckelementaufnahme 120 und einer Leiterplattenkontaktfläche 177 des Steckelements 110 ausgebildet ist, wobei Kontaktelemente 106 sich aus der Leiterplattenkontaktfläche 177 des Steckelements 110 herauserstrecken. Der Abstand D kann zum Beispiel 1 cm betragen. In dem in Figur 1 gezeigten Zustand ist die Direktsteckvorrichtung 108 betriebsbereit, um zum Vorjustierten in die Leiterplatte 302 eingesteckt zu werden. Die Direktsteckvorrichtung 108 weist das Steckelement 110 auf, das ein zentrales Aufnahmegehäuse 114 aus Kunststoff und eine matrixartige Anordnung von hier neun elektrisch leitfähigen federartigen
Kontaktelementen 106 (gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Doppelgabel-Federstruktur ausgeführt) aufweist. Die Kontaktelemente 106 stehen gegenüber dem Aufnahmegehäuse 114 leiterplattenseitig hervor und sind gegenüber dem Aufnahmegehäuse 114 in Steckrichtung 173 unverschieblich vorgesehen. Jedes der Kontaktelemente 106 ist im Inneren des Aufnahmegehäuses 114 elektrisch leitfähig mit einem jeweiligen von Kabeln 130 gekoppelt (nicht gezeigt), um ein elektrisches Signal zwischen einem jeweiligen Kabel 130 und einem jeweiligen Kontakt an der Leiterplatte 302 zu übertragen. Das Steckelement 110 weist ein Vorjustiergehäuse 118 auf, das federnd zwischen dem Aufnahmegehäuse 114 und der Steckelementaufnahme 120 angeordnet ist und an dem die Vorjustierstruktur 112 des
Steckelements 110 angeformt ist. Das Vorjustiergehäuse 118 ist mittels federnder Brückenelemente außenseitig an das Aufnahmegehäuse 114 angeschlossen.
Die Steckelementaufnahme 120 der Direktsteckvorrichtung 108 ist zum teilweisen, umfänglich umgebenden Aufnehmen des Steckelements 110 eingerichtet. Die Steckelementaufnahme 120 weist eine
Verriegelungseinrichtung 102 in Form von vier in vier Eckbereichen angebrachten Verriegelungsstiften oder Verriegelungszapfen auf. Die gesamte Steckelementaufnahme 120 mitsamt der daran starr
angebrachten Verriegelungseinrichtung 102 ist relativ zu dem
Steckelement 110 zwischen dem kontaktelementfernen Zustand 104 (siehe Figur 1, D = l cm) und einem kontaktelementnahen Zustand 200 (siehe Figur 2, Abstand D=0) verfahrbar, wobei in dem
kontaktelementnahen Zustand 200 die Leiterplattenkontaktfläche 175 der Steckelementaufnahme 120 und die Leiterplattenkontaktfläche 177 des Steckelements 110 miteinander in einer gemeinsamen
Leiterplattenberührebene liegen bzw. fluchten. Zum Überführen der Direktsteckvorrichtung 108 zwischen den beiden in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Betriebszustand kann ein Benutzer an Griffstücken 140 angreifen, die an einer Außenseite der Steckelementaufnahme 120 angeformt sind.
Das Steckelement 110 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel vier, bei der Montage leiterplattenseitig anzuordnende und als Vorjustierzapfen ausgebildete Vorjustierstrukturen 112 auf, die an vier Ecken eines gedachten Rechtecks angebracht sind und die mittels Aufsetzens des Steckelements 110 auf die Leiterplatte 302 mit korrespondierenden Vorjustierstrukturen 306 der Leiterplatte 302 verbindbar sind. Da im gezeigten Ausführungsbeispiel die Vorjustierstrukturen 306 der
Leiterplatte 302 als Vorjustieröffnungen ausgebildet sind (siehe Figur 3), tauchen beim Vorjustieren die Vorjustierzapfen in diese
Vorjustieröffnungen ein, ohne jedoch zunächst mit einer betriebsfesten Befestigungskraft in diesen befestigt zu werden. Die ausgebildete vorläufige Verbindung ist aber so konfiguriert, dass in diesem Zustand die Kontaktelemente 106 korrekt zu korrespondierend ausgebildeten
Kontaktelementöffnungen 304 der Leiterplatte 302 (siehe Figur 3) ausgerichtet sind. Die Kontaktelemente 106 ragen weniger weit über die Leiterplattenberührfläche 177 des Aufnahmegehäuses 114 in Richtung der Leiterplatte 302 hervor als die Vorjustierstrukturen 112. Die
Vorjustierstrukturen 112 des Steckelements 110 überragen also die Kontaktelemente 106 in Richtung der Leiterplatte 302 schützend. Daher tauchen die Kontaktelemente 106 erst nach dem Eintauchen der
Vorjustierstrukturen 112 in die Vorjustierstrukturen 306, mithin erst bei Abschluss des Vorjustierens, in die Kontaktelementöffnungen 304 ein. Da die Kontaktelemente 106 seitlich federnd ausgebildet sind, drücken sich diese selbsttätig gegen die metallisierten Wandungen der
Kontaktelementöffnungen 304 der Leiterplatte 302 und bewerkstelligen dadurch eine zuverlässige und unterbrechungsfreie elektrische Kopplung der Kontaktelemente 106 mit einer entsprechenden Verdrahtung der Leiterplatte 302. Dadurch können die mechanische Vorjustierung und die elektrische Kontaktierung zwischen der Direktsteckvorrichtung 108 und der Leiterplatte 302 simultan und durch eine gemeinsame Handbewegung bewerkstelligt werden, ohne dass bereits eine vibrationsrobuste und betriebsfeste Befestigungskraft zwischen der Direktsteckvorrichtung 108 und der Leiterplatte 302 aufgebracht wäre. Die Steckelementaufnahme 120 ist nachfolgend gegenüber dem auf die Leiterplatte 302 vorjustiert aufgesetzten Steckelement 110 derart von dem kontaktelementfernen Zustand 104 zu dem kontaktelementnahen Zustand 200 verfahrbar, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung 102 und die Vorjustierstruktur 112 des Steckelements 110 an der
Vorjustierstruktur 306 der Leiterplatte 302 verriegelt werden. Anders ausgedrückt braucht ein Benutzer nach der Vorjustierung und dem elektrischen Kontaktieren bloß noch die Steckelementaufnahme 120 gegen das Steckelement 110 und die Leiterplatte 302 um den Abstand D bewegen, bis eine ringförmige Anstoßfläche in Form der
Leiterplattenberührfläche 175 der Steckelementaufnahme 120 an die an dieser Stelle plane Leiterplatte 302 anschlägt.
Durch diesen bloßen Verschiebevorgang (der durch ein Einrasten zwischen Steckelement 110 und Steckelementaufnahme 120 gleichzeitig mit dem Anstoßen der Leiterplattenberührfläche 175 an die Leiterplatte 302 begleitet werden kann) wird, wie im Weiteren näher beschrieben wird, eine klemmende Befestigungskraft zwischen Direktsteckvorrichtung 108 und Leiterplatte 302 erzeugt, welche die zum Montieren
aufzubringende Montagekraft um ein Vielfaches übersteigt und dadurch einen Schutz gegen unerwünschtes oder unbeabsichtigtes Abziehen der Direktsteckvorrichtung 108 von der Leiterplatte 302 bietet.
Jeder der Vorjustierzapfen der Vorjustiereinrichtung 112 hat einen seitlichen Überstand 116, der sich nach Durchführen des zugehörigen Vorjustierzapfens durch die Leiterplatte 302 und durch Verfahren der
Steckelementaufnahme 120 von dem kontaktelementfernen Zustand 104 zu dem kontaktelementnahen Zustand 200 verriegelnd gegen eine Rückseite der Leiterplatte 302 verklemmt. Dies wird durch die im
Weiteren beschriebene Konfiguration der Verriegelungseinrichtung 102 ermöglicht: Die Verriegelungseinrichtung 102 ist in Form von vier endseitigen Verriegelungszapfen oder Verriegelungsstiften ausgeführt, von denen jeder bei Verfahren der Steckelementaufnahme 120 von dem kontaktelementfernen Zustand 104 zu dem kontaktelementnahen
Zustand 200 neben und mit einem zugehörigen der vier Vorjustierzapfen der Vorjustiereinrichtung 112 in die zugehörige Vorjustieröffnung 306 eintaucht und gemeinsam mit dem jeweiligen Vorjustierzapfen die
Verriegelung bewirkt. Dadurch erfolgt eine gemeinsame
Klemmverriegelung des Verriegelungszapfens der
Verriegelungseinrichtung 102 und des Vorjustierzapfens der
Vorjustiereinrichtung 112 in der Vorjustieröffnung 306. Das
Vorjustiergehäuse 118 weist Führungsnuten 122 auf, entlang welcher die Verriegelungszapfen oder Verriegelungsstifte der
Verriegelungseinrichtung 102 der Steckelementaufnahme 120 unter Ausübung einer Verriegelungskraft auf die zugeordneten Vorjustierzapfen der Vorjustierstruktur 112 des Steckelements 110 geführt verfahrbar sind. Die Verriegelungszapfen werden durch das Vorschieben der
Steckelementaufnahme 120 um den Abstand D in Richtung der
Leiterplatte 302 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die
Vorjustierzapfen bereits mit Spiel in den Vorjustieröffnungen. Die
Verriegelungszapfen füllen infolge der Vorwärtsbewegung einen noch freien Raum in den Vorjustieröffnungen aus und legen sich dadurch neben die Vorjustierzapfen in die Vorjustieröffnungen. Während dieser
Vorwärtsbewegung drücken die Verriegelungszapfen die Vorjustierzapfen seitlich gegen die Wandung und verriegeln dadurch die Vorjustierzapfen in den Vorjustieröffnungen. Gleichzeitig drücken in synergistischer Weise auch die Verriegelungszapfen gegen die Wandung in den
Vorjustieröffnungen, da der Durchmesser von Verriegelungszapfen plus Vorjustierzapfen geringfügig größer ist als der Durchmesser der
Vorjustieröffnungen. Die Vorjustierstruktur 112 des Steckelements 110 ist also derart federnd ausgebildet, dass durch Verfahren der
Steckelementaufnahme 120 von dem kontaktelementfernen Zustand 104 zu dem kontaktelementnahen Zustand 200 die Verriegelungseinrichtung 102 an der federnden Vorjustierstruktur 112 des Steckelements 110 abgleitet und diese dabei senkrecht zu der Verfahrrichtung gegen die Vorjustierstruktur 306 der Leiterplatte 302 drückt. Die Vorjustierstruktur 112 des Steckelements 110 und die Verriegelungseinrichtung 102 sind derart aufeinander angepasst, dass in unterschiedlichen
Vorjustierstrukturen 306 Verriegelungskräfte in unterschiedlichen
Richtungen einwirken. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Vorjustierzapfen durch das Verfahren der Verriegelungsstifte allesamt nach außen verspreizt.
Das Steckelement 110 und die Steckelementaufnahme 120 sind derart ausgebildet, dass ausgehend von dem Zustand, in dem die
Verriegelungseinrichtung 102 die Vorjustierstruktur 112 des
Steckelements 110 an der Vorjustierstruktur 306 der Leiterplatte 302 verriegelt, die Steckelementaufnahme 120 von dem
kontaktelementnahen Zustand 200 zu dem kontaktelementfernen
Zustand 104 derart rückverfahrbar ist, dass die Verriegelung aufgehoben wird und dann das Steckelement 110 von der Leiterplatte 302 mit geringer Kraft trennbar ist. Der Befestigungs- bzw.
Verriegelungsmechanismus ist somit reversibel ausgebildet.
Figur 2 zeigt eine räumliche Ansicht der Direktsteckvorrichtung 108 gemäß Figur 1, bei der die Steckelementaufnahme 120 gegenüber dem Steckelement 110 in dem kontaktelementnahen Zustand befindlich ist, wie mit Bezugszeichen 200 angedeutet ist. Anders ausgedrückt ist die Steckelementaufnahme 120 gegenüber dem Steckelement 110 bis zu einer vorderen Rastposition hin so kontaktseitig verschoben, dass ein minimaler Abstand zwischen der Steckelementaufnahme 120 und den Kontaktelementen 106 an der Kontaktfläche des Steckelements 110 verbleibt. In dem in Figur 2 gezeigten Betriebszustand fluchten die ringförmige Endfläche (d.h. die Leiterplattenberührfläche 175) der Steckelementaufnahme 120 und die Kontakt- oder Anstoßfläche (d.h. die Leiterplattenberührfläche 177) des Aufnahmegehäuses 114.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht der Leiterplatte 302, die gemeinsam mit der Direktsteckvorrichtung 108 gemäß Figur 1 und Figur 2 zum Ausbilden einer Verbindungsanordnung 400 (siehe Figur 4) gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist. In Figur 3 sind auch die Vorjustierstrukturen 306 und die
Kontaktelementaufnahmen 304 gezeigt. In einem Bereich, in dem die Direktsteckvorrichtung 108 an der Leiterplatte 302 zu befestigen ist (vergleiche Bezugszeichen 304, 306) hat die Leiterplatte 302 keinerlei Buchsen, sondern ist dort vollkommen planar. Daher kann die
Direktsteckvorrichtung 108 auf einem planen Abschnitt der Leiterplatte 302 mittels Direktsteckens montiert werden.
Figur 4 zeigt eine räumliche Ansicht der Verbindungsanordnung 400 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel mit einer
Direktsteckvorrichtung 108 gemäß Figur 1 bzw. Figur 2 und mit einer Leiterplatte 302 gemäß Figur 3, bei der die Steckelementaufnahme 120 in dem kontaktelementfernen Zustand 104 befindlich ist, wie oben beschrieben.
Figur 5 zeigt eine räumliche Ansicht der Verbindungsanordnung 400 gemäß Figur 4, bei der die Steckelementaufnahme 120 in dem
kontaktelementnahen Zustand 104 befindlich ist, wie oben beschrieben. Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Verbindungsanordnung 400 gemäß Figur 5. in Figur 6 ist auch zu erkennen, wie die seitlichem Überstände 116 der Vorjustierstruktur 112 ähnlich wie Widerhaken an einer Rückseite der Leiterplatte 302 ein unerwünschtes Abziehen verhindern. Figur 7 zeigt eine räumliche Ansicht der neunpoligen
Direktsteckvorrichtung 108 gemäß Figur 1 bis Figur 6. Figur 8 zeigt eine räumliche Ansicht der Steckelementaufnahme 120 gemäß Figur 1 bis Figur 6. Figur 9 zeigt eine räumliche Ansicht von drei Teilgehäusen 900, 910 und 920, die zum Bilden des Steckelements 110 der Direktsteckvorrichtung 100 gemäß den vorangehenden Figuren miteinander verbindbar sind. Teilgehäuse 900 bildet eine linksseitige Komponente, Teilgehäuse 910 eine mittige Komponente und Teilgehäuse 920 eine rechtsseitige
Komponente des Steckelements 110. Jedes der Teilgehäuse 900, 910 und 920 hat einen Körper, der Teil des Aufnahmegehäuses 114 bildet.
Die Kontaktelemente 106 (nicht gezeigt in Figur 9) können in
Aufnahmeräume in Form von rechteckförmigen Vertiefungen in
Verbindungsabschnitten der Teilgehäuse 900, 910 und 920 eingelegt werden und können nachfolgend mittels Zusammensteckens der zugehörigen Teilgehäuse 900, 910, 920 klemmend an dem dadurch gebildeten Aufnahmegehäuse 114 montiert werden. An den zwei randseitig angeordneten Teilgehäusen 900, 920 sind Teilkomponenten des Vorjustiergehäuses 118 einstückig angeformt und mittels
Brückenelementen (in Figur 9 nicht zu erkennen), federnd damit verbunden.
Figur 10 bis Figur 15 zeigen unterschiedliche Ansichten einer
Direktsteckvorrichtung 108 gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel, bei dem Stecker und Schürze 15-polig ausgestaltet sind, d.h. bei der 15 Kontaktelemente 106 vorgesehen sind.
Figur 16 bis Figur 21 zeigen unterschiedliche Ansichten einer
Direktsteckvorrichtung 108 gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel, bei dem Stecker mit Schürze 6-polig ausgestaltet ist.
Dem Fachmann wird verständlich sein, dass die 9-poligen, 15-poligen und 6-poligen Konfigurationen, die bezugnehmend auf die Figuren näher beschrieben worden sind, nur exemplarisch sind, und dass jede beliebige Anzahl von einem oder mehreren Polen bzw. Kontaktelementen 106 bei einer erfindungsgemäßen Direktsteckvorrichtung realisiert sein kann. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Direktsteckvorrichtung (108) zum direkten Stecken auf eine
Leiterplatte (302), wobei die Direktsteckvorrichtung (108) aufweist:
ein Steckelement (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und mindestens ein daran aufgenommenes steckbares, insbesondere federartiges, Kontaktelement (106) aufweist;
eine Steckelementaufnahme (120), die zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Steckelements (110) eingerichtet ist, eine
Verriegelungseinrichtung (102) aufweist und relativ zu dem Steckelement (110) zwischen einem kontaktelementfernen Zustand (104) und einem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist;
wobei das Steckelement (110) mindestens eine leiterplattenseitig anzuordnende Vorjustierstruktur (112) aufweist, die mittels Aufsetzens des Steckelements (110) auf die Leiterplatte (302) mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand das mindestens eine Kontaktelement (106) zu mindestens einer korrespondierend
ausgebildeten Kontaktelementöffnung (304) der Leiterplatte (302) ausgerichtet ist;
wobei die Steckelementaufnahme (120) gegenüber dem auf die Leiterplatte (302) vorjustiert aufgesetzten Steckelement (110) derart von dem kontaktelementfernen Zustand (104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung (102) und die Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) gemeinsam an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verriegelt werden.
2. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) mindestens einen
Vorjustierzapfen aufweist und die mindestens eine korrespondierende Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) mindestens eine
Vorjustieröffnung aufweist.
3. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 2, wobei der mindestens eine Vorjustierzapfen (112) einen seitlichen Überstand ( 112) aufweist, der sich nach Durchführen des Vorjustierzapfens ( 112), ausgehend von einer Vorderseite der Leiterplatte (302), durch die Leiterplatte (302) hindurch und durch nachfolgendes Verfahren der Steckelementaufnahme ( 120) von dem kontaktelementfernen Zustand (104) zu dem
kontaktelementnahen Zustand (200) gegen Abziehen verriegelnd gegen eine Rückseite der Leiterplatte (302) legt.
4. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Verriegelungseinrichtung ( 102) mindestens einen endseitigen
Verriegelungszapfen aufweist, der bei Verfahren der
Steckelementaufnahme (120) von dem kontaktelementfernen Zustand ( 104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) neben dem
mindestens einen Vorjustierzapfen ( 112) in die mindestens eine
Vorjustieröffnung (306) eintaucht und gemeinsam mit dem jeweiligen Vorjustierzapfen ( 112) die Verriegelung bewirkt, insbesondere eine gemeinsame Klemmverriegelung des Verriegelungszapfens und des Vorjustierzapfens (112) in der Vorjustieröffnung (306).
5. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mindestens eine Kontaktelement (106) gegenüber dem
Aufnahmegehäuse ( 114) leiterplattenseitig, insbesondere in Steckrichtung unverschieblich und/oder senkrecht zur Steckrichtung federartig beweglich, übersteht.
6. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß Anspruch 5, wobei die
Vorjustierstruktur ( 112) des Steckelements (110) das mindestens eine Kontaktelement ( 106) leiterplattenseitig schützend überragt.
7. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Vorjustierstruktur ( 112) des Steckelements ( 110) derart federnd ausgebildet ist, dass durch Verfahren der
Steckelementaufnahme ( 120) von dem kontaktelementfernen Zustand ( 104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) die
Verriegelungseinrichtung ( 102) an der federnden Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) seitlich abgleitet und diese dabei senkrecht zu der Verfahrrichtung gegen die Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verspreizt.
8. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steckelement (110) entlang seines Umfangs eine Mehrzahl von Vorjustierstrukturen (112) aufweist, die durch Verfahren der
Steckelementaufnahme (120) von dem kontaktelementfernen Zustand (104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) von der
Verriegelungseinrichtung (102) an einer Mehrzahl von
Vorjustierstrukturen (306) der Leiterplatte (302) verriegelt wird.
9. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 8, wobei die
Vorjustierstrukturen (112) des Steckelements (110) und die
Verriegelungseinrichtung (102) derart aufeinander angepasst sind, dass auf unterschiedliche Vorjustierstrukturen (306) des Steckelements (110) einwirkende Verriegelungskräfte in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere in paarweise entgegengesetzten Richtungen, einwirken.
10. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Steckelement (110) ein Vorjustiergehäuse (118) aufweist, das federnd zwischen dem Aufnahmegehäuse (114) und der
Steckelementaufnahme (120) angeordnet ist und an dem die mindestens eine Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) angebracht ist.
11. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 10, wobei das
Vorjustiergehäuse (118) mittels mindestens eines federnden
Brückenelements insbesondere einstückig, weiter insbesondere einstoffig, an das Aufnahmegehäuse (114) angeschlossen ist.
12. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Vorjustiergehäuse (118) mindestens eine Führungsnut (122) aufweist, entlang welcher die Verriegelungseinrichtung (102) der
Steckelementaufnahme (120) unter Ausübung einer Verriegelungskraft auf die zumindest eine Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) geführt verfahrbar ist.
13. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steckelementaufnahme ( 120) gegenüber dem auf die
Leiterplatte (302) vorjustiert aufgesetzten Steckelement ( 110) derart von dem kontaktelementfernen Zustand ( 104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung ( 102) die Vorjustierstruktur ( 112) des Steckelements ( 110) an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig verriegelt.
14. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Steckelement ( 110) und die Steckelementaufna hme ( 120) derart ausgebildet sind, dass ausgehend von einem Zustand, in dem die Verriegelungseinrichtung ( 102) die Vorjustierstruktur ( 112) des
Steckelements ( 110) an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verriegelt, die Steckelementaufnahme ( 120) von dem
kontaktelementnahen Zustand (200) zu dem kontaktelementfernen Zustand ( 104) derart verfahrbar ist, dass die Verriegelung aufgehoben wird und dann das Steckelement ( 110) von der Leiterplatte (302) trennbar ist.
15. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Steckelement ( 110) und die Steckelementaufnahme ( 120) derart aufeinander angepasst sind, dass eine Leiterplattenberührfläche des Aufnahmegehäuses ( 114) und eine Leiterplatten berührfläche der Steckelementaufnahme ( 120) im kontaktelementnahen Zustand (200) zueinander koplanar sind.
16. Direktsteckvorrichtung ( 108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Steckelementaufnahme ( 120) aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gebildet ist.
17. Verbindungsanordnung (400), aufweisend
eine Leiterplatte (302), die mindestens eine Vorjustierstruktur (306) und mindestens eine Kontaktelementöffnung (304) aufweist;
eine Direktsteckvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die zum direkten Stecken auf die Leiterplatte (302) mittels
Verbindens der mindestens einen Vorjustierstruktur (112) des
Steckelements (110) mit der mindestens einen korrespondierenden
Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) und mittels nachfolgenden Verfahrens der Steckelementaufnahme (120) gegenüber dem
Steckelement (110) und gegenüber der Leiterplatte (302) derart von dem kontaktelementfernen Zustand zu dem kontaktelementnahen Zustand ausgebildet ist, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung (102) und die Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) gemeinsam an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verriegelt werden.
18. Verbindungsanordnung (400) gemäß Anspruch 17, wobei die
Leiterplatte (302) zumindest im Bereich der mindestens einen
Kontaktelementöffnung (304) und/oder zumindest im Bereich der mindestens einen Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) sockelfrei ist.
19. Verfahren zum direkten Stecken einer Direktsteckvorrichtung (108) auf eine Leiterplatte (302), wobei das Verfahren aufweist:
Bereitstellen eines Steckelements (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und mindestens ein daran aufgenommenes steckbares,
insbesondere federartiges, Kontaktelement (106) aufweist;
zumindest teilweises Aufnehmen des Steckelements (110) durch eine Steckelementaufnahme (120), die eine Verriegelungseinrichtung (102) aufweist und relativ zu dem Steckelement (110) zwischen einem kontaktelementfernen Zustand (104) und einem kontaktelementnahen Zustand (200) verfahrbar ist;
Aufsetzen des Steckelements (110) auf die Leiterplatte (302), wodurch mindestens eine leiterplattenseitige Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) mit mindestens einer korrespondierenden
Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) derart verbunden wird, dass durch das Verbinden das mindestens eine Kontaktelement (106) zu mindestens einer korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnung (304) der Leiterplatte (302) ausgerichtet wird;
Verfahren der Steckelementaufnahme (120) gegenüber dem auf die Leiterplatte (302) vorjustiert aufgesetzten Steckelement (110) von dem kontaktelementfemen Zustand (104) zu dem kontaktelementnahen Zustand (200) derart, dass dadurch die Verriegelungseinrichtung (102) und die Vorjustierstruktur (112) des Steckelements (110) gemeinsam an der Vorjustierstruktur (306) der Leiterplatte (302) verriegelt werden.
EP14793004.4A 2013-09-13 2014-08-21 Direktsteckvorrichtung mit vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer verriegelungseinrichtung Active EP3044837B1 (de)

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