EP3437162A1 - Gedichtete elektrische steckverbinderanordnung - Google Patents

Gedichtete elektrische steckverbinderanordnung

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Publication number
EP3437162A1
EP3437162A1 EP17715083.6A EP17715083A EP3437162A1 EP 3437162 A1 EP3437162 A1 EP 3437162A1 EP 17715083 A EP17715083 A EP 17715083A EP 3437162 A1 EP3437162 A1 EP 3437162A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
connector
electrical connection
circuit board
connection arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17715083.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Koelle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Molex Connectivity GmbH
Original Assignee
Molex Connectivity GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3437162A1 publication Critical patent/EP3437162A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202—Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R12/70—Coupling devices
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits

Definitions

  • the invention relates to an electrical connection arrangement for producing a releasable electrical connection with one or more connectors, and to a method for producing such a connection arrangement.
  • Connection arrangements are known in the art for many applications.
  • the present invention is concerned with sealed connection slits such.
  • B. coupling device for coupling advise such as sensors, actuators or controllers to a bus system.
  • DE 43 44 904 A1 discloses, for example, a connection system for the connection of both simple sensors or actuators with parallel signal transmission, as well as complex sensors or actuators with serial signal transmission to an fieldbus-specific fieldbus circuit of a respective fieldbus system, which fieldbus circuit is a fieldbus independent Interface device is connected upstream to which either simple or complex sensors or actuators can be connected.
  • a basic idea of the present invention is that the positions of the plug connectors in the housing, taking into account the production-related tolerance fields, correlate with the housing in such a way that the plug connectors can first be mounted on a printed circuit board and then the entire assembly of the printed circuit board assembly into the housing. Furthermore, the invention provides that the materials of the housing and the connector housing enable a material-locking connection. In the assembly step of the circuit board in the housing remains between the respective connector housings and the housing wall of the housing, a small gap, which is closed, however, by means of a material connection method, thereby simultaneously the mechanical connection between the circuit board and the housing in which the circuit board is housed and the complete Sealing of the housing in the area of the housing openings.
  • an electrical connection arrangement for producing a releasable electrical connection with one or more connectors, the connection arrangement comprising: a housing which forms at least one housing wall in which one or more, preferably cylindrical openings are provided and one or more connectors, the each projecting through an opening with a cylindrical connector housing, wherein in the cylindrical connector housing or housings each a contact-carrying contact carrier is arranged, the contact terminals are on a common mounting plane for electrical contact with a circuit board, wherein the housing wall of the housing with the or the cylindrical connector housings is materially connected via the outer jacket.
  • a printed circuit board is provided adjacent to the housing wall, with which the contacts are electrically connected, preferably soldered directly to the printed circuit board.
  • the soldering can be made by classical known soldering methods. In this way, the entire solder assembly is positioned relative to the housing, mechanically fastened and further sealed by the aterialBank between the housings also.
  • the housing further consists of a metallic material, preferably of steel, more preferably of a stainless steel.
  • the or the connector housing made of the same or a similar metallic material, preferably made of steel, more preferably made of a stainless steel.
  • the material-fit connection between the housing and the connector housings is realized by means of a welded connection. It is particularly advantageous to provide a laser welding. For this purpose, it was necessary to provide specific adjustments to the gap, the geometry of the components involved and a protective collar (circumferential collar), so that the laser beam during laser welding no other components are damaged.
  • a gap preferably a circumferential gap is formed or is provided as intended.
  • the selected or resulting gap width becomes dependent on the tolerance field of the printed circuit board assembly in relation to the tolerance field of the openings in the housing certainly.
  • the respective opening in terms of the theoretically exact position in diameter by the corresponding factor x / 2 and additionally by the gap y compared to the theoretically exact Outer diameter increased, wherein the gap y must be selected to be greater, the higher the number of connectors side by side or one behind the other in a direction of the housing is provided.
  • each connector housing further comprises a circumferential collar which projects laterally beyond the preferably cylindrical opening.
  • the width of the respective collar exceeds at least the gap y.
  • each connector housing has a stop, with which the respective connector housing rests in the axial direction against the housing wall of the housing.
  • the individual connector housings are formed with a locking geometry, preferably with an internal or external thread, in order to fix a correspondingly formed connector to it, as soon as it has been brought into its plug-in position with the housing-side connector.
  • the housing is formed completely circumferentially closed as a sealed housing, wherein each further housing opening by means of a seal is sealed against ingress of moisture and dirt.
  • Another aspect of the present invention relates to a method of making an electrical connection assembly as described above comprising the steps of: a. Mounting and electrically connecting the connector (s) to a circuit board; b. Inserting openings in a housing wall of a housing according to the respective mounting positions and the respective outer diameter of the connector; c. Positioning the printed circuit board relative to the housing such that the connector with its connector housing project through a respective opening through the housing wall and d. Producing a material-locking connection between the housing wall and the respective connector housing.
  • the material-fit connection is produced by a welding process, preferably by a laser welding process.
  • a welding process preferably by a laser welding process.
  • any suitable conventional welding method can be used if a circumferentially closed material connection between the housing and the connector housing is possible even with a high packing density.
  • Fig. 1 is a plan view of a schematic embodiment of a connector assembly
  • Fig. 2 is a sectional view through the connector assembly according to
  • Fig. 3 is an isometric view of a connector housing from the connector assembly of Figs. 1 and 2 and
  • Fig. 4 is a sectional view through the connector housing of the figure
  • FIG. 1 shows a plan view of a schematic embodiment of an electrical connection assembly 1 for producing a releasable electrical connection with a plurality of (not shown here with 10) corresponding connectors shown.
  • connection arrangement 1 comprises a housing 10, which forms an upper housing wall 11, in which ten cylindrical openings 12 are provided. Through the openings 12 extend connector 20, each with a cylindrical connector housing 21 through one of the openings 12th protrude, as shown in the sectional view in Figure 2.
  • FIG. 2 The sectional view of Figure 2 corresponds to a view along the section line A -A of Figure 1.
  • the contact chambers with the contacts have been omitted in Figure 2 for clarity.
  • the cylindrical connector housings 21 each have a contact carrier 22 carrying contacts 23, which is arranged in the respective connector housing 21.
  • the contact terminals 24 protrude at the lower contact carrier end and terminate on a common ontageebene M for electrical contact with a circuit board 30th
  • the upper housing wall 1 of the housing 10 is connected in each case materially connected to the ten cylindrical connector housings 21 via the outer jacket 25.
  • the material connection 29 is designed as a kind of annular connection between the housing 10 and the respective connector housing 21.
  • the connector housing 21 extend upward away, the contact carrier 23 with its plug-side end face 23a extends approximately to the upper edge 2 a of the respective connector housing 21.
  • a circuit board 40 is dargsetellt adjacent to the housing wall 11, with which the contacts 22 are electrically connected, preferably soldered directly to the circuit board 40.
  • the housing 10 and the connector housing 21 further consist of a metallic material and in the present case of a corrosion-resistant stainless steel, wherein the material-fit connection 29 between the housing 0 and the connector housings 21 by means of a
  • the outer jacket 25 of a connector housing 21 and the outer jacket 25 are annular surrounding inner wall 11a in the area within the preferably cylindrical opening in the housing wall 11 each have a gap 17, in the present case designed as a circumferential annular gap.
  • each connector housing 21 has a peripheral collar 26.
  • This collar 26 protrudes in the mounted state of the connector housing 21 laterally beyond the respective cylindrical opening 12, as can be seen in Figure 2.
  • the contact carrier is not shown, but n only the connector housing 21 in an isometric view.
  • Each connector housing 21 also has a stop 27, with which the respective connector housing 21 abuts in the axial direction against the underside of the upper housing wall 11 of the housing 10.
  • the connector housing 21 are further formed with a locking geometry 28, in this case with an external thread to attach thereto a correspondingly shaped connector, which is mated with the respective connector 20, once it has been brought into its plugged position with the housing-side connector 20.
  • the housing 10 is a completely circumferentially sealed sealed housing, wherein on the underside of a removable and sealed over a seal relative to the housing 10 housing cover 10 a is provided to protect against the ingress of moisture and dirt.
  • the production of the illustrated electrical connection arrangement 1 takes place according to the at least following steps: a. Mounting and electrically connecting the ten connectors 20 to a circuit board 40, preferably using a solder mask; b. Inserting openings 12 in the upper housing wall 1 of a housing 10 corresponding to the respective mounting positions and the respective outer diameter of the connectors 20, preferably in correspondence to the solder mask of step a regarding the ten connectors; c.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung (1) zur Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung mit einem oder mehreren Steckverbindern wobei die Verbindungsanordnung (1) folgendes aufweist: a. ein Gehäuse (10), das wenigstens eine Gehäusewand (11) ausbildet, in der ein oder mehrere, vorzugsweise zylindrische Öffnungen (12) vorgesehen sind; b. ein oder mehrere Steckverbinder (20), die jeweils mit einem zylinderförmigen Steckverbindergehäuse (21) durch eine Öffnung (12) hindurchragen; c. wobei in der bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen (21) jeweils ein Kontakte (22) tragender Kontaktträger (23) angeordnet ist, dessen Kontaktanschlüsse (24) sich auf einer gemeinsamen Montageebene (M) zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte (30) befinden, d. wobei die Gehäusewand (11) des Gehäuses (10) mit dem bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen (21) über deren Außenmantel (25) materialschlüssig verbunden ist.

Description

Gedichtete elektrische Steckverbinderanordnung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung mit einem oder mehreren Steckverbindern, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung. Verbindungsanordnungen sind im Stand der Technik für viele Anwendungen bekannt. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit gedichteten Verbin- dungsanrodnungen, wie z. B. Kopplungsvorrichtung zum Ankoppeln von Ge- raten wie beispielsweise Sensoren, Aktoren oder Steuerungen an ein Bussystem.
In vielen elektronischen Anwendungen kommunizieren heutzutage unterschiedliche Geräte über ein Bussystem miteinander. Dabei ist ferner im Stand der Technik eine Vielzahl von unterschiedlichen Bussystemen basierend auf unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen bekannt. So nimmt im Bereich der elektronischen Überwachungssysteme die Verbreitung von so genannten Sicherheitsbussystemen, die teilweise auf Standard Feldbusprotokollen basieren, zu.
Aus der DE 43 44 904 A1 ist zum Beispiel ein Anschluss-System für den An- schluss sowohl einfacher Sensoren oder Aktoren mit paralleler Signalübertragung offenbart, als auch komplexer Sensoren oder Aktoren mit serieller Signalübertragung an eine feldbusspezifische Feldbusschaltung eines jeweiligen Feldbussystems, welcher Feldbusschaltung eine feldbusunabhängige Schnittstelleneinrichtung vorgeschaltet ist, an die wahlweise einfache oder komplexe Sensoren oder Aktoren anschließbar sind.
Zur Verbindung der Geräte sind daher geeignete Schnittstellen bzw. vorkonfektionierte elektrische Verbindungsanordnungen notwendig. Diese sind z. B. in sogenannten IO-Links oder Ethernet-Boxen verbaut.
Aufgrund der Vielzahl der Geräte muss für ein flächendeckendes Angebot jedes Gerät, das beispielsweise ein Sensor, Aktor oder eine Steuerung sein kann, mit unterschiedlichsten Busschnittstellen ausgestattet werden. Je mehr Bussysteme existieren und abgedeckt werden müssen, umso höher sind die Entwicklungs- und Herstellungskosten entsprechender Geräte. Ein besonderes Problem stellt dabei die Montage dar, da mit zunehmender Anzahl an Schnittstellen und demnach zunehmender Größe der Verbindungsanordnungen auch das Problem der Dichtigkeit der gesamten Anordnung steigt. Bedingt durch die diversen Positionen der einzelnen Steckverbindern, die typi- scherweise als Rundsteckverbinder in solche Anwendungen eingesetzt werden, entsteht durch die fertigungsbedingten Toleranzen auch das Problem die Gehäuse der Verbindungsboxen entsprechend auszubilden. Neben der Montage der Steckverbinder bereitet auch die Verbindung der Steckverbinder mit einer Leiterplatte Schwierigkeiten.
Dies ist in vielen Fällen nicht mehr wirtschaftlich und sicher, so dass einerseits eine Reduzierung der Kosten bei der Entwicklung und Herstellung der Geräte gewünscht ist und andererseits auch zunehmend große und vielfältig bestückte Verbindungsanordnungen ausreichend dicht gegen Umwelteinflüsse gestaltet werden können.
Bei den aktuell im Stand der Technik bekannten Systemen muss eine hohe Toleranzanforderung erfüllt werden, so dass nach der Montage der Steckverbinder eine insgesamt dichte Anordnung mit allen beteiligten Dichtungen entsteht. Aufgrund der diversen aufeinanderfolgenden Montageschritte diverser beteiligter Bauteile gestaltet sich dies allerdings aufwendig, insbesondere bei einer hohen Anzahl an unterzubringenden Schnittstellen bzw. Steckverbindern. Aufgrund fertigungsbedingter Positionsabweichungen zwischen den Steckverbinder und der Leiterplatte einerseits, als auch zwischen den Steckverbindern und dem Gehäuse andererseits, die zumal von dem Lochmaßen im Gehäuse und dessen Toleranzlagen beeinflusst werden, gestaltet sich die kostengünstige Herstellung solcher Verbindungsanordnungen als schwierig.
Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine vereinfachte und kostengünstig herstellbare elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung mit einem oder mehreren Steckverbindern, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung vorzusehen, bei dem insbesondere die Herstellung einer dichten Anordnung auf einfache Weise realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 und Patentanspruch 11 gelöst.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Positionen der Steckverbinder im Gehäuse unter Beachtung der fertigungsbedingten Toleranzfelder so mit dem Gehäuse korrelieren, dass zunächst die Montage der Steckverbinder auf einer Leiterplatte erfolgen kann und dann die gesamte Montage der Leiterplattenbaugruppe in das Gehäuse. Ferner wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Materialen des Gehäuses und der Steckverbindergehäuse eine materialschlüssige Verbindung ermöglichen. Bei dem Montageschritt der Leiterplatte im Gehäuse verbleibt zwischen den jeweiligen Steckverbindergehäusen und der Gehäusewand des Gehäuses ein geringer Spalt, der allerdings mittels eines materialschlüssigen Verbindungsverfahrens geschlossen wird, wodurch gleichzeitig die mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse in dem die Leiterplatte untergebracht ist sowie die vollständige Abdichtung des Gehäuses im Bereich der Gehäuseöffnungen.
Erfindungsgemäß wird demnach eine elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung mit einem oder mehreren Steckverbindern wobei die Verbindungsanordnung folgendes aufweist: ein Gehäuse, das wenigstens eine Gehäusewand ausbildet, in der ein oder mehrere, vorzugsweise zylindrische Öffnungen vorgesehen sind sowie ein oder mehrere Steckverbinder, die jeweils mit einem zylinderförmigen Steckverbindergehäuse durch eine Öffnung hindurchragen, wobei in der bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen jeweils ein Kontakte tragender Kontaktträger angeordnet ist, dessen Kontaktanschlüsse sich auf einer gemeinsamen Montageebene zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte befinden, wobei die Gehäusewand des Gehäuses mit dem bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen über deren Außenmantel materialschlüssig verbunden ist. Weiter vorteilhaft ist es, wenn ferner eine Leiterplatte benachbart zur Gehäu- sewand vorgesehen ist mit der die Kontakte elektrisch verbunden, vorzugsweise unmittelbar an der Leiterplatte angelötet sind. Die Lötung kann durch klassische bekannte Lötverfahren hergestellt werden. Auf diese Weise wird die gesamte Lötbaugruppe gegenüber dem Gehäuse positioniert, mechanisch befestigt und durch den aterialschluss zwischen den Gehäusen ferner auch abgedichtet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse ferner aus einem metallischen Material besteht, vorzugsweise aus Stahl, weiter vorzugsweise aus einem Edelstahl.
Weiter bevorzugt ist es, wenn auch das bzw. die Steckverbindergehäuse aus dem gleichen oder einem ähnlichen metallischen Material bestehen, vorzugsweise aus Stahl, weiter vorzugsweise aus einem Edelstahl.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die materialschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse und den Steckverbindergehäusen mittels einer Schweißverbindung realisiert ist. Besonders vorteilhaft ist es eine Laserschweißung vorzusehen. Hierzu war es erforderlich spezifische Anpassungen am Spaltmaß, der Geometrie der beteiligten Bauteile und einen Schutzkragen (umlaufender Kragen) vorzusehen, so dass durch den Laserstrahl beim Laserschweißen keine anderen Bauteile beschädigt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen dem Außenmantel eines Steckverbindergehäuses und der den Außenmantel ringförmig umgebenden Innenwand im Bereich innerhalb der vorzugsweise zylindrischen Öffnung in der Gehäusewand ein Spalt vorzugsweise ein umlaufender Spalt ausgebildet ist bzw. bestimmungsgemäß vorgesehen ist. Die gewählte bzw. resultierende Spaltbreite wird in Abhängigkeit des Toleranzfeldes der Leiterplattenmonta- gebaugruppe im Verhältnis zum Toleranzfeld der Öffnungen im Gehäuse bestimmt. Sofern die Lage der Steckverbinder auf der Leiterplatte gegenüber der theoretisch exakten Position um einen Faktor x variiert, so wird die jeweilige Öffnung betreffend der theoretisch exakten Position im Durchmesser um den entsprechenden Faktor x/2 und ergänzend um das Spaltmaß y gegen- über dem theoretisch exakten Außendurchmesser vergrößert, wobei das Spaltmaß y umso größer gewählt werden muss, je höher die Anzahl von Steckverbindern nebeneinander bzw. hintereinander in einer Richtung des Gehäuses vorgesehen ist.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn jedes Steckverbindergehäuse ferner einen umlaufenden Kragen aufweist, der seitlich jeweils über die vorzugsweise zylindrische Öffnung hervorsteht. Insofern ist es von Vorteil, wenn die Breite des jeweiligen Kragens mindestens das Spaltmaß y überschreitet. Durch das vollständige Abdecken bzw. verschließen des Spaltes zum Inneren des Gehäuses hin, wird ein Durchschlag beim Fügeprozess insbesondere beim Schweißen verhindert, der sich durch den Spalt bis zur Leiterplatte ergeben kann, wenn der Spalt offen bliebe.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Steckverbindergehäuse einen Anschlag aufweist, mit dem das jeweilige Steckverbindergehäuse in Axialrichtung gegen die Gehäusewand des Gehäuses anliegt.
Bevorzugt ist es, wenn die einzelnen Steckverbindergehäuse mit einer Verriegelungsgeometrie, vorzugsweise mit einem innen- oder außenliegenden Gewinde ausgebildet sind, um daran einen korrespondierend ausgebildeten Steckverbinder festzulegen, sobald dieser in seine Steckposition mit dem gehäuseseitigen Steckverbinder gebracht wurde.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse vollständig umfangsgeschlossen als gedichtetes Gehäuse ausgebildet ist, wobei jede weitere Gehäuseöffnung mittels einer Dichtung gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz abgedichtet ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wie zuvor beschriebenen elektrischen Verbindungsanordnung mit den folgenden Schritten: a. Montieren und elektrisches Verbinden von dem oder den Steckverbindern auf einer Leiterplatte; b. Einbringen von Öffnungen in eine Gehäusewand eines Gehäuses entsprechend den jeweiligen Montagepositionen und dem jeweiligen Außendurchmesser der Steckverbinder; c. Positionieren der Leiterplatte relativ zum Gehäuse derart, dass die Steckverbinder mit ihrem Steckverbindergehäuse durch eine jeweilige Öffnung durch die Gehäusewand hindurchragen und d. Herstellen einer materialschlüssigen Verbindung zwischen der Gehäusewand und dem jeweiligen Steckverbindergehäuse.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die materialschlüssige Verbindung durch einen Schweißpro- zess, vorzugsweise durch einen Laserschailschweißprozess hergestellt wird. Grundsätzlich kann jedes geeignete herkömmliche Schweißverfahren dazu verwendet werden, wenn damit ein umfangsgeschlossener Materialschluß zwischen Gehäuse und Steckverbindergehäuse auch bei hoher Packungsdichte möglich ist.
Weiter Vorteilhaft ist das Verfahren, wenn die materialschlüssige Verbindung daher vollständig umlaufend zwischen dem Außenmantel und der Gehäusewand verläuft, so dass das Gehäuse gegen Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ist. Auf diese geschickte Weise, kann sowohl eine Positionierung, eine mechanische Verbindung und eine Dichtung mittels des Materialschlus- ses erzielt werden.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eines schematischen Ausführungsbeispiels einer Steckverbinderanordnung;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Steckverbinderanordnung gemäß
Fig.1 und
Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines Steckverbindergehäuses aus der Steckverbinderanordnung der Fig. 1 und 2 und
Fig. 4 eine Schnittansicht durch das Steckverbindergehäuse der Figur
3. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
In der Figur 1 ist eine Aufsicht auf eines schematischen Ausführungsbeispiels einer elektrischen Verbindungsanordnung 1 zur Herstellung einer lös- baren elektrischen Verbindung mit mehreren (hier mit 10) nicht dargestellten korrespondierenden Steckverbindern gezeigt.
Die Verbindungsanordnung 1 umfasst ein Gehäuse 10, das eine obere Gehäusewand 11 ausbildet, in der zehn zylindrische Öffnungen 12 vorgesehen sind. Durch die Öffnungen 12 ragen Steckverbinder 20, die jeweils mit einem zylinderförmigen Steckverbindergehäuse 21 durch eine der Öffnungen 12 hindurchragen, wie dies in der Schnittansicht in der Figur 2 dargestellt ist.
Die Schnittansicht der Figur 2 entspricht einer Ansicht entlang der Schnittlinie A -A aus Figur 1. Die Kontaktkammern mit den Kontakten wurden in der Figur 2 zur besseren Anschaulichkeit weggelassen.
Die zylinderförmigen Steckverbindergehäusen 21 weisen jeweils ein Kontakte 22 tragender Kontaktträger 23 auf, der in dem jeweiligen Steckverbindergehäuse 21 angeordnet ist. Die Kontaktanschlüsse 24 ragen am unteren Kontaktträgerende hervor und enden auf einer gemeinsamen ontageebene M zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte 30.
Die obere Gehäusewand 1 des Gehäuses 10 ist jeweils mit den zehn zylinderförmigen Steckverbindergehäusen 21 über deren Außenmantel 25 materialschlüssig verbunden. Die materialschlüssige Verbindung 29 ist als eine Art ringförmige Anbindung zwischen dem Gehäuse 10 und dem jeweiligen Steckverbindergehäuse 21 ausgeführt. Wie weiter zu erkennen ist, erstrecken sich die Steckverbindergehäuse 21 nach oben weg, wobei der Kontaktträger 23 mit seiner steckseitigen Stirnseite 23a in etwa bis zum oberen Rand 2 a des jeweiligen Steckverbindergehäuses 21 reicht.
Ferner ist in Figur 2 eine Leiterplatte 40 benachbart zur Gehäusewand 11 dargsetellt, mit der die Kontakte 22 elektrisch verbunden, vorzugsweise unmittelbar an der Leiterplatte 40 angelötet sind.
Das Gehäuse 10 sowie die Steckverbindergehäuse 21 bestehen femer aus einem metallischen Material und zwar vorliegend aus einem korrosionsbeständigen Edelstahl, wobei die materialschlüssige Verbindung 29 zwischen dem Gehäuse 0 und den Steckverbindergehäusen 21 mittels einer
Schweißverbindung realisiert ist.
Wie in der Figur 2 weiter zu erkennen ist, ist wischen dem Außenmantel 25 eines Steckverbindergehäuses 21 und der den Außenmantel 25 ringförmig umgebenden Innenwand 11a im Bereich innerhalb der vorzugsweise zylindrischen Öffnung in der Gehäusewand 11 jeweils ein Spalt 17, vorliegend ausgebildet als umlaufender Ringspalt.
Ferner weist, wie in den Figuren 3 und 4 zu erkennen, jedes Steckverbindergehäuse 21 einen umlaufenden Kragen 26 aufweist. Dieser Kragen 26 steht im montierten Zustand der Steckverbindergehäuse 21 seitlich jeweils über die jeweilige zylindrische Öffnung 12 hervor, wie dies in der Figur 2 zu erkennen ist. In der Figur 3 ist der allerdings Kontaktträger nicht dargestellt, sondern n lediglich das Steckverbindergehäuse 21 in einer isometrischen Ansicht. An der Unterseite befinden sich Kontaktaöffnungen zum Einbringen von Massekontakten, um vom metallischen Gehäuse 10 z. B. eine Masse- oder Schirmanbindung 41 über das metallische Steckverbindergehäuse 21 zur Leiterplatte zu bringen.
Jedes Steckverbindergehäuse 21 weist ferner einen Anschlag 27 auf, mit dem das jeweilige Steckverbindergehäuse 21 in Axialrichtung gegen die Unterseite der oberen Gehäusewand 11 des Gehäuses 10 anliegt.
Die Steckverbindergehäuse 21 sind ferner mit einer Verriegelungsgeometrie 28, vorliegend mit einem Außengewinde ausgebildet, um daran einen korrespondierend ausgebildeten Steckverbinder, der mit dem jeweiligen Steckverbinder 20 zusammengesteckt wird, festzulegen, sobald dieser in seine Steckposition mit dem gehäuseseitigen Steckverbinder 20 gebracht wurde.
Das Gehäuse 10 stellt ein vollständig umfangsgeschlossen gedichtetes Gehäuse dar, wobei an der Unterseite ein abnehmbarer und über eine Dichtung gegenüber dem Gehäuse 10 abgedichteter Gehäusedeckel 10a vorgesehen ist, zum Schutz gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz.
Die Herstellung der gezeigten elektrischen Verbindungsanordnung 1 erfolgt gemäß den wenigstens folgenden Schritten: a. Montieren und elektrisches Verbinden der zehn Steckverbindern 20 auf einer Leiterplatte 40, vorzugsweise unter Verwendung einer Lötschablone; b. Einbringen von Öffnungen 12 in die obere Gehäusewand 1 eines Gehäuses 10 entsprechend den jeweiligen Montagepositionen und dem jeweiligen Außendurchmesser der Steckverbinder 20, vorzugsweise in Korrespondenz zur Lötschablone aus Schritt a betreffend den zehn Steckverbindern; c. Positionieren der Leiterplatte relativ zum Gehäuse 10 derart, dass die Steckverbinder 20 mit ihrem Steckverbindergehäuse 21 durch die in der Lage korrespondierenden Öffnungen 12 durch die Gehäusewand 1 hindurchragen und vorzugsweise mit dem Anschlag 27 an der Unterseite des Gehäuses 0 bzw. der Gehäusewand 11 anliegen und d. Herstellen einer umlaufenden materialschlüssigen Verbindung 29 zwischen der Gehäusewand 11 und dem jeweiligen Steckverbindergehäuse 21 , vorzugsweise mittels Schweißen, weiter vorzugsweise durch einen Laserschallschweißprozess.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Verbindungsanordnung (1) zur Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung mit einem oder mehreren Steckverbindern wobei die Verbindungsanordnung (1) folgendes aufweist: a. ein Gehäuse (10), das wenigstens eine Gehäusewand ( 1) ausbildet, in der ein oder mehrere, vorzugsweise zylindrische Öffnungen (12) vorgesehen sind; b. ein oder mehrere Steckverbinder (20), die jeweils mit einem zylinderförmigen Steckverbindergehäuse (21) durch eine Öffnung (12) hindurchragen; c. wobei in der bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen (21) jeweils ein Kontakte (22) tragender Kontaktträger (23) angeordnet ist, dessen Kontaktanschlüsse (24) sich auf einer gemeinsamen Montageebene (M) zur elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte (30) befinden, d. wobei die Gehäusewand (11) des Gehäuses (10) mit dem bzw. den zylinderförmigen Steckverbindergehäusen (21) über deren Außenmantel (25) materialschlüssig verbunden ist.
2. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Leiterplatte (40) benachbart zur Gehäusewand (11) vorgesehen ist mit der die Kontakte (22) elektrisch verbunden, vorzugsweise unmittelbar an der Leiterplatte (40) angelötet sind.
3. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) ferner aus einem metallischen Material besteht, vorzugsweise aus Stahl, weiter vor- zugsweise aus einem Edelstahl.
4. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Steckverbindergehäuse (21) aus einem metallischen Material bestehen, vorzugsweise aus Stahl, weiter vorzugsweise aus einem Edelstahl.
5. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die materialschlüssige Verbindung (29) zwischen dem Gehäuse (10) und den Steckverbindergehäusen (21) mittels einer Schweißverbindung realisiert ist.
6. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenmantel (25) eines Steckverbindergehäuses (21) und der den Außenmantel (25) ringförmig umgebenden Innenwand (11a) im Bereich innerhalb der vorzugsweise zylindrischen Öffnung in der Gehäusewand (11) ein Spalt (17) vorzugsweise ein umlaufender Spalt ausgebildet ist.
7. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steckverbindergehäuse (21) einen umlaufenden Kragen (26) aufweist, der seitlich jeweils über die vorzugsweise zylindrische Öffnung (12) hervorsteht.
8. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steckverbindergehäuse (21) einen Anschlag (27) aufweist, mit dem das jeweilige Steckverbindergehäuse (21) in Axialrichtung gegen die Gehäusewand (11) des Gehäuses (10) anliegt.
9. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindergehäuse (21) mit einer Verriegelungsgeometrie (28), vorzugsweise mit einem innen- oder außenliegenden Gewinde ausgebildet sind, um daran einen korrespondierend ausgebildeten Steckverbinder festzulegen, sobald dieser in seine Steckposition mit dem gehäuseseitigen Steckverbinder (20) gebracht wurde.
10. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) vollständig umfangsgeschlossen als gedichtetes Gehäuse ausgebildet ist, wobei jede weitere Gehäuseöffnung mittels einer Dichtung gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz abgedichtet ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 0, mit den folgenden Schritten: a. Montieren und elektrisches Verbinden von dem oder den Steckverbindern (20) auf einer Leiterplatte (40); b. Einbringen von Öffnungen (12) in eine Gehäusewand (11) eines Gehäuses (10) entsprechend den jeweiligen Montagepositionen und dem jeweiligen Außendurchmesser der Steckverbinder (20); c. Positionieren der Leiterplatte relativ zum Gehäuse (10) derart, dass die Steckverbinder (20) mit ihrem Steckverbindergehäuse (21) durch eine jeweilige Öffnung (12) durch die Gehäusewand hindurchragen und d. Herstellen einer materialschlüssigen Verbindung zwischen der Gehäusewand (11) und dem jeweiligen Steckverbindergehäuse (21).
12. Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die materialschlüssige Verbindung durch einen Schweißprozess, vorzugsweise durch einen Laserschallschweißprozess hergestellt wird.
13. Verfahren gemäß einem Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die materialschlüssige Verbindung vollständig umlaufend zwischen dem Außenmantel (25) und der Gehäusewand (11) verläuft, so dass das Gehäuse gegen Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ist.
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