EP3782235B1 - Direktsteckverbinder - Google Patents

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EP3782235B1
EP3782235B1 EP20736975.2A EP20736975A EP3782235B1 EP 3782235 B1 EP3782235 B1 EP 3782235B1 EP 20736975 A EP20736975 A EP 20736975A EP 3782235 B1 EP3782235 B1 EP 3782235B1
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EP
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contact
arm
metallized
locking pin
housing part
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Stefan Schilpp
Micha Brodbeck
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Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
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Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a direct connector for establishing an electrical connection between a conductor and a metallized through-opening of a printed circuit board, with a contact having at least a first contact arm, wherein the first contact arm is designed for the electrical connection of the conductor to the metallized through-opening and with a fastening element which can assume a fastening position and a release position.
  • the DE 10 2013 214 232 A1 discloses a plug-in device with two opposing plug-in elements and a clamping pin which is movable relative to the plug-in elements.
  • the DE 10 2016 111 926 A1 reveals a plug contact with a cantilever arm.
  • the DE 10 2015 119 484 A1 reveals an L-shaped bent plug contact.
  • a connecting device for establishing an electrically conductive connection is known in which a plug is inserted into a metallized through-hole of a printed circuit board.
  • a connecting element for electrical conductors with a printed circuit board is known in which several contacts are arranged in a ring shape and are inserted into a metallized through-hole. A retaining pin is then inserted into the interior formed by the ring-shaped contacts in order to press the contacts radially outwards against the metallized through-hole.
  • DE 20 2018 100 416 U1 A connector with a locking safety cover is known. Direct connectors are plugged into metallized through holes in a circuit board. A separate through hole is provided for receiving a locking pin with locking lugs.
  • DE 20 2018 100416 U1 discloses the features of the preamble of claim 1.
  • a connector for a metallized through hole of a printed circuit board is known.
  • the connector has a contact tongue that is inserted into a metallized through hole.
  • the metallized through hole is then In addition, a locking pin is inserted, which presses the contact against the wall of the metallized through-hole.
  • a plug contact is known, wherein the plug contact has two contact arms that define a cavity between them.
  • the contact arms are designed to be inserted into a metallized through-opening.
  • the connector has two contact arms that define a gap between them.
  • the contact arms are guided in a slotted sleeve that has a cylindrical outer wall and is designed to be inserted into a metallized through hole.
  • SKEDD contacts (SKEDD is a trademark, EU010723948) are well known, which enable a vibration-proof connection and reversible insertion into a metallized hole in a printed circuit board.
  • a SKEDD contact is manufactured by punching and then bending, whereby the SKEDD contact is made from one piece of material and has two different material thicknesses.
  • the object of the invention is to provide a direct connector which has a compact design, is cost-effective to manufacture and increases the stability of a mechanical and electrical connection.
  • the direct connector according to the invention for establishing an electrical connection between a conductor and a metallized through-opening of a printed circuit board has a fastening element and a contact with at least one first contact arm.
  • the first contact arm is designed to electrically connect the conductor to the metallized through-opening.
  • the fastening element can assume a fastening position and a release position, wherein the fastening element is designed in the fastening position to fasten the direct connector to the metallized through-opening.
  • a compact design of the direct connector is achieved.
  • the compact design allows the material costs of the direct connector to be kept low, making the direct connector cost-effective to manufacture.
  • no or only minimal leverage moments occur due to the arrangement of the contact and the fastening element, which means that a higher stability of an electrical connection of the direct connector is achieved.
  • the conductor can be a strand of a cable or a wire.
  • the contact can have a connection section.
  • the connection section can be designed to establish a detachable electrical connection or a permanent electrical connection with the conductor, in particular the electrical connection between the connection section and the conductor can be a soldered connection, a press connection, a crimp connection, an IDC connection, a clamp connection, a tongue connection, a connection by crimping or a welded connection.
  • the first contact arm can be designed to establish a detachable electrical connection with the metallized through-opening.
  • the detachable electrical connection can be a plug connection.
  • the first contact arm can be designed to be pushed or plugged into the metallized through-opening, in particular multiple times, and to be pulled out of the metallized through-opening, in particular multiple times.
  • the first contact arm can be designed to be resilient so that a secure electrical connection is established after insertion into the metallized through-opening.
  • the first contact arm can be elastically deformed during insertion into the metallized through-opening, whereby the first contact arm is prestressed.
  • the prestress can press the first contact arm against the metallized through-opening.
  • the first contact arm and/or the contact can have a chamfer or a rounding on its edges, in particular on its outer edges.
  • the contact is made of electrically conductive material or at least has an electrically conductive coating.
  • the fastening element is designed to engage the metallized through-opening in the fastening position or to engage in the metallized through-opening and is designed to be pushed or inserted into the metallized through-opening in the release position or to be pulled out of the metallized through-hole to be pulled or removed.
  • the fastening element can be a flexible element, in particular the fastening element can be transferred from the fastening position to the release position by exerting a force on the fastening element, for example by bending or twisting the fastening element.
  • the fastening element In the release position the fastening element can be pre-tensioned, wherein the pre-tension causes the fastening element to be transferred independently from the release position to the fastening position, for example by the fastening element springing back into the fastening position.
  • the fastening element is an element separate from the contact.
  • the fastening element can be part of the housing, for example.
  • the fastening element is made of electrically insulating material or at least coated with an electrically insulating material.
  • the fastener in the fastening position can create a positive connection and/or a frictional connection with the metallized through hole.
  • the direct connector has a locking pin which, in a locked state, prevents the fastening element from being transferred from the fastening position to the release position by means of a positive connection with the fastening element and, in an unlocked state, enables the fastening element to be transferred from the fastening position to the release position.
  • the locking pin advantageously achieves a more stable mechanical fastening of the direct connector to the metallized through-opening, in particular the locking pin prevents the fastening of the direct connector to the metallized through-opening from being accidentally released.
  • the locking pin can be transferred several times between the unlocked state and the locked state. In the locked state, the locking pin can be inserted into the fastening element or received by the fastening element.
  • the locking pin can also be designed not only to block the fastening element in the fastening position but also to press it against the metallized through-opening.
  • the contact defines a gap for at least partially receiving the locking pin, wherein the first contact arm at least partially delimits the gap, and wherein the locking pin is arranged within the gap at least in the fastening position.
  • the contact has a second contact arm which is arranged opposite the first contact arm, wherein the first contact arm and the second contact arm at least partially delimit the intermediate space.
  • the use of a second contact arm increases the stability of an electrical connection of a direct connector.
  • the second contact arm can have the same properties or the same design as the first contact arm.
  • the locking pin has at least one first groove, within which the first contact arm is arranged at least in sections when the locking pin is in the locked state.
  • the first contact arm is arranged partially within the first groove. In the release position, the first contact arm can also be arranged in sections within the first groove.
  • the locking pin has a second groove within which the second contact arm is arranged at least in sections when the locking pin is in the locked state, the second groove being arranged opposite the first groove.
  • the second contact arm is arranged partially within the second groove. In the release position, the second contact arm can also be arranged in sections within the second groove.
  • the locking pin and/or the first contact arm has at least one run-on slope, each of which is designed so that in the locked state the locking pin presses or prestresses the first contact arm against the metallized through-opening.
  • the run-on slope can be designed so that the locking pin applies a force to the first contact arm in the direction of the metallized through-opening.
  • the locking pin and/or the second contact arm can have a further run-on slope, each of which is designed so that in the locked state the locking pin prestresses the second contact arm against the metallized through-opening.
  • the fastening element has at least one first locking arm with a first locking lug.
  • the first locking lug engages the metallized through-opening or at an end of the through-opening at which the through-opening merges into a bottom side of the circuit board.
  • the first locking arm can be designed to be pushed or plugged into the metallized through-opening, in particular multiple times, and to be pulled out of the metallized through-opening, in particular multiple times. through-opening.
  • the first latching arm can deform elastically, the first latching arm not being deformed in the fastening position and being deformed in the release position.
  • the first latching nose has a first bevel and/or a second bevel.
  • the first bevel can be designed to transfer the fastening element from the fastening position to the release position, in particular to deform and deflect the first latching arm when the fastening element is pushed into the metallized through-opening
  • the second bevel can be designed to transfer the fastening element from the fastening position to the release position, in particular to deform and deflect the first latching arm when the fastening element is pulled out of the metallized through-opening.
  • the second bevel can have a greater gradient than the first bevel, so that a greater force is required to pull the fastening element out of the metallized through-opening than to push the fastening element into the metallized through-opening.
  • the locking pin in the locked state rests against a rear side of the first locking arm, which is facing away from the first locking lug.
  • the locked state there is a positive connection between the locking pin and the first locking arm, which prevents the first locking arm from being transferred, in particular deformed, from the fastening position to the release position.
  • the rear side of the first locking arm and/or the locking pin can be provided with a run-on bevel.
  • the locking pin In the locked state, the locking pin can pre-tension or press the first locking arm against the metallized through-opening.
  • the fastening element has a second locking arm with a second locking lug, wherein the second locking arm is arranged opposite the first locking arm.
  • the use of a second locking arm increases the stability of fastening the direct connector to the metallized through-opening.
  • the second locking arm can have the same properties or designs as the first locking arm.
  • the back of the second locking arm and/or the locking pin can be provided with a run-on bevel. In the locked state, the locking pin can pre-tension or press the second locking arm against the metallized through-opening.
  • the locking pin is designed to be pushed between the first locking arm and the second locking arm.
  • first locking arm and the second locking arm lie in a locking arm plane
  • first contact arm and the second contact arm lie in a contact arm plane
  • the locking arm plane and the contact arm plane are perpendicular to one another.
  • the direct connector has a housing, wherein the housing has the fastening element.
  • the fastening element can be arranged on an underside of the housing.
  • the fastening element and the housing are preferably formed as one piece.
  • the fastening element and/or the housing can be made of plastic.
  • the contact can be arranged in a touch-safe manner and electrically insulated from the environment.
  • the housing has a first housing part and a second housing part, wherein the first housing part has the fastening element and wherein the second housing part has the locking pin, wherein the first housing part and the second housing part are displaceable relative to one another, wherein in a first relative position of the first housing part and the second housing part the locking pin assumes the unlocked state and wherein in a second relative position of the first housing part and the second housing part the locking pin assumes the locked state.
  • the locking pin is formed in one piece with the second housing part.
  • a direction of displacement of the first housing part relative to the second housing part can be parallel to a longitudinal axis of the metallized through-opening and/or parallel to a direction of insertion of the direct connector into the metallized through-opening.
  • the contact has a securing section which is arranged inside the housing and secures the contact against falling out of the housing.
  • the securing section can prevent the contact from falling out, in particular from being pulled out, from the housing as a result of the tensile forces on the conductor, thereby preventing the electrical connection from being separated.
  • the direct connector has a centering element that can interact with a corresponding centering element of the circuit board and secures the direct connector against twisting.
  • the centering element can be a centering opening or a centering pin.
  • the corresponding centering element of the circuit board can be a Centering pin or centering opening.
  • a centering opening will be provided on the circuit board.
  • the centering element can be arranged on an underside of the housing, in particular on an underside of the first housing part.
  • the centering element and the housing can be formed as one piece.
  • the centering element and the corresponding centering element of the circuit board can act as a positioning aid when the direct connector is attached to the circuit board and specifically to the metallized through-opening.
  • Fig. 1 shows a direct plug connector 1 with a housing 17, which has a first housing part 18 and a second housing part 19, in a view obliquely from below.
  • a contact 2 protrudes in sections from the first housing part 18 on an underside of the direct plug connector 1.
  • a first contact arm 3a and a second contact arm 3b of the contact 2 protrude in sections from the first housing part 18.
  • the first contact arm 3a is arranged opposite the second contact arm 3b.
  • the first contact arm 3a and the second contact arm 3b are intended to electrically connect the contact 2 to a metallized through-opening of a circuit board.
  • the two contact arms 3a, 3b lie in a common contact arm plane.
  • the housing 17 has on its underside, from which the first contact arm 3a and the second contact arm 3b protrude and which in Fig. 1 facing the viewer, has a fastening element 4.
  • the fastening element 4 is intended to fasten the direct connector 1 to the metallized through-opening.
  • the fastening element 4 can assume a fastening position or a release position. When the fastening element 4 is in the fastening position and pushed into the metallized through-opening, it holds the direct connector 1 to the metallized through-opening or to the circuit board. In the release position, it is possible to push the fastening element 4 into the metallized through-opening or to pull it out of the metallized through-opening.
  • Fig. 1 the mounting position is shown.
  • the fastening element 4 shown has a first locking arm 9a and a second locking arm 9b.
  • the first locking arm 9a has a first locking lug 10a and the second locking arm 9b has a second locking lug 10b.
  • the first locking arm 9a is arranged opposite the second locking arm 9b.
  • the two locking arms 9a, 9b with their locking lugs 10a, 10b are designed to lock into the metallized through-opening.
  • the two locking arms 9a, 9b are arranged in a locking arm plane.
  • Fig. 1 shows that the two contact arms 3a, 3b and the two locking arms 9a, 9b are intended to use the same metallized through-opening on the one hand for establishing an electrical connection and on the other hand for fastening the direct connector 1.
  • a locking pin 5 is arranged between the two contact arms 3a, 3b and the two locking arms 9a, 9b.
  • the locking pin 5 is intended to block the fastening element 4, so that the fastening element 4 and especially the Locking arms 9a, 9b are not accidentally moved from the fastening position to the release position.
  • Fig. 2 shows the direct connector 1 from below.
  • the two locking arms 9a, 9b lie in a locking arm plane 14 and the contact arms 3a, 3b lie in a contact arm plane 16, whereby the locking arms 9a, 9b and the contact arms 3a, 3b are arranged such that the locking arm plane 14 and the contact arm plane 16 are perpendicular to one another.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the direct connector 1, where the sectional plane III-III shows the contact arm plane 16 of Fig. 2
  • the direct connector 1 is inserted into a metallized through-opening 40 of a printed circuit board 50.
  • the two contact arms 3a, 3b rest against a wall of the metallized through-opening 40 and thereby establish the electrical connection to it.
  • Fig. 4 shows a sectional view of the direct connector 1, where the sectional plane IV-IV shows the locking arm plane 14 of Fig. 2
  • the two locking lugs 10a, 10b are arranged outside the metallized through-opening 40 and rest on an underside of the circuit board 50. The two locking lugs 10a, 10b thus engage behind the metallized through-opening 40 and thus prevent the direct connector 1 from being unintentionally pulled off the circuit board 50.
  • FIG. 4 shows Fig. 4 that the locking pin 5 is formed in one piece with the second housing part 19 and that the fastening element 4 is formed in one piece with the first housing part 18.
  • Fig. 4 shows a locked state of the locking pin 5.
  • the locking pin 5 is pushed between the first locking arm 9a and the second locking arm 9b and rests on both a rear side 11 of the first locking arm 9a and a rear side 12 of the second locking arm 9b.
  • This positive connection causes the fastening element 4 and the locking arms 9a, 9b to be blocked in the fastening position and prevents the locking arms 9a, 9b from being inadvertently moved into the release position and, as a result, the direct connector 1 from inadvertently detaching from the circuit board 50 and from the metallized through-opening 40.
  • the locking pin 5 In order to release the direct connector 1 from the metallized through hole 40 and thus from the circuit board 50, the locking pin 5 must be inserted into an unlocked position (not shown). State can be transferred. In the representation of the Fig. 4 For this purpose, the locking pin 5 must be moved together with the second housing component 19 relative to the locking arms 9a, 9b and the second housing part 18 upwards, away from the circuit board 50. In the unlocked state, the locking pin 5 is then at least no longer arranged between the two locking lugs 10a, 10b and a transfer of the locking arms 9a, 9b from the fastening position to the release position is possible. If the locking arms 9a, 9b are transferred to the release position, in Fig. 4 i.e.
  • the locking lugs 10a, 10b can move into the through-opening 40 and the direct plug connector 1 can be pulled out of the metallized through-opening 40.
  • a user pulls on the second housing part 19 in a direction 8 that points away from the circuit board. This causes the second housing part 19 to move relative to the first housing part 18 until both housing parts 18, 19 assume a first relative position. In the first relative position, the locking pin 5 is in the unlocked state and the direct plug connector 1 can be pulled out of the metallized through-opening 40.
  • the two locking arms 9a, 9b are pushed together with the two contact arms 3a, 3b into the metallized through-hole 40 until the two locking lugs 10a, 10b snap into place behind the metallized through-hole 40, as shown in Fig. 4 is shown.
  • a user then presses the second housing part 19 against the direction 8, whereby the second housing part 19 moves relative to the first housing part 18 and assumes a second relative position which is shown in Fig. 4 In the second relative position, the locking pin 5 is in the locked state, see Fig. 4 .
  • Fig. 5 shows the direct connector 1 from below, with the direct connector 1 connected to the circuit board 50.
  • the two contact arms 3a, 3b rest against the wall of the metallized through-opening 40 and thereby establish an electrical connection.
  • the two locking lugs 10a, 10b hold the direct connector 1 to the circuit board 50 via the same metallized through-opening 40.
  • the locking pin 5 is in the locked state and blocks the locking lugs 10a, 10b.
  • Fig. 6 shows the direct connector 1 in a view obliquely from above.
  • the direct connector 1 is attached to the circuit board 50 and establishes an electrical connection between a conductor 30, which is connected to the contact 2, and the metallized through-opening 40 of the circuit board 50.
  • Fig. 7 shows the direct connector 1 in an exploded view or exploded view.
  • Fig. 8 and 9 each show a view of the contact 2 from the front and from the back.
  • the contact 2 has a connection section 13.
  • the connection section 13 is designed to establish an electrical connection with the conductor 30 and to fasten the conductor 30 to the contact 2. To do this, the conductor 30 is placed in the connection section 13 of the contact 2 and by squeezing the connection section 13, a crimp connection or press-fit connection is established between the contact 2 and the conductor 30.
  • the connection section can be designed as desired within the scope of the invention, for example as an insulation displacement contact or as a soldering lug.
  • the contact 2 has a securing section 20, wherein an end 27 of the securing section 20 facing the connection section 13 is bent relative to the contact arm plane 16 in which the contact arms 3a, 3b and the remaining securing section 20 are located.
  • the securing section 20 is arranged within the housing 17 in the assembled state of the direct connector 1, see also Fig. 3 , and secures the contact 2 against falling out of the housing 17. If a conductor 30 is connected to the contact 2 with the connection section 13 and the conductor 30 is pulled, the bent ends 27 of the securing section 20 abut against a bead 28 of the second housing part 19, thereby preventing the contact 2 from being pulled out of the housing 17. In other words, a positive connection between the bead 28 and the end 27 prevents the contact 2 from falling out of the housing 17.
  • the contact 2 is formed in one piece from a piece of flat sheet metal material.
  • the sheet metal material is first punched out or lasered out in order to then form the connection section 13 and the end 27 of the securing section 20 by bending.
  • the contact 2 defines a gap 6, wherein the first contact arm 3a and the second contact arm 3b at least partially delimit the gap 6.
  • the locking pin 5 is arranged within the gap 6, see also Fig. 3 .
  • the locking pin 5 has a first groove 7a, within which the first contact arm 3a is partially arranged, and a second groove 7b, within which the second contact arm 3b is partially arranged, see also Fig. 1 . Because the two contact arms 3a, 3b are arranged opposite each other, the grooves 7a, 7b are also arranged opposite each other.
  • Fig. 10 and 11 each show an oblique view of the first housing part 18.
  • the first housing part 18 has a contact recess 24.
  • the contact recess 24 is provided so that when assembling the direct connector 1, the contact 2 can be inserted into the first housing part 18 in such a way that the two contact arms 3a, 3b partially protrude from the first housing part 18 and are arranged between the two locking arms 9a, 9b.
  • Fig. 12 and 13 each show a sectional view of the first housing part 18, wherein in Fig. 12 the section plane IV-IV the locking arm plane 14 Fig. 2 and in Fig. 13 the cutting plane III-III the contact arm plane 16 from Fig. 2 is.
  • Fig. 14 and 15 each show an oblique view of the second housing part 19 with the one-piece locking pin 5 and the two grooves 7a, 7b.
  • Fig. 16 and 17 each show a sectional view of the second housing part 19, in which Fig. 16 the section plane IV-IV the locking arm plane 14 Fig. 2 and in Fig. 17 the cutting plane III-III the contact arm plane 16 from Fig. 2 is.
  • Fig. 18 and 19 each show a different perspective of the sectional views of the second housing part 19 from Fig. 16 and 17 .
  • Fig. 20 shows an oblique view of the second housing part 19 from Fig. 14 from a different perspective.
  • the second housing part 19 has an upper locking opening 25a and a lower locking opening 25b.
  • a locking lug 26 of the first housing part 18 can engage in these locking openings 25a, 25b, see also Fig. 11 . If the first housing part 18 and the second housing part 19 have the first relative position, then the locking lug 26 is arranged within the lower locking opening 25b. If the first housing part 18 and the second housing part 19 have the second relative position, then the locking lug 26 is arranged within the upper locking opening 25a.
  • the first relative position and the second relative position of the two housing parts 18, 19 and thus also the unlocked state and the locked state of the locking pin 5 are determined by the locking lug 26 and the locking openings 25a, 25b. If a user transfers the two housing parts 18, 19 between the two relative positions by pressing or pulling on the second housing part 19, the user feels that the first relative position or the second relative position has now been reached when the locking lug 26 engages in one of the two locking openings 25a, 25b.
  • Fig. 21 shows a sectional view of the direct connector 1, with the corresponding cutting plane in Fig. 2 with the reference symbol XXI-XXI.
  • the first housing part 18 has a centering element 21 in the form of a centering pin, which is received in a corresponding centering element 22 in the form of a centering opening in the circuit board.
  • the centering element 21 is provided to correctly position the direct connector 1 when it is attached to the circuit board 50 and to prevent the direct connector 1 from twisting when it is attached to the circuit board 50.
  • Fig. 22 shows a sectional view of a direct connector 1'.
  • the direct connector 1' is an alternative embodiment of the direct connector 1 from the Figures 1-21 , whereby for better understanding identical and functionally equivalent elements are given the same reference numerals and in this respect reference is made to the above explanations regarding the embodiment of the Fig. 1 to Fig. 21 can be referred to, so that essentially only the existing differences will be discussed below.
  • the locking pin 5 and the two contact arms 3a, 3b each have a run-on bevel 23. When the two housing parts 18, 19 are transferred from the first relative position to the second relative position, the run-on bevels 23 touch each other and interact in such a way that the contact arms 3a, 3b are pressed outwards.
  • the contact arms 3a, 3b are inserted into the metallized through-opening 40 and the two housing parts 18, 19 assume the second relative position, as shown in Fig. 22 As shown, the contact arms 3a, 3b are pre-tensioned or pressed against a wall of the metallized through-opening 40. This results in greater stability of the electrical connection between the contact arms 3a, 3b and the metallized through-opening 40. This can be of great advantage, for example, in mobile applications in which the direct connector 1' and the circuit board 50 are exposed to vibrations.
  • the invention provides a direct connector which has a compact design, is cost-effective to manufacture and increases the stability and reliability of an electrical connection.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Direktsteckverbinder für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter und einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte, mit einem Kontakt mit wenigstens einem ersten Kontaktarm, wobei der erste Kontaktarm zur elektrischen Verbindung des Leiters mit der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet ist und mit einem Befestigungselement, das eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen kann.
  • Die DE 10 2013 214 232 A1 offenbart eine Steckvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Einsteckelementen und einem Klemmstift, der relativ zu den Einsteckelementen bewegbar ist.
  • Die DE 10 2016 111 926 A1 offenbart einen Steckkontakt mit einem Kragarm.
  • Die DE 10 2015 119 484 A1 offenbart einen L-förmig abgebogenen Steckkontakt.
  • Aus der DE 20 2015 009 518 U1 ist eine Verbindungseinrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung bekannt, bei der ein Stecker in eine metallisierte Durchgangsöffnung einer Leiterplatte eingesteckt wird.
  • Aus der DE 20 2009 006 254 U1 ist ein Verbindungselement für elektrische Leiter mit einer Leiterplatte bekannt, bei der mehrere Kontakte ringförmig angeordnet sind und in eine metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben werden. Ein Haltestift wird dann in den Innenraum, den die ringförmig angeordneten Kontakte bilden, eingeschoben, um die Kontakte radial nach außen gegen die metallisierte Durchgangsöffnung zu drücken.
  • Aus der DE 20 2018 100 416 U1 ist ein Steckverbinder mit verriegelnder Sicherungshaube bekannt. Direktsteckverbinder werden in metallisierte Durchgangsöffnungen einer Leiterplatte eingesteckt. Eine separate Durchgangsöffnung ist für das Aufnehmen eines Verriegelungsstifts mit Rastnasen vorgesehen. DE 20 2018 100416 U1 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anpruchs 1.
  • Aus der EP 0 955 796 A2 ist ein Steckverbinder für eine metallisierte Durchgangsöffnung einer Leiterplatte bekannt. Der Steckverbinder weist eine Kontaktzunge auf, die in eine metallisierte Durchgangsöffnung eingesteckt wird. In die metallisierte Durchgangsöffnung wird dann zusätzlich noch ein Raststift eingesteckt, der den Kontakt gegen die Wand der metallisierten Durchgangsöffnung drückt.
  • Aus der DE 10 2015 119 484 A1 ist ein Steckkontakt bekannt, wobei der Steckkontakt zwei Kontaktarme aufweist, die zwischen sich einen Hohlraum definieren. Die Kontaktarme sind zum Einstecken in eine metallisierte Durchgangsöffnung vorgesehen.
  • Aus der EP 3 392 971 A1 ist ein Verbindungsstecker für metallisierte Durchgangsöffnungen in Leiterplatten bekannt. Der Verbindungsstecker weist zwei Kontaktarme auf, die einen Zwischenraum zwischen sich definieren. Die Kontaktarme sind in einer geschlitzten Hülse geführt, die eine zylindrische Außenwand aufweist und die für das Einschieben in eine metallisierte Durchgangsöffnung vorgesehen ist.
  • Bekannt sind SKEDD-Kontakte (SKEDD ist eine Marke, EU010723948), die eine vibrationssichere Verbindung und ein reversibles Stecken in ein metallisiertes Bohrloch einer Leiterplatte ermöglichen. Ein SKEDD-Kontakt wird durch Stanzen und anschließendes Biegen hergestellt, wobei der SKEDD-Kontakt aus einem Stück Material hergestellt wird und zwei unterschiedliche Materialstärken aufweist.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe die Bereitstellung eines Direktsteckverbinders zugrunde, der eine kompakte Bauweise aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und die Stabilität einer mechanischen und elektrischen Verbindung erhöht.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Bereitstellung eines Direktsteckverbinders mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der erfindungsgemäße Direktsteckverbinder für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter und einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte weist ein Befestigungselement und einen Kontakt mit wenigstens einem ersten Kontaktarm auf. Der erste Kontaktarm ist zur elektrischen Verbindung des Leiters mit der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet. Das Befestigungselement kann eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen, wobei das Befestigungselement in der Befestigungsposition zur Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
  • Durch die Verwendung der metallisierten Durchgangsöffnung sowohl für die Befestigung des Direktsteckverbinders als auch für die Herstellung der elektrischen Verbindung wird eine kompakte Bauweise des Direktsteckverbinders erreicht. Die kompakte Bauweise erlaubt es, die Materialkosten des Direktsteckverbinders gering zu halten, wodurch der Direktsteckverbinder kostengünstig in der Herstellung ist. Außerdem treten, falls ungewollte Kräfte auf einen Direktsteckverbinder einwirken, infolge der Anordnung des Kontakts und des Befestigungselements keine oder nur minimale Hebelmomente auf, wodurch eine höhere Stabilität einer elektrischen Verbindung des Direktsteckverbinders erreicht wird.
  • Der Leiter kann eine Kabellitze eines Kabels oder ein Draht sein.
  • Der Kontakt kann einen Anschlussabschnitt aufweisen. Der Anschlussabschnitt kann dazu ausgebildet sein, eine lösbare elektrische Verbindung oder eine unlösbare elektrische Verbindung mit dem Leiter herzustellen, insbesondere kann die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Leiter eine Lötverbindung, eine Pressverbindung, eine Quetschverbindung, eine IDC-Verbindung, eine Klemmverbindung, eine Steckzungenverbindung, eine Verbindung durch Crimpen oder eine Schweißverbindung sein. Der erste Kontaktarm kann dazu ausgebildet sein, eine lösbare elektrische Verbindung mit der metallisierten Durchgangsöffnung herzustellen. Insbesondere kann die lösbare elektrische Verbindung eine Steckverbindung sein. Der erste Kontaktarm kann dazu ausgebildet sein, in die metallisierte Durchgangsöffnung, insbesondere mehrfach, eingeschoben oder eingesteckt zu werden und, insbesondere mehrfach, aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen zu werden. Insbesondere kann der erste Kontaktarm federnd ausgebildet sein, so dass nach dem Einstecken in die metallisierte Durchgangsöffnung eine sichere elektrische Verbindung hergestellt ist. Mit anderen Worten kann der erste Kontaktarm während des Einsteckens in die metallisierte Durchgangsöffnung elastisch verformt werden, wodurch der erste Kontaktarm vorgespannt wird. Die Vorspannung kann den ersten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung drücken. Der erste Kontaktarm und/oder der Kontakt kann an seinen Kanten, insbesondere an seinen Außenkanten, eine Fase oder eine Abrundung aufweisen. Der Kontakt ist aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt oder zumindest elektrisch leitfähig beschichtet.
  • Das Befestigungselement ist dazu ausgebildet, in der Befestigungsposition an der metallisierten Durchgangsöffnung anzugreifen bzw. in die metallisierte Durchgangsöffnung einzugreifen und ist dazu ausgebildet, in der Freigabeposition in die metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben oder eingesetzt zu werden oder aus der metallisierten Durchgangsöffnung gezogen oder entnommen zu werden. Das Befestigungselement kann ein flexibles Element sein, insbesondere kann das Befestigungselement von der Befestigungsposition durch Ausübung einer Kraft auf das Befestigungselement in die Freigabeposition übergeführt werden, beispielsweise durch Biegen oder Verbiegen des Befestigungselements. In der Freigabeposition kann das Befestigungselement vorgespannt sein, wobei die Vorspannung ein selbständiges Überführen des Befestigungselements von der Freigabeposition in die Befestigungsposition bewirkt, beispielsweise durch ein Zurückfedern des Befestigungselements in die Befestigungsposition. Das Befestigungselement ist ein von dem Kontakt getrenntes Element. Das Befestigungselement kann beispielsweise Teil des Gehäuses sein. Das Befestigungselement ist aus elektrisch isolierendem Material hergestellt oder zumindest mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet.
  • Wenn das Befestigungselement in die metallisierte Durchgangsöffnung eingesetzt wurde, kann das Befestigungselement in der Befestigungsposition eine formschlüssige Verbindung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung mit der metallisierten Durchgangsöffnung bewirken.
  • Der Direktsteckverbinder weist einen Verriegelungsstift auf, de in einem verriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements von der Befestigungsposition in die Freigabeposition durch einen Formschluss mit dem Befestigungselement verhindert und in einem entriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ermöglicht. Vorteilhafterweise wird durch den Verriegelungsstift eine stabilere mechanische Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung erreicht, insbesondere wird durch den Verriegelungsstift ein ungewolltes Lösen der Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung verhindert. Beispielsweise kann der Verriegelungsstift mehrfach zwischen dem entriegelten Zustand und dem verriegelten Zustand überführt werden. Im verriegelten Zustand kann der Verriegelungsstift in das Befestigungselement eingesetzt oder von dem Befestigungselement aufgenommen sein. Der Verriegelungsstift kann auch dazu ausgebildet sein, das Befestigungselement nicht nur in der Befestigungsposition zu blockieren sondern auch gegen die metallisierte Durchgangsöffnung zu drücken.
  • Der Kontakt definiert einen Zwischenraum zum wenigsten abschnittsweisen Aufnehmen des Verriegelungsstifts, wobei der erste Kontaktarm den Zwischenraum zumindest teilweise begrenzt, und wobei der Verriegelungsstift wenigstens in der Befestigungsposition innerhalb des Zwischenraums angeordnet ist. Vorteilhaft wird durch diese Anordnung von Verriegelungsstift und Kontakt eine kompakte Bauweise erreicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Kontakt einen zweiten Kontaktarm auf, der dem ersten Kontaktarm gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der erste Kontaktarm und der zweite Kontaktarm den Zwischenraum zumindest teilweise begrenzen. Durch die Verwendung eines zweiten Kontaktarms wird die Stabilität einer elektrischen Verbindung eines Direktsteckverbinders erhöht. Der zweite Kontaktarm kann die gleichen Eigenschaften oder die gleiche Ausbildung wie der erste Kontaktarm aufweisen.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift wenigstens eine erste Nut auf, innerhalb welcher der erste Kontaktarm im verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts wenigstens abschnittsweise angeordnet ist. Beispielsweise ist der erste Kontaktarm teilweise innerhalb der ersten Nut angeordnet. In der Freigabeposition kann der ersten Kontaktarm ebenfalls abschnittsweise innerhalb der ersten Nut angeordnet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift eine zweite Nut auf, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm im verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts wenigstens abschnittsweise angeordnet ist, wobei die zweite Nut der ersten Nut gegenüberliegend angeordnet ist. Beispielsweise ist der zweite Kontaktarm teilweise innerhalb der zweiten Nut angeordnet. In der Freigabeposition kann der zweite Kontaktarm ebenfalls abschnittsweise innerhalb der zweiten Nut angeordnet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Verriegelungsstift und/oder der erste Kontaktarm wenigstens eine Anlaufschräge auf, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift den ersten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung drückt oder vorspannt. Beispielsweise kann die Anlaufschräge dazu ausgebildet sein, dass der Verriegelungsstift den ersten Kontaktarm mit einer Kraft in Richtung der metallisierten Durchgangsöffnung beaufschlagt. Der Verriegelungsstift und/oder der zweite Kontaktarm kann eine weitere Anlaufschräge aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift den zweiten Kontaktarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannt.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Befestigungselement wenigstens einen ersten Rastarm mit einer ersten Rastnase auf. Vorzugsweise rastet zur Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung die erste Rastnase an der metallisierten Durchgangsöffnung ein beziehungsweise an einem Ende der Durchgangsöffnung, an dem die Durchgangsöffnung in eine Unterseite der Leiterplatte übergeht. Der erste Rastarm kann dazu ausgebildet sein, in die metallisierte Durchgangsöffnung, insbesondere mehrfach, eingeschoben oder eingesteckt zu werden und, insbesondere mehrfach, aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen zu werden. Beispielsweise kann sich der erste Rastarm elastisch verformen, wobei der erste Rastarm in der Befestigungsposition nicht verformt ist und in der Freigabeposition verformt ist. Beispielsweise weist die erste Rastnase eine erste Schräge und/oder eine zweite Schräge auf. Die erste Schräge kann dazu ausgebildet sein, dass das Befestigungselement von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt wird, insbesondere den ersten Rastarm zu verformen und auszulenken, wenn das Befestigungselement in die metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben wird und/oder die zweite Schräge kann dazu ausgebildet sein, dass das Befestigungselement von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt wird, insbesondere den ersten Rastarm zu verformen und auszulenken, wenn das Befestigungselement aus der metallisierten Durchgangsöffnung herausgezogen wird. Die zweite Schräge kann eine größere Steigung aufweisen als die erste Schräge, so dass für das Herausziehen des Befestigungselements aus der metallisierten Durchgangsöffnung eine größere Kraft erforderlich ist, als für das Einschieben des Befestigungselements in die metallisierte Durchgangsöffnung.
  • In Weiterbildung der Erfindung liegt der Verriegelungsstift in dem verriegelten Zustand an einer Rückseite des ersten Rastarms an, die der ersten Rastnase abgewandt ist. Beispielsweise besteht in dem verriegelten Zustand ein Formschluss zwischen dem Verriegelungsstift und dem ersten Rastarm, der ein Überführen, insbesondere ein Verformen, des ersten Rastarms von der Befestigungsposition in die Freigabeposition verhindert. Die Rückseite des ersten Rastarms und/oder der Verriegelungsstift kann mit einer Anlaufschräge versehen sein. Der Verriegelungsstift kann in dem verriegelten Zustand den ersten Rastarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannen oder drücken.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Befestigungselement einen zweiten Rastarm mit einer zweiten Rastnase auf, wobei der zweite Rastarm dem ersten Rastarm gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die Verwendung eines zweiten Rastarms wird die Stabilität einer Befestigung des Direktsteckverbinders an der metallisierten Durchgangsöffnung erhöht. Der zweite Rastarm kann die gleichen Eigenschaften oder Ausbildungen des ersten Rastarms aufweisen. Die Rückseite des zweiten Rastarms und/oder der Verriegelungsstift kann mit einer Anlaufschräge versehen sein. Der Verriegelungsstift kann in dem verriegelten Zustand den zweiten Rastarm gegen die metallisierte Durchgangsöffnung vorspannen oder drücken.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Verriegelungsstift dazu ausgebildet, zwischen den ersten Rastarm und den zweiten Rastarm geschoben zu werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung liegt der erste Rastarm und der zweite Rastarm in einer Rastarmebene, der erste Kontaktarm und der zweite Kontaktarm liegen in einer Kontaktarmebene und die Rastarmebene und die Kontaktarmebene stehen senkrecht aufeinander.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Direktsteckverbinder ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse das Befestigungselement aufweist. Beispielsweise kann das Befestigungselement an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sein. Vorzugsweise sind das Befestigungselement und das Gehäuse einteilig ausgebildet. Beispielsweise kann das Befestigungselement und/oder das Gehäuse aus Kunststoff sein. Innerhalb des Gehäuses kann der Kontakt berührungssicher und elektrisch isoliert gegenüber der Umgebung angeordnet sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf, wobei das erste Gehäuseteil das Befestigungselement aufweist und wobei das zweite Gehäuseteil den Verriegelungsstift aufweist, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil relativ zueinander verschiebbar sind, wobei in einer ersten Relativposition von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil der Verriegelungsstift den entriegelten Zustand einnimmt und wobei in einer zweiten Relativposition von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil der Verriegelungsstift den verriegelten Zustand einnimmt. Vorzugsweise ist der Verriegelungsstift mit dem zweiten Gehäuseteil einteilig ausgebildet. Eine Verschiebungsrichtung des ersten Gehäuseteils relativ zum zweiten Gehäuseteil kann parallel zu einer Längsachse der metallisierten Durchgangsöffnung sein und/oder parallel zu einer Einsteckrichtung des Direktsteckverbinders in die metallisierte Durchgangsöffnung.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Kontakt einen Sicherungsabschnitt auf, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und den Kontakt gegen Herausfallen aus dem Gehäuse sichert. Wenn der Direktsteckverbinder eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und der metallisierten Durchgangsöffnung hergestellt hat, das Befestigungselement sich in der Befestigungsposition befindet und Zugkräfte auf den Leiter einwirken, kann der Sicherungsabschnitt ein Herausfallen, insbesondere ein Herausziehen, des Kontakts aus dem Gehäuse infolge der Zugkräfte auf den Leiter verhindern, wodurch ein Trennen der elektrischen Verbindung verhindert wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist der Direktsteckverbinder ein Zentrierelement auf, das mit einem korrespondierenden Zentrierelement der Leiterplatte zusammenwirken kann und den Direktsteckverbinder gegen Verdrehen sichert. Das Zentrierelement kann eine Zentrieröffnung oder ein Zentrierstift sein. Das korrespondierende Zentrierelement der Leiterplatte kann ein Zentrierstift oder Zentrieröffnung sein. In der Regel wird an der Leiterplatte eine Zentrieröffnung vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Zentrierelement an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sein, insbesondere an einer Unterseite des ersten Gehäuseteils. Beispielsweise können das Zentrierelement und das Gehäuse einteilig ausgebildet sein. Beispielsweise können das Zentrierelement und das korrespondierende Zentrierelement der Leiterplatte als Positionierungshilfe wirken, wenn der Direktsteckverbinder an der Leiterplatte und speziell an der metallisierten Durchgangsöffnung befestigt wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, dargestellten Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Direktsteckverbinders von schräg unten,
    Fig. 2
    eine Ansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von unten,
    Fig. 3
    eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 auf eine Schnittebene III-III, wobei der Direktsteckverbinder an einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte befestigt ist,
    Fig. 4
    eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 auf eine Schnittebene IV-IV, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung befestigt ist,
    Fig. 5
    eine Ansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von schräg unten, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung der Leiterplatte befestigt ist,
    Fig. 6
    eine Ansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von schräg oben, wobei der Direktsteckverbinder an der metallisierten Durchgangsöffnung der Leiterplatte befestigt ist,
    Fig. 7
    eine Explosionsdarstellung oder auseinandergezogene Darstellung des Direktsteckverbinders der Fig. 1 mit Leiterplatte,
    Fig. 8
    eine Ansicht eines Kontakts des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von schräg vorne,
    Fig. 9
    eine Ansicht des Kontakts der Fig. 8 von schräg hinten,
    Fig. 10
    eine Ansicht eines ersten Gehäuseteils des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von schräg unten,
    Fig. 11
    eine Ansicht des ersten Gehäuseteils der Fig. 10 von schräg oben,
    Fig. 12
    eine erste Schnittansicht des ersten Gehäuseteils der Fig. 10,
    Fig. 13
    eine zweite Schnittansicht des ersten Gehäuseteils der Fig. 10,
    Fig. 14
    eine Ansicht eines zweiten Gehäuseteils des Direktsteckverbinders der Fig. 1 von schräg unten,
    Fig. 15
    eine Ansicht des zweiten Gehäuseteils der Fig. 14 schräg von der Seite,
    Fig. 16
    eine erste Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils der Fig. 14,
    Fig. 17
    eine zweite Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils der Fig. 14,
    Fig. 18
    das gemäß Fig. 16 geschnittene zweite Gehäuseteil von schräg oben,
    Fig. 19
    das gemäß Fig. 17 geschnittene zweite Gehäuseteil schräg von der Seite,
    Fig. 20
    eine Ansicht des zweiten Gehäuseteils der Fig. 14 schräg von der Seite,
    Fig. 21
    eine Ansicht des Direktsteckverbinders der Fig. 1 auf eine Schnittebene XXI-XXI, und
    Fig. 22
    eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Direktsteckverbinders von schräg oben, der an einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte befestigt ist.
  • Fig. 1 zeigt in einer Ansicht von schräg unten einen Direktsteckverbinder 1 mit einem Gehäuse 17, das ein erstes Gehäuseteil 18 und ein zweites Gehäuseteil 19 aufweist. Abschnittsweise ragt ein Kontakt 2 aus dem ersten Gehäuseteil 18 an einer Unterseite des Direktsteckverbinders 1 heraus. Aus dem ersten Gehäuseteil 18 ragen abschnittsweise ein erster Kontaktarm 3a und ein zweiter Kontaktarm 3b des Kontakts 2 heraus. Der erste Kontaktarm 3a ist bezogen auf den zweiten Kontaktarm 3b gegenüberliegend angeordnet. Der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b sind dafür vorgesehen, den Kontakt 2 mit einer metallisierten Durchgangsöffnung einer Leiterplatte elektrisch zu verbinden. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen in einer gemeinsamen Kontaktarmebene.
  • Das Gehäuse 17 weist an seiner Unterseite, an welcher der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b herausragen und die in Fig. 1 dem Betrachter zugewandt ist, ein Befestigungselement 4 auf. Das Befestigungselement 4 ist dazu vorgesehen, den Direktsteckverbinder 1 an der metallisierten Durchgangsöffnung zu befestigen. Hierzu kann das Befestigungselement 4 eine Befestigungsposition oder eine Freigabeposition einnehmen. Das Befestigungselement 4 hält dann, wenn es sich in der Befestigungsposition befindet und in der metallisierten Durchgangsöffnung eingeschoben ist, den Direktsteckverbinder 1 an der metallisierten Durchgangsöffnung beziehungsweise an der Leiterplatte. In der Freigabeposition ist es möglich, das Befestigungselement 4 in die metallisierte Durchgangsöffnung zu schieben oder aus der metallisierten Durchgangsöffnung zu ziehen. In Fig. 1 ist die Befestigungsposition gezeigt.
  • Das in Fig. 1 gezeigte Befestigungselement 4 weist einen ersten Rastarm 9a und einen zweiten Rastarm 9b auf. Der erste Rastarm 9a weist eine erste Rastnase 10a und der zweite Rastarm 9b weist eine zweite Rastnase 10b auf. Der erste Rastarm 9a ist bezogen auf den zweiten Rastarm 9b gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Rastarme 9a, 9b mit ihren Rastnasen 10a, 10b sind dazu ausgebildet, in die metallisierte Durchgangsöffnung einzurasten. Die beiden Rastarme 9a, 9b sind in einer Rastarmebene angeordnet.
  • Fig. 1 zeigt, dass die beiden Kontaktarme 3a, 3b und die beiden Rastarme 9a, 9b dazu vorgesehen sind, dieselbe metallisierte Durchgangsöffnung einerseits für die Herstellung einer elektrischen Verbindung und andererseits für die Befestigung des Direktsteckverbinders 1 zu nutzen.
  • Weiter zeigt Fig. 1, dass zwischen den beiden Kontaktarmen 3a, 3b und den beiden Rastarmen 9a, 9b ein Verriegelungsstift 5 angeordnet ist. Der Verriegelungsstift 5 ist dazu vorgesehen das Befestigungselement 4 zu blockieren, so dass das Befestigungselement 4 und speziell die Rastarme 9a, 9b nicht ungewollt von der Befestigungsposition in die Freigabeposition überführt werden.
  • Fig. 2 zeigt den Direktsteckverbinder 1 von unten. Die beiden Rastarme 9a, 9b liegen in einer Rastarmebene 14 und die Kontaktarme 3a, 3b liegen in einer Kontaktarmebene 16, wobei die Rastarme 9a, 9b und die Kontaktarme 3a, 3b derart angeordnet sind, dass die Rastarmebene 14 und die Kontaktarmebene 16 senkrecht aufeinander stehen.
  • Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus Fig. 2 ist. Der Direktsteckverbinder 1 ist in eine metallisierte Durchgangsöffnung 40 einer Leiterplatte 50 eingesteckt. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen an einer Wandung der metallisierten Durchgangsöffnung 40 an und stellen dadurch die elektrische Verbindung zu dieser her.
  • Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus Fig. 2 ist. Die beiden Rastnasen 10a, 10b sind außerhalb der metallisierten Durchgangsöffnung 40 angeordnet und liegen auf einer Unterseite der Leiterplatte 50 auf. Die beiden Rastnasen 10a, 10b hintergreifen also die metallisierte Durchgangsöffnung 40 und verhindern so, dass der Direktsteckverbinder 1 ungewollt von der Leiterplatte 50 abgezogen wird.
  • Weiter zeigt Fig. 4, dass der Verriegelungsstift 5 einteilig mit dem zweiten Gehäuseteil 19 ausgebildet ist und dass das Befestigungselement 4 einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 18 ausgebildet ist.
  • Fig. 4 zeigt einen verriegelten Zustand des Verriegelungsstifts 5. Der Verriegelungsstift 5 ist zwischen dem ersten Rastarm 9a und dem zweiten Rastarm 9b geschoben und liegt sowohl an einer Rückseite 11 des ersten Rastarms 9a, als auch an einer Rückseite 12 des zweiten Rastarms 9b an. Dadurch wird in einer Richtung parallel zur Leiterplatte 50 ein Formschluss zwischen dem Verriegelungsstift 5 und den beiden Rastarmen 9a, 9b erreicht. Dieser Formschluss bewirkt, dass das Befestigungselement 4 und die Rastarme 9a, 9b in der Befestigungsposition blockiert werden und verhindert, dass die Rastarme 9a, 9b ungewollt in die Freigabeposition überführt werden und infolge dessen der Direktsteckverbinder 1 sich ungewollt von der Leiterplatte 50 und aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 löst.
  • Um den Direktsteckverbinder 1 aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 und somit von der Leiterplatte 50 zu lösen, muss der Verriegelungsstift 5 in einen nicht dargestellten entriegelten Zustand überführt werden. In der Darstellung der Fig. 4 muss der Verriegelungsstift 5 hierzu zusammen mit dem zweiten Gehäusebauteil 19 relativ zu den Rastarmen 9a, 9b und dem zweiten Gehäuseteil 18 nach oben, von der Leiterplatte 50 weg, bewegt werden. In dem entriegelten Zustand ist der Verriegelungsstift 5 dann zumindest nicht mehr zwischen den beiden Rastnasen 10a, 10b angeordnet und ein Überführen der Rastarme 9a, 9b von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ist möglich. Sind die Rastarme 9a, 9b in die Freigabeposition überführt, in Fig. 4 also nach innen ausgelenkt, können sich die Rastnasen 10a, 10b in die Durchgangsöffnung 40 hineinbewegen und der Direktsteckverbinder 1 kann aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 gezogen werden. Um den Verriegelungsstift 5 in den entriegelten Zustand überzuführen, zieht ein Benutzer an dem zweiten Gehäuseteil 19 in eine Richtung 8, die von der Leiterplatine weg zeigt. Dadurch verschiebt sich das zweite Gehäuseteil 19 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 18, bis beide Gehäuseteile 18, 19 eine erste Relativposition einnehmen. In der ersten Relativposition weist der Verriegelungsstift 5 den entriegelten Zustand auf und der Direktsteckverbinder 1 kann aus der metallisierten Durchgangsöffnung 40 gezogen werden. Um den Direktsteckverbinder 1 wieder an der metallisierten Durchgangsöffnung 40 zu befestigen, werden die beiden Rastarme 9a, 9b zusammen mit den beiden Kontaktarmen 3a, 3b in die metallisierte Durchgangsöffnung 40 geschoben, bis die beiden Rastnasen 10a, 10b hinter die metallisierte Durchgangsöffnung 40 einrasten, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Anschließend drückt ein Benutzer das zweite Gehäuseteil 19 entgegen der Richtung 8, wodurch sich das zweite Gehäuseteil 19 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 18 verschiebt und eine zweite Relativposition einnimmt, die in Fig. 4 dargestellt ist. In der zweiten Relativposition befindet sich der Verriegelungsstift 5 in dem verriegelten Zustand, siehe Fig. 4.
  • Fig. 5 zeigt den Direktsteckverbinder 1 von unten, wobei der Direktsteckverbinder 1 mit der Leiterplatte 50 verbunden ist. Die beiden Kontaktarme 3a, 3b liegen an der Wand der metallisierten Durchgangsöffnung 40 an und stellen dadurch eine elektrische Verbindung her. Die beiden Rastnasen 10a, 10b halten über dieselbe metallisierte Durchgangsöffnung 40 den Direktsteckverbinder 1 an der Leiterplatte 50. Der Verriegelungsstift 5 befindet sich in dem verriegelten Zustand und blockiert die Rastnasen 10a, 10b.
  • Fig. 6 zeigt den Direktsteckverbinder 1 in einer Ansicht von schräg oben. Der Direktsteckverbinder 1 ist an der Leiterplatte 50 befestigt und stellt eine elektrische Verbindung zwischen einem Leiter 30, der mit den Kontakt 2 verbunden ist, und der metallisierten Durchgangsöffnung 40 der Leiterplatte 50 her.
  • Fig. 7 zeigt den Direktsteckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung oder auseinandergezogenen Darstellung.
  • Fig. 8 und 9 zeigen jeweils eine Ansicht des Kontakts 2 von schräg vorne beziehungsweise schräg hinten. Der Kontakt 2 weist einen Anschlussabschnitt 13 auf. Der Anschlussabschnitt 13 ist dazu ausgebildet, eine elektrische Verbindung mit dem Leiter 30 herzustellen und den Leiter 30 an dem Kontakt 2 zu befestigen. Hierzu wird der Leiter 30 in den Anschlussabschnitt 13 des Kontakts 2 gelegt und durch quetschen des Anschlussabschnitts 13 wird eine Quetschverbindung oder Einpressverbindung zwischen dem Kontakt 2 und dem Leiter 30 hergestellt. Der Anschlussabschnitt kann im Rahmen der Erfindung beliebig ausgebildet sein, beispielsweise auch als Schneidklemmkontakt oder als Lötfahne.
  • Weiter weist der Kontakt 2 einen Sicherungsabschnitt 20 auf, wobei ein dem Anschlussabschnitt 13 zugewandtes Ende 27 des Sicherungsabschnitts 20 gegenüber der Kontaktarmebene 16, in der die Kontaktarme 3a, 3b und der übrige Sicherungsabschnitt 20 liegen, abgebogen ist. Der Sicherungsabschnitt 20 ist im zusammengebauten Zustand des Direktsteckverbinders 1 innerhalb des Gehäuses 17 angeordnet, siehe auch Fig. 3, und sichert den Kontakt 2 gegen Herausfallen aus dem Gehäuse 17. Wenn ein Leiter 30 mit dem Kontakt 2 mit dem Anschlussabschnitt 13 verbunden ist und es wird am Leiter 30 gezogen, dann stoßen die abgebogenen Enden 27 des Sicherungsabschnitts 20 gegen einen Wulst 28 des zweiten Gehäuseteils 19, wodurch verhindert wird, dass der Kontakt 2 aus dem Gehäuse 17 gezogen wird. Mit anderen Worten verhindert ein Formschluss zwischen dem Wulst 28 und dem Ende 27 ein Herausfallen des Kontakts 2 aus dem Gehäuse 17.
  • Der Kontakt 2 ist einstückig aus einem Stück flächigen Blechmaterials ausgebildet. Das Blechmaterial wird zunächst ausgestanzt oder ausgelasert, um anschließend durch Biegen den Anschlussabschnitt 13 und das Ende 27 des Sicherungsabschnitts 20 auszubilden.
  • Weiter ist in Fig. 8 und 9 gezeigt, dass der Kontakt 2 einen Zwischenraum 6 definiert, wobei der erste Kontaktarm 3a und der zweite Kontaktarm 3b den Zwischenraum 6 zumindest teilsweise begrenzen. In der Befestigungsposition des Verriegelungsstifts 5 ist innerhalb des Zwischenraums 6 der Verriegelungsstift 5 angeordnet, siehe auch Fig. 3. Hierzu weist der Verriegelungsstift 5 eine erste Nut 7a, innerhalb welcher der erste Kontaktarm 3a teilweise angeordnet ist, und eine zweite Nut 7b auf, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm 3b teilweise angeordnet ist, siehe auch Fig. 1. Weil die beiden Kontaktarme 3a, 3b einander gegenüberliegend angeordnet sind, sind die Nuten 7a, 7b ebenfalls gegenüberliegend angeordnet.
  • Fig. 10 und 11 zeigen jeweils eine Schrägansicht des ersten Gehäuseteils 18. Das erste Gehäuseteil 18 weist eine Kontaktausnehmung 24 auf. Die Kontaktausnehmung 24 ist dazu vorgesehen, dass bei der Montage des Direktsteckverbinders 1 der Kontakt 2 in das erste Gehäuseteil 18 derart eingesetzt werden kann, dass die beiden Kontaktarme 3a, 3b teilweise aus dem ersten Gehäuseteil 18 ragen und zwischen den beiden Rastarmen 9a, 9b angeordnet sind.
  • Fig. 12 und 13 zeigen jeweils eine Schnittansicht des ersten Gehäuseteils 18, wobei in Fig. 12 die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus Fig. 2 und in Fig. 13 die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus Fig. 2 ist.
  • Fig. 14 und 15 zeigen jeweils eine Schrägansicht des zweiten Gehäuseteils 19 mit dem einteilig ausgebildeten Verriegelungsstift 5 und den beiden Nuten 7a, 7b.
  • Fig. 16 und 17 zeigen jeweils eine Schnittansicht des zweiten Gehäuseteils 19, wobei in Fig. 16 die Schnittebene IV-IV die Rastarmebene 14 aus Fig. 2 und in Fig. 17 die Schnittebene III-III die Kontaktarmebene 16 aus Fig. 2 ist.
  • Fig. 18 und 19 zeigen jeweils eine andere Perspektive der Schnittansichten des zweiten Gehäuseteils 19 aus Fig. 16 und 17.
  • Fig. 20 zeigt eine Schrägansicht des zweiten Gehäuseteils 19 aus Fig. 14 aus einer anderen Perspektive. Das zweite Gehäuseteil 19 weist eine obere Rastöffnung 25a und eine untere Rastöffnung 25b auf. In diese Rastöffnungen 25a, 25b kann eine Rastnase 26 des ersten Gehäuseteils 18 eingreifen, siehe auch Fig. 11. Wenn das erste Gehäuseteil 18 und das zweite Gehäuseteil 19 die erste Relativposition aufweisen, dann ist die Rastnase 26 innerhalb der unteren Rastöffnung 25b angeordnet. Wenn das erste Gehäuseteil 18 und das zweite Gehäuseteil 19 die zweite Relativposition aufweisen, dann ist die Rastnase 26 innerhalb der oberen Rastöffnung 25a angeordnet. Daher werden durch die Rastnase 26 und die Rastöffnungen 25a, 25b die erste Relativposition und die zweite Relativposition der beiden Gehäuseteile 18, 19 und damit auch der entriegelte Zustand und der verriegelte Zustand des Verriegelungsstifts 5 festgelegt. Wenn ein Benutzer die beiden Gehäuseteile 18, 19 zwischen den beiden Relativpositionen durch Drücken oder Ziehen am zweiten Gehäuseteil 19 überführt, spürt der Benutzer durch das Einrasten der Rastnase 26 in einer der beiden Rastöffnungen 25a, 25b, dass nun die erste Relativposition oder die zweite Relativposition erreicht ist.
  • Fig. 21 zeigt eine Schnitteinsicht des Direktsteckverbinders 1, wobei die zugehörige Schnittebene in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen XXI-XXI gezeigt ist. Das erste Gehäuseteil 18 weist ein Zentrierelement 21 in Form eines Zentrierstifts auf, der in einem korrespondierenden Zentrierelement 22 in Form einer Zentrieröffnung der Leiterplatte aufgenommen ist. Das Zentrierelement 21 ist dafür vorgesehen, den Direktsteckverbinder 1 beim Befestigen an der Leiterplatte 50 richtig zu positionieren und im befestigten Zustand an der Leiterplatte 50 ein Verdrehen des Direktsteckverbinders 1 zu verhindern.
  • Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht eines Direktsteckverbinders 1'. Der Direktsteckverbinder 1' ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Direktsteckverbinders 1 aus den Figuren 1-21, wobei zum besseren Verständnis für identische und funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obigen Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis Fig. 21 verwiesen werden kann, so dass nachstehend im Wesentlichen nur auf die bestehenden Unterschiede eingegangen wird. Der Verriegelungsstift 5 und die beiden Kontaktarme 3a, 3b weisen jeweils eine Anlaufschräge 23 auf. Wenn die beiden Gehäuseteile 18, 19 von der ersten Relativposition in die zweite Relativposition überführt werden, berühren sich die Anlaufschrägen 23 und wirken derart zusammen, dass die Kontaktarme 3a, 3b nach außen gedrückt werden. Sind die Kontaktarme 3a, 3b in die metallisierte Durchgangsöffnung 40 eingesetzt und nehmen die beiden Gehäuseteile 18, 19 die zweite Relativposition ein, wie dies in Fig. 22 dargestellt ist, werden die Kontaktarme 3a, 3b gegen eine Wandung der metallisierten Durchgangsöffnung 40 vorgespannt oder gedrückt. Dadurch wird eine größere Stabilität der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktarmen 3a, 3b und der metallisierten Durchgangsöffnung 40 erreicht. Dies kann beispielsweise bei mobilen Anwendungen, bei denen der Direktsteckverbinder 1' und die Leiterplatte 50 Vibrationen ausgesetzt sind, von großem Vorteil sein.
  • Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung einen Direktsteckverbinder bereit, der eine kompakte Bauweise aufweist, kostengünstig in der Herstellung ist und die Stabilität und Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung erhöht.

Claims (13)

  1. Direktsteckverbinder (1) für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter (30) und einer metallisierten Durchgangsöffnung (40) einer Leiterplatte (50), aufweisend:
    - einen Kontakt (2) mit wenigstens einem ersten Kontaktarm (3a), wobei der erste Kontaktarm (3a) zur elektrischen Verbindung des Leiters (30) mit der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist,
    - ein Befestigungselement (4), das eine Befestigungsposition und eine Freigabeposition einnehmen kann,
    wobei
    - das Befestigungselement (4) in der Befestigungsposition zur Befestigung des Direktsteckverbinders (1) an der metallisierten Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist, wobei das Befestigungselement dazu ausgebildet ist, in der Befestigungsposition an der metallisierten Durchgangsöffnung anzugreifen bzw. in die metallisierte Durchgangsöffnung einzugreifen und dazu ausgebildet ist, in der Freigabeposition in die metallisierte Durchgangsöffnung eingeschoben oder eingesetzt zu werden oder aus der metallisierten Durchgangsöffnung gezogen oder entnommen zu werden, wobei das Befestigungselement (4) wenigstens einen ersten Rastarm (9a) mit einer ersten Rastnase (10a) aufweist, aufweisend einen Verriegelungsstift (5), der in einem verriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements (4) von der Befestigungsposition in die Freigabeposition durch einen Formschluss mit dem Befestigungselement (4) verhindert und in einem entriegelten Zustand ein Überführen des Befestigungselements (4) von der Befestigungsposition in die Freigabeposition ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (2) einen Zwischenraum (6) zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen des Verriegelungsstifts (5) definiert, wobei der erste Kontaktarm (3a) den Zwischenraum (6) zumindest teilweise begrenzt, und
    - wobei der Verriegelungsstift (5) wenigstens in der Befestigungsposition innerhalb des Zwischenraums (6) angeordnet ist.
  2. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 1,
    - wobei der Kontakt (2) einen zweiten Kontaktarm (3b) aufweist, der dem ersten Kontaktarm (3a) gegenüberliegend angeordnet ist,
    - wobei der erste Kontaktarm (3a) und der zweite Kontaktarm (3b) den Zwischenraum (6) zumindest teilweise begrenzen.
  3. Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - wobei der Verriegelungsstift (5) wenigstens eine erste Nut (7a) aufweist, innerhalb welcher der erste Kontaktarm (3a) im verriegelten Zustand angeordnet ist.
  4. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2 und 3,
    - wobei der Verriegelungsstift (5) eine zweite Nut (7b) aufweist, innerhalb welcher der zweite Kontaktarm (3b) im verriegelten Zustand angeordnet ist,
    - wobei die zweite Nut (7b) der ersten Nut (7a) gegenüberliegend angeordnet ist.
  5. Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - wobei der Verriegelungsstift (5) und/oder der erste Kontaktarm (3a) eine Anlaufschräge (23) aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet ist, dass im verriegelten Zustand der Verriegelungsstift (5) den ersten Kontaktarm (3a) gegen die metallisierte Durchgangsöffnung (40) vorspannt.
  6. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 1,
    - wobei der Verriegelungsstift (5) in dem verriegelten Zustand an einer Rückseite (11) des ersten Rastarms (9a) anliegt, die der ersten Rastnase (10a) abgewandt ist.
  7. Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 6,
    - wobei das Befestigungselement (4) einen zweiten Rastarm (9b) mit einer zweiten Rastnase (10b) aufweist,
    - wobei der zweite Rastarm (9b) dem ersten Rastarm (9a) gegenüberliegend angeordnet ist.
  8. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 1 und 7,
    - wobei der Verriegelungsstift (5) dazu ausgebildet ist, zwischen den ersten Rastarm (9a) und den zweiten Rastarm (9b) geschoben zu werden.
  9. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 7 bis 8,
    - wobei der erste Rastarm (9a) und der zweite Rastarm (9b) in einer Rastarmebene (14) liegen,
    - wobei der erste Kontaktarm (3a) und der zweite Kontaktarm (3b) in einer Kontaktarmebene (16) liegen und
    - wobei die Rastarmebene (14) und die Kontaktarmebene (16) senkrecht aufeinander stehen.
  10. Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend
    - ein Gehäuse (17), wobei das Gehäuse (17) das Befestigungselement (4) aufweist.
  11. Direktsteckverbinder (1) nach Anspruch 1 und 10,
    - wobei das Gehäuse (17) ein erstes Gehäuseteil (18) und ein zweites Gehäuseteil (19) aufweist, wobei das erste Gehäuseteil (18) das Befestigungselement (4) aufweist und wobei das zweite Gehäuseteil (19) den Verriegelungsstift (5) aufweist,
    - wobei das erste Gehäuseteil (18) und das zweite Gehäuseteil (19) relativ zueinander verschiebbar sind,
    - wobei in einer ersten Relativposition von erstem Gehäuseteil (18) und zweitem Gehäuseteil (19) der Verriegelungsstift (5) den entriegelten Zustand einnimmt und
    - wobei in einer zweiten Relativposition von erstem Gehäuseteil (18) und zweitem Gehäuseteil (19) der Verriegelungsstift (5) den verriegelten Zustand einnimmt.
  12. Direktsteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 11,
    - wobei der Kontakt (2) einen Sicherungsabschnitt (20) aufweist, der innerhalb des Gehäuses (17) angeordnet ist und den Kontakt (2) gegen Herausfallen aus dem Gehäuse (17) sichert.
  13. Direktsteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend
    - ein Zentrierelement (21), das mit einem korrespondierenden Zentrierelement (22) der Leiterplatte (50) zusammenwirken kann, um den Direktsteckverbinder (1) gegen Verdrehen zu sichern.
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