EP3963674B1

EP3963674B1 - Schnittstelle für leiterplatte

Info

Publication number: EP3963674B1
Application number: EP20726678.4A
Authority: EP
Inventors: Christof HERMONI; Albert Ferderer
Original assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2025-06-18
Anticipated expiration: 2040-04-28
Also published as: WO2020221398A1; US11929565B2; US20220294138A1; CN114008864A; DE102019111193B3; EP3963674A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle für eine elektrische Kontaktierung einer Leiterplatte. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere eine zur Kontaktierung mittels einem elektrischen Steckverbinder vorgesehene Schnittstelle mit einem geeigneten Leiterplattenkontakt. Die Erfindung betrifft dabei außerdem insbesondere eine für einen Leistungsanschlussverbinder geeignete derartige Schnittstelle.
Derartige Schnittstellen werden insbesondere in der Geräteanschlusstechnik benötigt, wobei eine zuverlässige elektrische Kontaktierung einer Leiterplatte mittels einem Steckverbinder über die Schnittstelle über viele Steckzyklen wünschenswert ist.

Stand der Technik

Beispielsweise aus der DE 20 2010 003 457 U1 ist eine derartige Schnittstelle bekannt, die mittels einem Leiterplattensteckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse und mit wenigstens einem Kontaktelement bereitgestellt ist. Die Kontaktelemente sind insbesondere als Kontaktstifte zum elektrischen Verbinden mit einer Kontaktstelle auf einer Leiterplatte ausgebildet. Bei dem Leiterplattensteckverbinder handelt es sich um einen Koaxialsteckverbinder, der einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweist, die elektrisch mit den als Kontaktstiften und zur elektrischen Verbindung mit entsprechenden Anschlüssen auf einer Leiterplatte ausgebildeten Kontaktelementen verbunden sind.
Hierzu greifen die Kontaktstifte in entsprechende Ausnehmungen in der Leiterplatte und sind beispielsweise mittels Löten mit der Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden, so dass eine elektrische Verbindung der Innenleiter und Außenleiter mit einer elektrischen Schaltung auf der Leiterplatte hergestellt ist. Gleichzeitig dienen die Kontaktstifte dabei außerdem zum mechanischen Verbinden des Leiterplattensteckverbinders mit der Leiterplatte und fixieren und tragen dabei das Steckverbindergehäuse auf der Leiterplatte.
Bei einer Betätigung des Leiterplattensteckverbinders mittels einem Gegensteckverbinder besteht daher die Gefahr einer unerwünschten Übertragung von Steck- und Ziehkräften über die Kontaktstifte auf die Leiterplatte, die dadurch insbesondere bei wiederholten Steckvorgängen Schaden nehmen kann.
Aus der GB 2 337 369 A ist ein Signalanschluss für Leiterplatten eines Kabel-TV-Mehrfachabgriffs bekannt, über den eine erste und zweite Leiterplatte verbunden sind. Der Signalanschluss umfasst einen ersten Verbinder auf der ersten Leiterplatte, einen zweiten Verbinder auf der zweiten Leiterplatte und einen Basisanschluss. Der Basisanschluss weist zur Verbindung mit dem ersten und zweiten Verbinder geeignete Verbindungsabschnitte auf und ist auf einem Sitz montiert. Mittels dem Signalanschluss bleibt die Qualität des übertragenen Signals (das ein Telefonsignal sein kann) erhalten, und die Leiterplatten können zur Reparatur leicht entfernt werden.
Aus der US 6,261,107 B1 ist ein Steckverbinder zur Kontaktierung einer Leiterplatte bekannt, bei dem Kurzschlüsse zwischen benachbarten Kontaktabschnitten vermieden werden, während eine mehrpolige Struktur mit einem reduzierten Abstand von Lötfahnenabschnitten der Anschlüsse beibehalten wird. Der Steckverbinder weist ein isolierendes Steckverbindergehäuse mit einem Einschub für einen Gegensteckverbinder mit einer Vielzahl von Anschlüssen auf. Die Anschlüsse weisen Kontaktabschnitte auf, die über den Einschub zugänglich und parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Die Lötfahnenabschnitte der Anschlüsse erstrecken sich unter den Kontaktabschnitten der Anschlüsse und sind parallel in einem Abstand angeordnet, der halb so groß ist wie der Abstand der Kontaktabschnitte.
Aus der DE 10 2007 039 064 A1 ist ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse, einer Leiterplatte, und mit einer in einer Öffnung im Gehäuse angeordneten Buchse zum Anschließen eines Steckers bekannt. Bei dem elektronischen Gerät handelt es sich um ein Steuerungsgerät, beispielsweise für eine Pumpe, das mit einem über die Buchse an das Gerät angeschlossenen Sensor zusammenwirkt. Je nach Art des anzuschließenden Sensors weist die Buchse zwei, drei oder vier Kontaktelemente auf, deren erste Enden zur Aufnahme je eines Gegenkontaktelements des Steckers dienen, der über ein Kabel mit dem anzuschließenden Sensor verbunden ist. Die zweiten Enden der Kontaktelemente sind elektrisch über eine Steckerleiste mit der Leiterplatte verbunden, wobei die Steckerleiste eine entsprechende Anzahl an Anschlußstiften aufweist, die in einem Kontaktträger aus isolierendem Material angeordnet sind.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung neben der vorstehend zitierten DE 10 2007 039 064 A1 ausserdem den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 20 2010 003 457 U1 und WO 2018/092068 A1 .

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine zuverlässige Schnittstelle für eine elektrische Kontaktierung einer Leiterplatte anzugeben, die auch für eine Kontaktierung eines Leistungsanschlussverbinders mit der Leiterplatte geeignet ist. Die Aufgabe besteht dabei insbesondere auch darin eine derartige vorstehende Schnittstelle anzugeben, die geeignet ist, die Auswirkung von Steck- und/oder Ziehkräften auf die Leiterplatte zu verhindern oder zumindest teilweise zu reduzieren. Die Aufgabe der Erfindung betrifft dabei außerdem insbesondere einen für eine vorstehende Schnittstelle geeigneten Leiterplattenkontakt anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Schnittstelle für eine elektrische Kontaktierung einer in einem Gehäuse beherbergten Leiterplatte, wobei die Schnittstelle als doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle mittels einer ersten und zweiten Schnittstelle ausgebildet ist. Durch die vorstehende erfindungsgemäße doppelseitige und/oder zweiteilige Ausbildung kann ein Teil der Schnittstelle an dem Gehäuse befestigt sein und somit bei einer Kontaktierung der Schnittstelle von außerhalb des Gehäuses insbesondere mittels eines Steckverbinders die gesamten bei einer Kontaktierung der Schnittstelle und/oder beim Lösen einer Kontaktierung der Schnittstelle auftretenden Steck- und Ziehkräfte aufnehmen, während die Leiterplatte vorteilhaft nicht belastet wird.
Eine vorstehende doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildete Schnittstelle ist daher besonders zuverlässig und für eine wünschenswert hohe Anzahl von Steckzyklen geeignet.
Die erste Schnittstelle der doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle weist dabei als Leiterplattenkontakt zum elektrischen Kontakt mit wenigstens einem Anschluss der Leiterplatte wenigstens ein erstes Kontaktelement auf.
Die zweite Schnittstelle der doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle weist dabei geeigneter Weise wenigstens ein zweites Kontaktelement auf und ist derart korrespondierend mit der ersten Schnittstelle und zur ortsfesten Anordnung und/oder Fixierung an einer Öffnung des Gehäuses ausgebildet, dass das erste und zweite Kontaktelement miteinander in Kontakt gebracht sind, und das zweite Kontaktelement einen Anschluss bereitstellt, der von außerhalb des Gehäuses kontaktierbar ist
Die zweite Schnittstelle ist mittels einem zweiten Isolierkörper bereitgestellt, der formschlüssig mit der Öffnung des Gehäuses ausgebildet ist, und in dem das zweite Kontaktelement derart ortsfest beherbergt ist, dass sich ein Ende des zweiten Kontaktelements in das Innere des Gehäuses erstreckt und ein Ende des zweiten Kontaktelements den von außerhalb des Gehäuses kontaktierbaren Anschluss bereitstellt. Der zweite Isolierkörper ist dabei derart ausgebildet und/oder an dem Gehäuse derart angeordnet und/oder weist eine Innenkontur auf, die mit einer Kontur des zweiten Kontaktelements formschlüssig derart zusammenwirkt, dass auf den von außerhalb des Gehäuses kontaktierbaren Anschluss wirkende Steck- und/oder Ziehkräfte von dem zweiten Isolierkörper der zweiten Schnittstelle und/oder dem Gehäuse aufgenommen werden.
Mittels der Kombination und dem Zusammenwirken, der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen ist eine erfindungsgemäße doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildete Schnittstelle bereitgestellt, die die vorstehend beschriebenen Vorteile aufweist.
Geeigneter Weise ist das erste Kontaktelement der ersten Schnittstelle korrespondierend mit dem zweiten Kontaktelement der zweiten Schnittstelle angeordnet und ausgebildet, wobei das erste Kontaktelement vorteilhaft eine Buchse aufweist und das zweite Kontaktelement zumindest gehäuseinnenseitig als Stiftkontakt mit einem Stift ausgebildet ist, und wobei der Stiftkontakt in die Buchse eingeführt ist.
Die Buchse des ersten Kontaktelements und der Stiftkontakt des zweiten Kontaktelements können dabei vorteilhaft derart korrespondierend angeordnet und ausgebildet sein, dass mittels dem mit der Buchse zusammenwirkenden Stiftkontakt mehr als eine Kontaktstelle des ersten mit dem zweiten Kontaktelement bereitgestellt sein kann. Auf diese Weise ist vorteilhaft die Möglichkeit geschaffen, die doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle besonders niederohmig auszubilden. Geeigneter Weise weist dabei der Stiftkontakt des zweiten Kontaktelements gegenüber der Buchse des ersten Kontaktelements ein vorbestimmtes Übermaß auf.
Ein eine vorstehende Buchse aufweisendes erstes Kontaktelement ist mittels einem Stanzbiegekontakt bereitgestellt, der einen flachen zentralen Abschnitt aufweist und einen an den zentralen Abschnitt anschließenden gebogenen Abschnitt aufweist, mittels dem die Buchse gebildet ist. Stanzbiegekontakte lassen sich auf einfache Weise und kostengünstig in Serie und insbesondere auch in Kleinserie herstellen.
Zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte weist das erste Kontaktelement wenigstens einen Fuß auf, der zur Verbindung mit einem Anschluss der Leiterplatte vorgesehen ist. Dabei ist der Fuß wie die vorstehend beschriebene Buchse an dem flachen zentralen Abschnitt des ersten Kontaktelements ausgebildet.
Der Fuß kann vorteilhaft in einen als Ausnehmung in der Leiterplatte ausgebildeten Anschluss der Leiterplatte eingreifen und mit dem Anschluss der Leiterplatte verlötet und/oder verpresst sein, so dass ein zuverlässiger elektrischer Kontakt des ersten Kontaktelements mit dem Anschluss der Leiterplatte bereitgestellt ist.
Der Fuß erstreckt sich außerdem an einer ersten Seite des zentralen Abschnitts des ersten Kontaktelements in eine erste Richtung erstrecken und die Buchse kann sich an einer zweiten Seite des zentralen Abschnitts mit ihrer Achse parallel zu der ersten Richtung erstrecken. Besonders vorteilhaft kann die zweite Seite, an der die Buchse ausgebildet ist, auch die der ersten Seite gegenüberliegende Seite des zentralen Abschnitts sein, so dass die Buchse mit Ihrer Achse senkrecht zu der ersten Richtung angeordnet sein kann. Es ist klar, dass dabei die zur Kontaktierung mit dem zweiten Kontaktelement der zweiten Schnittstelle vorgesehene Buchse benachbart zu der Öffnung des Gehäuses angeordnet ist und der Öffnung zugewandt ist. Geeigneter Weise ist dabei die erste Schnittstelle an einem Rand der Leiterplatte angeordnet.
Mittels der vorstehenden Anordnung der Buchse mit ihrer Achse senkrecht zu der ersten Richtung, in der sich der Fuß erstreckt, ist mittels dem auf diese Weise ausgebildeten ersten Kontaktelement vorteilhaft die erste Schnittstelle als eine Schnittstelle realisiert, die einen Kontakt mit der Leiterplatte bereitstellt und im 90° Winkel auf die Leiterplatte steckbar ist, wohingegen die Buchse parallel zu der Leiterplatte steckbar ist. Das erste Kontaktelement der ersten Schnittstelle stellt dabei einen vorteilhaften Richtungswechsel seiner Kontaktrichtungen um einen Winkel von 90° bereit.
Darüber hinaus ist für viele Anwendungen wünschenswert eine Leiterplatte am Boden eines Gehäuses zu beherbergen, während Öffnungen des Gehäuses für Anschlüsse von außerhalb des Gehäuses geeigneter Weise an einer seitlichen Wand des Gehäuses wünschenswert sind. Für eine besonders einfache Montage der bereits auf die Leiterplatte montierten ersten Schnittstelle ist die erste Schnittstelle geeigneter Weise derart ausgebildet und an einem Rand der Leiterplatte angeordnet, dass die erste Schnittstelle sich lediglich um einen vorbestimmten geringen Betrag über den Rand der Leiterplatte hinaus erstrecken kann, so dass die Leiterplatte mit der bereits auf ihr bestimmungsgemäß montierten ersten Schnittstelle ohne Verkippen und/oder Neigen der Leiterplatte in ein oben offenes Gehäuse eingesetzt werden kann.
Das erste Kontaktelement kann darüber hinaus zumindest teilweise in einem ersten Isolierkörper beherbergt sein, wobei der erste Isolierkörper hierfür eine geeignete schienenartige Festsetzungskontur aufweisen kann, die formschlüssig mit beispielsweise und vorteilhaft einer Schulter des ersten Kontaktelements zusammenwirkt, wobei die Schulter geeigneter Weise an dem zentralen Abschnitt des ersten Kontaktelements benachbart zu der Buchse ausgebildet sein kann.
Bei Vorsehung des ersten Isolierkörpers mit dem in ihm beherbergten ersten Kontaktelement kann das erste Kontaktelement nach dessen einfacher Einführung in die schienenartige Festsetzungskontur des ersten Isolierkörpers besonders einfach auf der Leiterplatte montiert werden. Darüber hinaus können bei Vorsehung von mehr als einem ersten Kontaktelement zur Bereitstellung einer ersten Schnittstelle mit mehr als einem Anschluss eine vorbestimmte Anzahl von geeigneter Weise parallel nebeneinander und in einer Reihe aufeinanderfolgend angeordneten ersten Kontaktelementen vorgesehen sein. Dabei sind geeigneter Weise eine entsprechende vorbestimmte Anzahl von mit den ersten Kontaktelementen formschlüssig ausgebildeten Festsetzungskonturen in dem ersten Isolierkörper ausgebildet.
Bei einer derartig ausgebildeten ersten Schnittstelle können mittels dem ersten Isolierkörper Luft- und Kriechstrecken in der ersten Schnittstelle vorteilhaft verlängert werden. Darüber hinaus ist der erste Isolierkörper insbesondere bei einer ersten Schnittstelle mit einer Vielzahl von ersten Kontaktelementen wie vorstehend beschrieben als Montagehilfe besonders vorteilhaft. Außerdem verleiht der erste Isolierkörper der ersten Schnittstelle eine wünschenswerte Stabilität, wobei der erste Isolierkörper hierzu auch Rastelemente zur Verrastung mit der Leiterplatte aufweisen kann.
Ein erstes Kontaktelement der ersten Schnittstelle kann außerdem mehr als einen Fuß zur Kontaktierung mit einem Anschluss der Leiterplatte aufweisen, wobei die Füße geeigneter Weise eine vorbestimmte kleine Abmessung aufweisen können und in einem vorbestimmten Abstand derart zueinander angeordnet und ausgebildet sein können, dass eine Stromübergabe des ersten Kontaktelements über mehrere kleine Anschlüsse realisiert wird.
Durch diese Maßnahme wird vorteilhaft die Möglichkeit geschaffen bei der Montage des ersten Kontaktelements weniger Aufwand und/oder Temperatur beim Löten zu benötigen und/oder zu erzeugen. Außerdem kann durch diese Maßnahme eine Wärmeentwicklung durch Stromfluss durch das erste Kontaktelement minimiert werden. Ein derartiges vorstehendes erstes Kontaktelement mit einer vorbestimmten Anzahl von Füßen ist daher insbesondere auch für eine Übertragung von hohen Strömen im Bereich von 50 A vorteilhaft geeignet. Es ist klar, dass ein hierfür geeignetes erstes Kontaktelement außerdem hinsichtlich seines Materials und/oder seiner Materialstärke und/oder Ausbildung geeignet ausgelegt sein kann.
Die eingangs erwähnte zweite Schnittstelle der doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle ist mittels dem zweiten Isolierkörper bereitgestellt, der formschlüssig mit der Öffnung des Gehäuses ausgebildet ist, und in dem das zweite Kontaktelement derart ortsfest beherbergt ist, dass sich ein Ende des zweiten Kontaktelements zur Kontaktierung mit dem ersten Kontaktelement in das Innere des Gehäuses erstreckt und ein Ende des Kontaktelements den eingangs erwähnten von außerhalb des Gehäuses zugänglichen Anschluss bereitstellt.
Geeigneter Weise kann das zweite Kontaktelement dabei eine Kontur aufweisen, die formschlüssig mit einer in dem zweiten Isolierkörper ausgebildeten Innenkontur derart zusammenwirkt, dass das zweite Kontaktelement derart in dem zweiten Isolierkörper gehalten ist, dass bei Einwirkung von Steck- und/oder Ziehkräften auf den vorstehenden mittels dem zweiten Kontaktelement bereitgestellten von außen zugänglichen Anschluss die Steck- und Ziehkräfte vollständig auf den zweiten Isolierkörper und/oder über den zweiten Isolierkörper auf das Gehäuse übertragen werden. Der bestimmungsgemäß an der Öffnung des Gehäuses angeordnete zweite Isolierkörper ist dabei geeigneter Weise mit dem Gehäuse verschraubt und aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet und weist darüber hinaus hierfür geeignete Abmessungen insbesondere seiner Dicke auf.
Zum Ausgleich von Toleranzen für eine bestimmungsgemäße Kontaktierung der zweiten Schnittstelle mit der bereits im Inneren des Gehäuses angeordneten ersten Schnittstelle kann die mit dem zweiten Isolierkörper formschlüssig korrespondierende Öffnung und insbesondere in dem Isolierkörper ausgebildete Bohrungen zur Befestigung des Isolierkörpers ein vorbestimmtes Übermaß aufweisen.
Eine für eine eingangs beschriebene doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle geeignete zweite Schnittstelle kann gehäuseaußenseitig insbesondere zum Anschluss eines Steckverbinders geeignet ausgebildet sein. Der Steckverbinder kann dabei wenigstens ein Kontaktelement aufweisen, das korrespondierend mit dem zweiten Kontaktelement zum Anschluss an den eingangs beschriebenen mittels dem zweiten Kontaktelement bereitgestellten und von außerhalb des Gehäuses kontaktierbaren Anschluss ausgebildet ist.
Ein für die vorstehend beschriebene zweite Schnittstelle geeignetes zweites Kontaktelement, das insbesondere auch mit dem vorstehend beschriebenen, eine Buchse aufweisenden ersten Kontaktelement bestimmungsgemäß zusammenwirkt, kann geeigneter Weise mittels einem wenigstens einseitig als Stiftkontakt ausgebildeten Drehkontakt bereitgestellt sein.
Wie vorstehend beschrieben kann eine erste Schnittstelle eine vorbestimmte Vielzahl von ersten Kontaktelementen aufweisen, wobei eine geeignete mit der ersten Schnittstelle korrespondierend ausgebildete zweite Schnittstelle eine entsprechende Anzahl von zweiten Kontaktelementen aufweisen kann.
Insbesondere kann eine eingangs beschriebene doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildete Schnittstelle eine erste Schnittstelle mit einer Vielzahl von ersten Kontaktelementen und/oder eine zweite Schnittstelle mit einer Vielzahl von zweiten Kontaktelementen aufweisen, wobei die ersten Kontaktelemente und/oder die zweiten Kontaktelemente jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sein können, und wobei die ersten und/oder zweiten Kontaktelemente jeweils parallel zueinander angeordnet sein können. Auf diese Weise kann eine doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildete Schnittstelle auf einfache Weise für viele Anwendungen optimiert ausgelegt werden.
Eine doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildete Schnittstelle kann insbesondere zum Anschluss eines Leistungsanschlussverbinders geeignet ausgebildet sein, wobei die Schnittstelle drei miteinander korrespondierende erste und zweite Kontaktelemente zum Anschluss einer Phase, eines N-Leiters und eines PE-Leiters aufweisen kann und/oder die Schnittstelle fünf miteinander korrespondierende erste und zweite Kontaktelemente zum Anschluss dreier Phasen, eines N-Leiters und eines PE-Leiters aufweisen kann.
Vorstehend wurde ein für die erste Schnittstelle besonders geeignetes erstes Kontaktelement detailliert beschrieben, mittels dem, wie ebenfalls vorstehend beschrieben ein Leiterplattenkontakt mit einer Vielzahl von Vorteilen bereitgestellt wird.
Der Leiterplattenkontakt ist dabei wie vorstehend beschrieben geeigneter Weise als ein Stanzbiegekontakt mit einem flachen zentralen Abschnitt ausgebildet. An einer ersten Seite des zentralen Abschnitts erstreckt sich wenigstens ein Fuß in einer ersten Richtung, wobei der Fuß zur Verbindung mit einem Anschluss der Leiterplatte vorgesehen ist.
An einer zweiten Seite des zentralen Abschnitts ist wie ebenfalls vorstehend beschrieben mittels einer Biegung des Stanzbiegekontakts eine Buchse mit einer Achse ausgebildet, die zur Verbindung mit einem Stiftkontakt vorgesehen ist.
Der Stanzbiegekontakt ist dabei geeigneter Weise derart ausgebildet, dass mittels dem Stanzbiegekontakt ein vorstehend beschriebenes Kontaktelement der ersten Schnittstelle einer erfindungsgemäßen doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle bereitgestellt ist.
Weitere Details der besonders einfachen Montage einer erfindungsgemäßen doppelseitig und/oder zweiteilig ausgebildeten Schnittstelle können der Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels entnommen werden.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A: eine perspektivische Darstellung eines für eine erste Schnittstelle nach einer Ausführung der Erfindung geeigneten Leiterplattenkontakts;
Fig. 1B: einen gestanzten Rohling des Leiterplattenkontakts von Fig. 1A;
Fig. 2A: den Leiterplattenkontakt von Fig. 1A zusammen mit einem für den Leiterplattenkontakt geeigneten Isolierkörper nach einer Ausführung der Erfindung;
Fig. 2B: den Leiterplattenkontakt in dem Isolierkörper beherbergt;
Fig. 2C: den Isolierkörper mit drei in ihm beherbergten Leiterplattenkontakten, so dass eine erste Schnittstelle nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt ist;
Fig. 3A: die erste Schnittstelle von Fig. 2C zusammen mit einer Leiterplatte;
Fig. 3B: die erste Schnittstelle auf die Leiterplatte montiert;
Fig. 4A: die mit der ersten Schnittstelle bestückte Leiterplatte von Fig. 3B zusammen mit einem Gehäuse;
Fig. 4B: das Gehäuse mit der in ihm beherbergten und mit der ersten Schnittstelle versehenen Leiterplatte zusammen mit drei Kontaktelementen einer zweiten Schnittstelle nach einer Ausführung der Erfindung;
Fig. 5A: das Gehäuse und die Kontaktelemente von Fig. 4B zusammen mit einem Isolierkörper zur Beherbergung der Kontaktelemente der zweiten Schnittstelle;
Fig. 5B: die Kontaktelemente der zweiten Schnittstelle in dem Isolierkörper beherbergt, so dass die zweite Schnittstelle bereitgestellt ist;
Fig. 6A: das Gehäuse von Fig. 5A mit der an dem Gehäuse und der ersten Schnittstelle montierten zweiten Schnittstelle, wobei eine doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt ist;
Fig. 6B: die doppelseitige Schnittstelle von Fig. 6A in einer teilweise transparenten Darstellung;
Fig. 7A: die doppelseitige Schnittstelle von Fig. 6A in einer vergrößerten Darstellung aus einer anderen Perspektive; und
Fig. 7B: einen mit drei Kontaktelementen versehenen Steckverbinder, der mit der doppelseitigen Schnittstelle verbunden ist.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Fig. 1A zeigt eine perspektivische Darstellung eines für eine nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2A, 2B und 2C beschriebene erste Schnittstelle 1 nach einer Ausführung der Erfindung geeigneten Leiterplattenkontakts 10, und Fig. 1B zeigt einen gestanzten MetallRohling des Leiterplattenkontakts 10 von Fig. 1A. Mittels dem Leiterplattenkontakt 10 ist ein eingangs beschriebenes erstes Kontaktelement 10 einer ersten Schnittstelle 1 nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt. Der Rohling des Leiterplattenkontakts 10 weist eine vorbestimmte Dicke und einen zentralen Abschnitt 100 auf.
Auf einer ersten Seite des zentralen Abschnitts 100 erstrecken sich voneinander beabstandete Füße 13 in einer ersten Richtung R, und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des zentralen Abschnitts 100 erstreckt sich ein zu einer Buchse 12 gebogener Abschnitt des Leiterplattenkontakts 10. Die Achse A der Buchse 12 ist dabei senkrecht zu der ersten Richtung R angeordnet. Der zentrale Abschnitt 100 weist geeigneter Weise eine Höhe auf, die mit einer an einer Wand eines Gehäuses 4 ausgebildeten Öffnung 40 korrespondiert.
Die Füße 13 sind zur Kontaktierung von mit den Füßen 13 korrespondierenden Anschlüssen 30 einer Leiterplatte 3 vorgesehen und dementsprechend geeignet ausgebildet und angeordnet. Die Buchse 12 ist zur Kontaktierung mit einem eingangs beschriebenen zweiten Kontaktelement 20 einer zweiten Schnittstelle 2 vorgesehen und dementsprechend geeignet ausgebildet und angeordnet.
Der Rand der zur Einführung eines Kontaktstifts 22 eines zweiten Kontaktelements 20 vorgesehenen Öffnung der Buchse 12 weist geeigneter Weise eine Abschrägung auf, so dass ein Einführtrichter für ein einfaches Einführen des Kontaktstifts 22 bereitgestellt ist. Außerdem weist der Rand der zur Einführung eines Kontaktstifts 22 vorgesehenen Öffnung der Buchse 12 zum gleichen Zweck schlitzförmige Ausnehmungen auf, wonach der Rand eine vergleichsweise zu dem weiteren Verlauf der Buchse 12 erhöhte Duktilität aufweist.
Fig. 2A zeigt den Leiterplattenkontakt 10 von Fig. 1A zusammen mit einem für den Leiterplattenkontakt 10 geeigneten Isolierkörper 11 nach einer Ausführung der Erfindung, Fig. 2B zeigt den Leiterplattenkontakt 10 in dem Isolierkörper 11 beherbergt, und Fig. 2C zeigt den Isolierkörper 11 mit drei in ihm beherbergten Leiterplattenkontakten 10, so dass eine erste Schnittstelle 1 nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt ist. Der für drei Leiterplattenkontakte 10 ausgelegte Isolierkörper 11 von Fig. 1C ist nämlich mit drei Leiterplattenkontakten 10 vollständig bestückt. Dabei sind die Leiterplattenkontakte 10 geeigneter Weise insbesondere auch mit den Achsen A ihrer Buchsen 12 parallel zueinander angeordnet, wobei die Buchsen 12 in eine Richtung ausgerichtet sind.
Der Isolierkörper 11 verleiht der ersten Schnittstelle 1 eine wünschenswerte Stabilität und durch den Isolierkörper 11 können Luft- und Kriechstrecken in der ersten Schnittstelle 1 vorteilhaft verlängert werden. Außerdem vereinfacht der Isolierkörper 11 die Montage der ersten Schnittstelle 1 auf einer Leiterplatte 3. Zur Beherbergung der Leiterplattenkontakte 10 weist der Isolierkörper 11 drei schienenartige Festsetzungskonturen 110 auf, die jeweils mit einer benachbart zu der Buchse 12 ausgebildeten Schulter der Leiterplattenkontakte 10 formschlüssig zusammenwirken.
Mittels dem vollständig mit drei Leiterplattenkontakten 10 bestückten Isolierkörper 11 ist eine erste Schnittstelle 1 nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt, die zu ihrer Montage an ihrer bestimmungsgemäßen Position am Rand einer Leiterplatte 3 bereit ist.
Fig. 3A zeigt hierzu die erste Schnittstelle 1 von Fig. 2C zusammen mit einer Leiterplatte 3, und Fig. 3B zeigt die erste Schnittstelle 1 auf die Leiterplatte 3 montiert, wobei die Füße 13 der ersten Schnittstelle 1 mit auf der Leiterplatte 3 für die Füße 13 vorgesehenen Anschlüssen 30 verpresst und/oder verlötet sind. Die Anschlüsse 30 sind dabei als Ausnehmungen in der Leiterplatte 3 ausgebildet, in die die Füße 13 eingreifen. Die Füße 13 und die Ausnehmungen 30 haben dabei Abmessungen und sind in einem vorbestimmten Abstand angeordnet, dass lediglich kleine Lötstellen zum Verlöten der Füße 13 mit den Anschlüssen 30 benötigt werden, und dass eine Wärmeentwicklung der Kontaktstelle zwischen den Anschlüssen 30 der Leiterplatte 3 und den Füßen 13 auf der Leiterplatte 3 bei hohem Stromfluss durch ein erstes Kontaktelement 10 in die Leiterplatte 3 möglichst gering gehalten wird.
Der Isolierkörper 11 ist dabei mit seiner Unterseite benachbart zu der Leiterplatte 3 derart angeordnet, dass der Isolierkörper 11 auf der Leiterplatte 3 aufsitzt. Die Leiterplattenkontakte 10 sind dabei derart an dem Rand der Leiterplatte 3 angeordnet, dass sie den Rand der Leiterplatte 30 um ein vorbestimmtes geringes Maß überragen. Das vorbestimmte geringe Maß ist dabei derart ausgelegt, dass die Leiterplatte 3 mit der auf ihr montierten ersten Schnittstelle 1 ohne die Leiterplatte 3 zu neigen oder zu verkippen in ein oben offenes Gehäuse 4 von oben eingesetzt werden und an ihrer bestimmungsgemäßen Position am Boden des Gehäuses 4 montiert werden kann.
Hierzu zeigt Fig. 4A die mit der ersten Schnittstelle 1 bestückte Leiterplatte 3 von Fig. 3B zusammen mit einem Gehäuse 4 über einer oberen Öffnung des Gehäuses 4 angeordnet, und Fig. 4B zeigt das Gehäuse 4 mit der in ihm an ihrer bestimmungsgemäßen Position am Boden des Gehäuses 4 beherbergten und mit der ersten Schnittstelle 1 versehenen Leiterplatte 3 zusammen mit drei zweiten Kontaktelementen 20 einer eingangs beschriebenen zweiten Schnittstelle 2 nach einer Ausführung der Erfindung.
Die Buchsen 12 der Leiterplattenkontakte 10 bzw. der ersten Kontaktelemente 10 der ersten Schnittstelle 1 sind dabei benachbart zu einer an einer Wand des Gehäuses 4 ausgebildeten Öffnung 40 angeordnet, wobei die Buchsen 12 mit ihren zum Einführen von Kontaktstiften 22 vorgesehenen Öffnungen über die Öffnung 40 des Gehäuses 4 von außen zugänglich sind. Die Buchsen 12 sind dabei mit ihrer Achse A parallel zu der in dem Gehäuse 4 beherbergten Leiterplatte angeordnet. Die Kontaktelemente 20 sind als doppelseitige Stiftkontakte 22 ausgebildet und können geeigneter Weise mittels Drehkontakten bereitgestellt werden.
Fig. 5A zeigt das Gehäuse 4 und die zweiten Kontaktelemente 20 von Fig. 4B zusammen mit einem Isolierkörper 21 zur Beherbergung der zweiten Kontaktelemente 20 der zweiten Schnittstelle 2, und Fig. 5B zeigt die zweiten Kontaktelemente 20 in dem Isolierkörper 21 beherbergt, so dass die zweite Schnittstelle 2 mit dem vollständig mit den zweiten Kontaktelementen 20 bestückten Isolierkörper 21 bereitgestellt ist. Fig. 5B zeigt dabei die zweite Schnittstelle 2 von ihrer dem Inneren des Gehäuses 4 und der Wand des Gehäuses 4 zugewandten Seite.
Der Isolierkörper 21 ist formschlüssig mit der Öffnung 40 des Gehäuses 4 derart ausgebildet, dass bei einer Anordnung des bestückten Isolierkörpers 21 an seiner bestimmungsgemäßen Position an der Öffnung 40 des Gehäuses 4 die als Kontaktstifte 22 ausgebildeten und aus dem Isolierkörper 21 heraus ragenden Kontaktelemente 20 sich in das Innere des Gehäuses 4 erstrecken und bestimmungsgemäß in die Buchsen 12 der ersten Kontaktelemente 10 eingeführt sind, so dass ein Kontakt der ersten Kontaktelemente 10 mit den zweiten Kontaktelementen 20 bereitgestellt ist.
Zur Beherbergung der zweiten Kontaktelemente 20 in dem zweiten Isolierkörper 21 ist der Isolierkörper 21 aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet und weist eine vorbestimmte Dicke und/oder eine vorbestimmte Innenkontur auf, die mit der Kontur der zweiten Kontaktelemente 20 derart korrespondiert, dass die zweiten Kontaktelemente 20 in den Isolierkörper 21 derart eingeführt werden können, so dass sie ortsfest in dem Isolierkörper 21 beherbergt und fixiert sind.
Fig. 6A zeigt hierzu das Gehäuse 4 von Fig. 5A mit der an dem Gehäuse 4 und der ersten Schnittstelle 1 montierten zweiten Schnittstelle 2, so dass eine eingangs beschriebene doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle nach einer Ausführung der Erfindung bereitgestellt ist, und Fig. 6B zeigt die an dem Gehäuse 4 und der Leiterplatte 3 bestimmungsgemäß angeordnete doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle von Fig. 6A in einer teilweise transparenten Darstellung wobei der Übersichtlichkeit halber in Fig. 6B lediglich ein zweites Kontaktelement 20 und zwei erste Kontaktelemente 10 dargestellt sind.
Die zweite Schnittstelle 2 ist mit ihrem Isolierkörper 21 an ihrer bestimmungsgemäßen Position an der Öffnung 40 des Gehäuses 4 mit einer Wand des Gehäuses 4 verschraubt, wobei die sich in das Innere des Gehäuses 4 erstreckenden Kontaktstifte 22 der zweiten Kontaktelemente 20 der zweiten Schnittstelle 2 bestimmungsgemäß in die Buchsen 12 der ersten Kontaktelemente 10 eingeführt sind, wonach ein Kontakt der ersten Kontaktelemente 10 der ersten Schnittstelle 1 mit den zweiten Kontaktelementen 20 der zweiten Schnittstelle 2 bereitgestellt ist. Für einen Toleranzausgleich einer Toleranz der Position der im Inneren des Gehäuses 4 befindlichen ersten Schnittstelle 2 kann die Öffnung 40 des Gehäuses 4 und/oder der Isolierkörper 21 und/oder insbesondere dessen Bohrungen für Befestigungsschrauben ein vorbestimmtes Übermaß aufweisen.
Die außenseitig des Gehäuses 4 zugänglichen Enden der zweiten Kontaktelemente 20 sind bei dieser Ausführung der Erfindung ebenfalls als Stiftkontakte ausgebildet und stellen jeweils einen von außerhalb des Gehäuses 4 zugänglichen Anschluss bereit, wobei die zweite Schnittstelle 2 insbesondere zum Anschluss eines Steckverbinders 5 geeignet ausgebildet ist.
Fig. 7A zeigt hierzu die doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle von Fig. 6A in einer vergrößerten Darstellung aus einer anderen Perspektive, und Fig. 7B zeigt einen drei in der Zeichnung nicht dargestellte Kontaktelemente aufweisenden Steckverbinder, der auf die zweite Schnittstelle 2 gesteckt ist und auf diese Weise mit der doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle verbunden ist. Die nicht dargestellten Kontaktelemente des Steckverbinders 5 können geeignete Buchsenkontaktelemente sein, die mit den als doppelseitiger Stiftkontakt 22 ausgebildeten zweiten Kontaktelementen 20 korrespondieren.
Mittels einer beschriebenen doppelseitigen und/oder zweiteiligen Schnittstelle einer Ausführung der Erfindung werden beim Stecken und/oder Lösen des Steckverbinders 5 auftretende Steck- und/oder Ziehkräfte vorteilhaft von dem Gehäuse 4 und/oder der zweiten Schnittstelle 2 aufgenommen, wonach die Leiterplatte 3 vor unerwünschten Belastungen geschützt ist und eine besonders zuverlässige doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle insbesondere zum Anschluss eines Steckverbinders 5 bereitgestellt ist, die dabei für eine wünschenswerte Vielzahl von Steckzyklen geeignet ausgelegt ist.
Die doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle ist insbesondere zum Anschluss eines Leistungsanschlussverbinders geeignet ausgebildet, wobei die Schnittstelle drei erste 10 und zweite 20 Kontaktelemente zum Anschluss einer Phase, eines N-Leiters und eines PE-Leiters aufweist. Beispielsweise kann die Leiterplatte 3 eine Leiterplatte 3 einer Leistungsversorgungseinheit insbesondere eines Computer Servers sein.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste

1: Schnittstelle
10: Kontaktelement, Stanzbiegekontakt, Leiterplattenkontakt
100: zentraler Abschnitt
11: Isolierkörper
110: Festsetzungskontur
12: Buchse
13: Fuß

2: Schnittstelle
20: Kontaktelement, Drehkontakt
21: Isolierkörper
22: Stift, Stiftkontakt

3: Leiterplatte
30: Anschluss

4: Gehäuse
40: Öffnung

5: Steckverbinder

A: Achse
R: Richtung

Claims

Schnittstelle für eine elektrische Kontaktierung einer in einem Gehäuse (4) beherbergten Leiterplatte (3), wobei die Schnittstelle als doppelseitige und/oder zweiteilige Schnittstelle (1, 2) mittels einer ersten (1) und zweiten (2) Schnittstelle ausgebildet ist, mit den Merkmalen:
die erste Schnittstelle (1) weist als Leiterplattenkontakt (10) zum elektrischen Kontakt mit wenigstens einem Anschluss (30) der Leiterplatte (3) wenigstens ein erstes Kontaktelement (10) auf;

die zweite Schnittstelle (2) weist wenigstens ein zweites Kontaktelement (20) auf;

die zweite Schnittstelle (2) ist derart korrespondierend mit der ersten Schnittstelle (1) und zur ortsfesten Anordnung und/oder Fixierung an einer Öffnung (40) des Gehäuses (4) ausgebildet,

dass

das erste (10) und zweite (20) Kontaktelement miteinander in Kontakt gebracht sind, wobei

das zweite Kontaktelement (20) einen Anschluss bereitstellt, der von außerhalb des Gehäuses (4) kontaktierbar ist, wobei die zweite Schnittstelle (2) mittels einem zweiten Isolierkörper (21) bereitgestellt ist, der formschlüssig mit der Öffnung (40) des Gehäuses (4) ausgebildet ist, und in dem das zweite Kontaktelement (20) derart ortsfest beherbergt ist, dass sich ein Ende des zweiten Kontaktelements (20) in das Innere des Gehäuses (4) erstreckt und ein Ende des zweiten Kontaktelements (20) den von außerhalb des Gehäuses (4) kontaktierbaren Anschluss bereitstellt;

dadurch gekennzeichnet, dass

der zweite Isolierkörper (21) derart ausgebildet ist und/oder an dem Gehäuse (4) derart angeordnet ist und/oder eine Innenkontur aufweist, die mit einer Kontur des zweiten Kontaktelements (20) formschlüssig derart zusammenwirkt, dass auf den von außerhalb des Gehäuses (4) kontaktierbaren Anschluss wirkende Steck- und/oder Ziehkräfte von dem zweiten Isolierkörper (21) der zweiten Schnittstelle (2) und/oder dem Gehäuse (4) aufgenommen werden, und wobei das erste Kontaktelement (10) korrespondierend mit dem zweiten Kontaktelement (20) angeordnet und ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement (10) eine Buchse (12) mit einer Achse (A) aufweist, und das zweite Kontaktelement (20) zumindest gehäuseinnenseitig als Stiftkontakt (22) ausgebildet ist, und wobei der Stiftkontakt (22) in die Buchse (12) eingeführt ist, und

das erste Kontaktelement (10) ein Stanzbiegekontakt (10) mit einem flachen zentralen Abschnitt (100) und mit einem an den zentralen Abschnitt (100) anschließenden gebogenen Abschnitt ist, mittels dem die Buchse (12) bereitgestellt ist, wobei sich an einer ersten Seite des zentralen Abschnitts (100) des Stanzbiegekontakts (10) wenigstens ein Fuß (13) in einer ersten Richtung (R) erstreckt, wobei der Fuß (13) zur Verbindung mit dem Anschluss (30) der Leiterplatte (3) vorgesehen ist, und

an einer zweiten Seite des zentralen Abschnitts (100) mittels einer Biegung des Stanzbiegekontakts (10) die Buchse (12) mit der Achse (A) ausgebildet ist, die zur Verbindung mit dem Stiftkontakt (22) der zweiten Schnittstelle (2) vorgesehen ist.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei die Buchse (12) mit ihrer Achse (A) parallel zu der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktelement (10) zumindest teilweise in einem ersten Isolierkörper (11) beherbergt ist.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Vielzahl von ersten Kontaktelementen (10) und/oder Füßen (13) und/oder zweiten Kontaktelementen (20), wobei die ersten Kontaktelemente (10) und/oder die zweiten Kontaktelemente (20) und/oder die Füße (13) jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei
die ersten (10) und/oder zweiten (20) Kontaktelemente jeweils parallel zueinander angeordnet sind.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelle (1, 2) zum Anschluss eines Leistungsanschlussverbinders an den von außen zugänglichen Anschluss des zweiten Kontaktierelements (20) der zweiten Schnittstelle (2) geeignet ausgebildet ist, wobei die Schnittstelle (1, 2) drei erste (10) und zweite (20) Kontaktelemente zum Anschluss einer Phase, eines N-Leiters und eines PE-Leiters aufweist und/oder die Schnittstelle (1, 2) fünf erste (10) und zweite (20) Kontaktelemente zum Anschluss dreier Phasen, eines N-Leiters und eines PE-Leiters aufweist.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Schnittstelle (2) gehäuseaußenseitig zum Anschluss eines Steckverbinders (5) an den von außen zugänglichen Anschluss des zweiten Kontaktierelements (20) geeignet ausgebildet ist, wobei
der Steckverbinder (5) wenigstens ein Kontaktelement aufweist, das korrespondierend mit dem zweiten Kontaktelement (20) zum Anschluss an den mittels dem zweiten Kontaktelement (20) bereitgestellten und von außerhalb des Gehäuses (4) kontaktierbaren Anschluss ausgebildet ist.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Richtung (R) und die Achse (A) senkrecht zueinander angeordnet sind.
Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktelement (10) eine Vielzahl von Füßen (13) aufweist, die sich an der ersten Seite des zentralen Abschnitts in die erste Richtung (R) erstrecken, wobei die Füße (13) für eine entsprechende Vielzahl von Anschlüssen (30) der Leiterplatte (3) vorgesehen sind, und wobei die Füße (13) in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind.