EP3989368A1 - Elektrischer steckverbinder, verbindungselement und leiterplattenanordnung - Google Patents

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EP3989368A1
EP3989368A1 EP20202798.3A EP20202798A EP3989368A1 EP 3989368 A1 EP3989368 A1 EP 3989368A1 EP 20202798 A EP20202798 A EP 20202798A EP 3989368 A1 EP3989368 A1 EP 3989368A1
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EP
European Patent Office
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connector
electrical
printed circuit
circuit board
conductor contact
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20202798.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Gruber
Johannes HEUBECK
Christian Dandl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to US17/505,898 priority patent/US11916340B2/en
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Definitions

  • the invention relates to an electrical plug connector, having an outer conductor contact element with a plurality of elastic spring tabs and a dielectric support element.
  • PCBs printed circuit boards
  • Multiple circuit boards are often provided within a common electronic system in order to distribute the circuits spatially in a housing, for example, or to connect different modules of a modular system to one another.
  • an electrical connection is required between the various printed circuit boards for signal and/or energy exchange.
  • printed circuit board connectors are often used, which are electrically and mechanically connected to the respective printed circuit board, for example directly (as a "two-piece” board-to-board connection).
  • an additional connector also known as an "adapter” or “bullet”
  • the printed circuit board connectors or board-to-board connectors mentioned are often designed to compensate for a radial offset, a rotational offset, an angular offset and/or an offset in the distance between the two printed circuit boards.
  • a connector to compensate for a rotational and radial offset is, for example, in EP 2 490 304 A2 suggested.
  • the connector of EP 2 490 304 A2 has a contact element, for example an outer conductor contact element, which is formed from loop-like structures.
  • the outer conductor contact element is wound in a helical shape in order to enable sufficient contact pressure.
  • the outer conductor contact element is with the helical turns are provided with orthogonal turns to provide the ability to compensate for potential misalignment in a blind mating operation.
  • the known connectors have various problems. On the one hand, the production of a contact element with such complex windings, such as in the EP 2 490 304 A2 proposed, comparatively complex. Furthermore, the known plug connectors generally lack sufficient mechanical stability when plugged in. Finally, the connector is suitable EP 2 490 304 A2 also only to a limited extent for use in high-frequency technology and takes up a comparatively large amount of space along the longitudinal axis due to its complex winding structure along its axial extent.
  • the object of the present invention is to provide an electrical connector that is able to compensate for an offset between electrical devices, preferably with high mechanical stability and advantageous electrical properties at the same time.
  • An electrical connector is provided, in particular for producing an electrical and mechanical connection between a first electrical device (preferably a first circuit board) assigned to the connector and a second electrical device (preferably a second circuit board).
  • the connector is preferably electrically and mechanically connected to the first device and can be connected to a further connector assigned to the second device (for example the connecting element described below or a corresponding mating connector).
  • the connector according to the invention has an outer conductor contact element with a plurality of elastic spring tabs and a dielectric support element.
  • the deformability or the elasticity of the spring shackles can be selected in such a way that a sufficient radial contact force is provided to produce a mechanically stable electrical connection with a corresponding mating connector, for which the spring shackles can bend sufficiently reversibly (also for the offset compensation described below), however, without experiencing irreversible plastic deformation.
  • a plastic deformation of the spring shackles can also be provided.
  • the spring shackles are arranged with a respective rear end in a ring around the longitudinal axis of the connector and are attached directly or indirectly to an electrical device (in particular the aforementioned first electrical device, preferably a first printed circuit board) or are set up to to be attachable directly or indirectly to an electrical device.
  • the spring tabs are also supported laterally on the dielectric support element with a respective front, free end section.
  • the "end section” mentioned is preferably an axial section along the longitudinal axis of the respective spring shackle, which extends from the front end of the spring shackle over a certain axial length, for example over a length of up to 50% of the total length of the spring shackle , preferably over a length of up to 40% of the total length of the spring shackle, particularly preferably over a length of up to 30% of the total length of the spring shackle, more preferably over a length of up to 20% of the total length of the spring shackle, for example only over one Length of up to 10% of the total length of the spring tab or less, e.g. B. up to 5%, up to 4%, up to 3% or up to 2%.
  • front refers to the plug-side end of the connector intended for connection to the mating connector and the term “rear” to the the rear end facing away from the front end, for example the end of the connector for connection to the electrical device.
  • the support element can be displaced laterally relative to the electrical device or is set up to be displaced laterally relative to the electrical device.
  • the support element can be laterally displaceable relative to the rear end of the plug connector.
  • a lateral displacement is understood here as a displacement of the support element in which the central axis of the support element is displaced relative to the electrical device or to the rear end of the connector, i.e. in particular a displacement between the central axis of the support element and the longitudinal axis of the connector. Provision can be made for the support element to be tilted at least slightly during the lateral displacement. However, an exclusively parallel displacement of the support element relative to the electrical device or the rear end of the plug connector is preferably provided.
  • the support element is preferably not mechanically fixed to the electrical device and/or to the rear end of the plug connector and/or to the rear ends of the spring shackles.
  • the support member may be axially spaced from the electrical device, the rear end of the connector, and/or the rear ends of the spring tabs.
  • the support element extends exclusively along the front end section of the spring tabs.
  • a self-centering structure of a plug connector can be provided in an advantageous manner.
  • the connector according to the invention has the dielectric support element that can be displaced relative to the electrical device for supporting the front end sections of the spring tabs, the outer conductor contact element can have a high level of elasticity to compensate for an offset between the connector and the mating connector (in particular a low bending stiffness in the lateral direction), wherein the connector maintains high mechanical stability at the same time due to the supporting function of the support element and the attachment of the rear end of the spring tabs to the electrical device.
  • the dielectric support member is preferably able to "float" between the forward end portions of the spring tabs. In this way, a particularly stable mechanical guide can be provided with offset compensation at the same time. If there is a lateral offset or a radial offset between the devices to be connected, for example printed circuit boards, the spring shackles that are more heavily loaded by the offset can shift the dielectric support element and thus press the spring shackles that are less loaded and the optionally available inner conductor contact element into the central position.
  • the plug connector can be advantageously suitable for connecting any electrical devices.
  • the connector can also be used, for example, to connect electrical cables (especially if at least one of the cables is fixed to a housing component) or to connect housing parts of an electrical module, for example a filter module .
  • the connection for example, of a printed circuit board to a cable or a module can also be provided.
  • any combination of electrical devices to be connected to one another can result.
  • provision can also be made for arranging a plurality of plug connectors according to the invention in a common multiple connector.
  • the connector can be any connector type.
  • An electrical plug connector for use in high-frequency technology (HF plug connector) is particularly preferably provided.
  • the connector can be designed in particular for transmitting signals in the MHz to THz range, for example for transmitting signals from 1 MHz to 100 GHz, preferably 5 MHz to 70 GHz.
  • the connector can also be used for the transmission of electrical DC signals, for example for Power supply.
  • a superimposed signal transmission can also be provided, after which an HF signal is modulated onto a DC signal.
  • the outer conductor contact element can be designed in one piece (for example using a spring cage described below) or in multiple parts (for example using individual, separate spring shackles).
  • the outer conductor contact element is preferably mechanically fixed to the electrical device, in particular a printed circuit board.
  • the spring shackles are supported laterally with their respective front, free end section on an outer jacket of the dielectric support element.
  • the spring tabs can thus advantageously be supported on the lateral outer surface of the support element.
  • the spring tabs are supported with their respective front, free end section within the support element, for example in lateral bores, grooves and/or recesses running along the longitudinal axis of the support element.
  • the outer conductor contact element is designed as a spring cage.
  • the spring basket is preferably attached directly or indirectly to the electrical device, e.g. B. via one or more contact surfaces or soldering pads.
  • the spring tabs can start with their respective rear end from a ring-shaped peripheral base of the spring basket.
  • a mechanically particularly stable external conductor contact element can be provided by a spring cage and the connection of the rear ends of the spring shackles to the base of the spring cage.
  • the rear ends of the spring shackles are formed in one piece with a common connection area, in particular a connection surface, or merge into the common connection area.
  • the spring shackles can be connected to one another in the form of a sleeve at their rear ends or can be arranged around a common central axis.
  • the rear ends of the spring shackles are each attached directly to the electrical device individually or in groups.
  • the spring tabs can be attached to a common connection surface or to a plurality of connection surfaces (eg a contact surface or soldering surface) of the electrical device, for example a printed circuit board or a housing component.
  • the rear ends of the spring shackles are each attached individually or in groups to a further component for an indirect connection to the electrical device.
  • the spring shackles can be fastened to a common connecting surface or to several connecting surfaces of the connecting element described below, the connecting element preferably being fastened to one or both electrical devices via the fixing plate mentioned below.
  • the spring tabs can also be fastened to an insulating element, for example the insulating body mentioned below.
  • the rear ends of the spring shackles are preferably firmly bonded to the connecting surface (in particular soldered or welded).
  • the rear ends of the spring shackles can be attached to the electrical device by any force-locking, form-locking and/or material-locking connection technology, in each case indirectly via one or more other components or preferably directly.
  • the spring shackles are fastened with their respective rear end to an insulating body accommodated in the outer conductor contact element.
  • the insulating body can preferably be mechanically connected to the electrical device, in particular the printed circuit board.
  • the rear ends of the spring shackles can be mechanically connected to one another by the insulating body, in particular if the insulating body forms the common support surface.
  • the insulating body can additionally support the spring shackles at their rear ends, that is to say, for example, further improve the mechanical stability of a spring cage.
  • the insulating body can thus form a common connection area for connecting the rear ends of the spring shackles, but if necessary also only fulfill an additional supporting function.
  • the insulating body can advantageously improve the mechanical stability of the connector.
  • the insulating body can advantageously be used for the indirect connection of the spring shackles to the electrical device.
  • the insulating body can be fastened to the electrical device in a form-fitting, force-fitting and/or cohesive manner.
  • the insulating body is preferably accommodated coaxially in the outer conductor contact element.
  • the dielectric support element is also preferably accommodated coaxially in the outer conductor contact element.
  • the insulator may be spaced from the support member along the longitudinal axis of the connector.
  • the support element is preferably not mechanically connected to the insulating body, but can be displaced laterally/laterally, preferably parallel, relative to the insulating body.
  • the insulating body and/or the support element are preferably fixed in the outer conductor contact element, in particular fixed in a force-fitting and/or form-fitting manner (axially or pull-out-proof and/or radially and/or rotation-proof or twist-proof).
  • the insulator can have bar-shaped latching elements, for example latching lugs, which can be inserted into corresponding latching recesses of the outer conductor contact element in order to enable radial and/or axial and/or rotational or torsion-proof fixing of the outer conductor contact element on the insulator.
  • latching lugs for example latching lugs
  • the insulating body can optionally have attachment means for attachment to the electrical device.
  • the insulating body can be used to fix the connector to, for example, a printed circuit board, a housing component or a cable.
  • the insulating body can have a guide channel (or a plurality of guide channels) for the at least one inner conductor contact element, which will be described below.
  • the insulating body can optionally be designed in multiple parts, in particular in two parts.
  • the production of the insulating body as an injection molded part can also be provided.
  • the respective front end sections of the spring tabs are bent in the direction of the rear end.
  • the spring tabs can, for example, be bent between 90° and 180°, preferably between 120° and 180°, particularly preferably between 150° and 180°, more preferably between 170° and 180°.
  • the spring tabs can also be bent by less than 90° or by more than 180°.
  • the spring tabs are preferably bent through 180° or at least approximately through 180°.
  • the spring shackles can have precisely one or also a plurality of bending points with different bending radii. Sections running in a straight line can also be provided between several bending points.
  • All spring tabs are preferably bent over. If necessary, however, it can also be provided that only individual spring tabs are bent over. For example, a first group of spring tabs can be bent over and a second group of spring tabs can be unbent over or bent over in the opposite direction.
  • the respective front end sections are bent over (towards the outside) pointing away from the longitudinal axis of the plug connector.
  • the respective front end sections are bent over in the direction of the longitudinal axis of the connector (“inwards”), in which case the spring shackles can be folded over the support element, particularly in this case (preferably, but not necessarily).
  • Bending the front end section of the spring shackles in the direction of the rear end of the spring shackles can allow a particularly good optimization possibility for the contact pressure.
  • the contact pressure can be optimized by the geometry of the bent section, in particular by the width of the spring tabs, the thickness of the spring tabs and/or the length of the spring tabs and the spring deflection of the bent portion of the spring tabs.
  • the geometry of the non-bent section of the spring shackles can be optimized in terms of the width of the spring shackles, thickness of the spring shackles and length of the spring shackles, as well as the spring deflection of the non-bent section of the spring shackles with regard to a slight radial bend to compensate for offset, without having to compromise between contact pressure and elasticity a conflict of objectives arises for offset compensation, as is the case with the connectors of the prior art.
  • the support element has laterally arranged passages, in particular passages distributed along its outer casing, in which the respective front end sections of the spring shackles are accommodated.
  • a particularly good support and guidance of the spring shackles can be provided at their front end section by the passages.
  • the passages can be designed as bores, material recesses, grooves or preferably between spoke-like or web-like elevations on the outer casing.
  • the spoke-like or web-like elevations can optionally have recesses or undercuts in order to provide a form-fitting receptacle for the spring shackles.
  • the connector has one or more stop elements in order to specify a maximum deflection for the support element and the spring shackles.
  • the stop elements are preferably formed by the elevations protruding laterally from the support element and/or the guide bodies described below. In this way, an end stop for the lateral displacement of the Supporting element are provided within an outer conductor of a mating connector.
  • the stop elements are formed by limiting elements which are arranged on an end face of the insulating body facing the supporting element and/or which are arranged on an end face of the supporting element facing the insulating body. In this way, an end stop for the lateral displacement of the support element relative to the insulating body can be provided.
  • the support element can thus be designed to provide a radial end stop between the connector and the corresponding mating connector. This can prevent the spring shackles from being overloaded.
  • the respective front end sections of the spring shackles have recesses with which the front end sections are hooked into respective guide bodies protruding laterally from the support element.
  • the guide bodies preferably protrude as elevations from the outer jacket of the support element and can be designed, for example, in the manner of a pin, bolt or plate (in principle, any desired cross section can be provided).
  • the guide bodies can protrude through the recesses of the spring tabs. Mechanical play can optionally be provided between the guide body and recess, in particular if the guide bodies are latched in the recesses. However, the guide bodies can also be pressed or locked in the recesses without play.
  • the guide bodies can optionally have chamfers, other bevels and/or a conical taper to facilitate insertion or latching into the recesses.
  • the spring shackles form a rectilinear course, a curved course or a stepped course between the front end section and the rear end.
  • a rectilinear course of the spring shackles can enable particularly cost-effective production. Furthermore, spring shackles that run in a straight line enable better or simpler electrical adjustment.
  • the outer conductor contact element or the spring cage can be designed as a slotted tube.
  • the spring shackles form a twisted course along their longitudinal extension.
  • the twisted course can extend, for example, along the front end section, starting from the rear end of the spring tabs, or be formed between the front end section and the rear end.
  • a torsion in the longitudinal direction of the spring tabs can allow a comfortable adjustment of the contact pressure.
  • the torsional rigidity of the spring shackle can be varied depending on the torsional moment of inertia of the spring shackle and the shear modulus of the material.
  • the flexural rigidity of the spring shackle can be optimized as a function of the modulus of elasticity of the spring shackle and the area moment of inertia of the spring shackle to determine the radial bending for offset compensation.
  • the plug connector has at least one inner conductor contact element, which extends through the outer conductor contact element and through the support element (and optionally through the insulating body).
  • the inner conductor contact element is preferably guided coaxially within the outer conductor contact element.
  • any number of inner conductor contact elements can be provided, for example exactly one inner conductor contact element (preferred), two inner conductor contact elements, three inner conductor contact elements, four inner conductor contact elements, five Inner conductor contact elements, six inner conductor contact elements, seven inner conductor contact elements, eight inner conductor contact elements or even more inner conductor contact elements.
  • outer conductor of the outer conductor contact element is not to be understood to mean that an inner conductor contact element is mandatory. If necessary, the plug connector can also exclusively have a single conductor (the outer conductor contact element).
  • the inner conductor contact element is designed as a flat contact. In this way, elasticity can be provided along a first spatial direction.
  • the inner conductor contact element in particular an inner conductor contact element designed as a flat contact, can optionally form a twisted course along its longitudinal extent.
  • the inner conductor contact element is preferably twisted by 90°.
  • the inner conductor contact element can preferably enable elasticity in both lateral dimensions.
  • the torsion can result in a particularly advantageous articulated connection in particular when the torsion runs along the shortest possible axial section and/or as close as possible to the end of the inner conductor contact element facing the printed circuit board.
  • the torsion can preferably also be arranged adjacent to a bending point of an angled inner conductor contact element.
  • the spring tabs and the at least one inner conductor contact element are twisted along the same direction of rotation.
  • the twists of the inner conductor contact element and the spring tabs extend over the same axial length or approximately the same length and/or run along the longitudinal axis of the connector along the same axial section (if possible).
  • the electric field rotated by the twisted inner conductor contact element can be carried along on the twisted outer conductor contact element. This can improve the transmission properties of the connector.
  • the inner conductor contact element can in principle be designed as desired, for example as a pin contact or socket contact.
  • the inner conductor contact element can preferably be formed from two contact springs arranged opposite one another, between which an inner conductor of the mating connector can be inserted, for example a pin-shaped or flat inner conductor of the mating connector.
  • the configuration of the inner conductor contact element as a socket contact can be preferred in order to avoid unintentional damage to the inner conductor contact element, since a socket contact does not generally protrude from the connector but is protected by the outer conductor contact element of the connector.
  • the connector according to the invention is basically suitable for any application within the entire field of electrical engineering.
  • communication technology, satellite technology, radio technology and radar technology primarily mobile radio technology
  • Possible applications of the invention can relate, for example, to so-called “Remote Radio Heads” (RRH) or “Remote Radio Units” (RRU) or other active components of a mobile radio system.
  • RRH Remote Radio Heads
  • RRU Remote Radio Units
  • the invention also relates to a connecting element for producing an electrical and mechanical connection between two electrical devices, in particular between two printed circuit boards.
  • the connecting element has a first end and a second end, with a connector according to the above and following statements being formed at each of the ends in order to connect the respective end to a mating connector of the device associated with this end.
  • the connecting element can in particular be a connecting element for connecting two printed circuit boards (also known by the terms “adapter” or “bullet”).
  • the connecting element preferably has a central section between its two ends, the central section preferably being in the form of a sleeve.
  • the connecting element is preferably rigid or non-elastic in its middle section (in particular such that the middle section does not provide any possibility of offset compensation between the electrical devices due to elasticity).
  • An offset compensation option between the electrical devices is preferably provided exclusively in the area of the first end and/or the second end of the connecting element.
  • the outer conductor contact elements of the two plug connectors of the connecting element are preferably formed in one piece, for example connected to one another along the middle section.
  • the inner conductor contact elements of the two plug connectors of the connecting element are preferably also designed in one piece.
  • the optionally available insulator of the two plug connectors can also be made in one piece.
  • the connecting element preferably has plug connectors of identical plug connector types at both of its ends. In principle, however, different connector types can also be provided at the two ends of the connecting element.
  • the invention also relates to a plug-in connection, having a plug-in connector according to the statements made above and below and a mating plug-in connector that can be connected to the plug-in connector.
  • the proposed plug-in connection can advantageously compensate for an offset between electrical devices to be connected to one another.
  • the mating connector is preferably designed as a printed circuit board connector.
  • the mating connector preferably has a sleeve-shaped outer conductor.
  • the outer conductor of the mating connector is preferably bell-shaped or has a funnel for the connector.
  • the mating connector preferably has at least one inner conductor.
  • the inner conductor can be formed in any way, for example, from two opposing contact springs, between which the inner conductor contact element of the connector can be inserted.
  • the inner conductor of the mating connector can also be designed as a flat contact or pin contact.
  • the invention also relates to an electrical arrangement, in particular a printed circuit board arrangement.
  • the arrangement has a first electrical device, preferably a first printed circuit board, and a second electrical device, preferably a second printed circuit board, which is electrically and mechanically connected to the first device.
  • the plug-in connection can be suitable for connecting any electrical devices, in particular if the electrical devices are to be brought together blindly or plugged in blindly, or if the connection is subject to comparative tolerances.
  • An offset of an external forced guidance of the plug connection can advantageously be compensated. Static overdetermination can be avoided in an advantageous manner.
  • the two electrical devices in particular printed circuit boards
  • the electrical devices for their connection form a common plug-in connection according to the above and following statements, with one of the two devices having the plug-in connector and the other device having the mating connector (this variant can also be referred to as a "two-part printed circuit board plug-in connection”. ).
  • the two devices are connected to one another by means of a connecting element as described above and below, with each of the two devices having one of the mating connectors for connection to one of the plug connectors of the connecting element (this and the following variant can also be referred to as "three-part Printed circuit board connector").
  • the electrical devices each have a connector as described above and below, which are electrically and mechanically connected by a connector assembly, the connector assembly having a first end and a second end, and a mating connector at each of the two ends is arranged, which is connected to one of the connectors.
  • the mating connector preferably has an outer conductor designed as a rigid sleeve, which in a particularly preferred embodiment has a drogue in order to facilitate plugging together with the connector.
  • the connector assembly is preferably designed as a rigid, non-resilient component.
  • a board-to-board connection with compensation for a radial offset between the longitudinal axes of the printed circuit board connectors of the two printed circuit boards can be provided in an advantageous manner.
  • the connecting element or the connector assembly in a middle section between its two ends relative to the first electrical device (in particular to the first printed circuit board) and/or to the second electrical device (in particular to the second circuit board) is fixed.
  • the spring tabs can be attached indirectly to the first and/or second electrical device via the middle section of the connecting element.
  • the electrical arrangement (in particular the printed circuit board arrangement) preferably has a fixing plate which is fixed relative to the first device/printed circuit board and/or to the second device/printed circuit board and has a through hole, with the connecting element or the connector assembly being guided through the through hole.
  • the values and parameters described here are deviations or fluctuations of ⁇ 10% or less, preferably ⁇ 5% or less, more preferably ⁇ 1% or less, and very particularly preferably ⁇ 0.1% or less of the respectively named Include value or parameter, provided that these deviations are not excluded in the implementation of the invention in practice.
  • the specification of ranges by means of initial and final values also includes all those values and fractions that are enclosed by the range specified in each case, in particular the initial and final values and a respective mean value.
  • FIG 1 shows a connector 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the connector 1 is suitable for connecting any electrical devices, for example for connecting cables, electrical modules, housing parts and in particular for connecting printed circuit boards 2, 3.
  • a printed circuit board 2, 3 is indicated by way of example in FIG mechanically connected.
  • the connector 1 has an outer conductor contact element 4 with a plurality of elastic spring tabs 5 .
  • the spring tabs 5 are arranged with a respective rear end 6 in a ring around the longitudinal axis L of the plug connector 1 .
  • the outer conductor contact element 4 is designed in one piece as a spring cage and is fastened directly to the printed circuit board 2, 3.
  • the base of the spring cage or the outer conductor contact element 4 can be placed on a corresponding contact surface 8 (cf. figure 1 )
  • the printed circuit board 2, 3 attached, for example soldered, his. on in this way, a direct attachment of the rear ends 6 of the spring tabs 5 to the printed circuit board 2, 3 can be provided.
  • the spring tabs 5 do not merge into a common base of a spring cage, as shown, but are attached individually to the printed circuit board 2, 3, preferably directly or indirectly via another component.
  • the plug connector 1 has a dielectric support element 9 .
  • the support element 9 is in figure 2 shown in a perspective individual representation.
  • the spring tabs 5 are with their respective front, free end sections 10 (see, for example, Figure 1) on an outer casing 11 (see. In particular figure 2 ) of the dielectric support member 9 is supported.
  • the support element 9 is laterally displaceable relative to the printed circuit board 2, 3, as can be seen from the arrows in FIGS Figures 1 and 2 is indicated.
  • a tilting of the support element 9 can also be provided, although a displacement that is as parallel as possible is preferred.
  • the support element 9 of the connector 1 according to figure 1 has bushings 12 distributed along its outer casing 11 (cf. figure 2 ), in which the respective front end portions 10 of the spring tabs 5 are accommodated.
  • the passages 12 are formed between spoke-like or web-like elevations 13 .
  • the spoke-like or web-like elevations 13 have recesses 14 or undercuts (cf. figure 2 ) to improve the mechanical connection with the front end portion 10 of the spring tabs 5.
  • the spring tabs 5 between the front end portion 10 and the rear end 6 on a rectilinear course In this way, a particularly simple production and good matching of the electrical properties can be made possible. It should be emphasized that the spring tabs 5 of the first exemplary embodiment can alternatively also have a curved or other course.
  • the plug connector 1 also has an inner conductor contact element 15 which extends through the outer conductor contact element 4 and the support element 9 .
  • the inner conductor contact element is 15 out coaxially within the outer conductor contact element 4 .
  • a plurality of inner conductor contact elements and a non-coaxial alignment within the outer conductor contact element 4 can also be provided.
  • the inner conductor contact element 15 is designed as a flat contact. In principle, however, the inner conductor contact element 15 can also be designed as a pin contact or socket contact, as will be described below.
  • the inner conductor contact element 15 of the connector 1 according to figure 1 is in figure 3 shown in a perspective individual representation.
  • the inner conductor contact element 15 has a contact section 16 for connection to the electrical device or the printed circuit board 2 , 3 . In figure 1 a connection of the contact section 16 to a soldering surface 17 of the printed circuit board 2, 3 is shown as an example.
  • the inner conductor contact element 15 is bent by 90° and led out laterally out of the plug connector 1 or out of the outer conductor contact element 4 .
  • the inner conductor contact element 15 can also run in a straight line and be guided out of the connector 1 or the outer conductor contact element 4 along the longitudinal axis L of the connector 1 .
  • the inner conductor contact element 15 runs in a twisted manner along its longitudinal extension.
  • a torsion of 90° is provided.
  • a defined flexibility can be provided in two spatial directions.
  • a particularly advantageous articulated connection can result in particular when the torsion, as shown in the exemplary embodiments, runs along an axial section that is as limited as possible in the region of the end of the inner conductor contact element 15 facing the printed circuit board 2, 3.
  • the torsion can in particular also be arranged adjacent to the (optional) bending point of the inner conductor contact element 15 .
  • a loop structure 18 suitable for electrical adaptation to the outer conductor contact element 4 can be provided in a middle section of the inner conductor contact element 15 .
  • the spring shackles 5 are additionally fastened with their respective rear end 6 on an insulating body 19 accommodated in the outer conductor contact element 4 .
  • the insulating body 19 of the first exemplary embodiment is shown in FIG figure 4 shown in a perspective individual representation.
  • the insulating body 19 is able to further improve the stability of the outer conductor contact element 4 and also provide guidance for the inner conductor contact element 15 .
  • the insulating body 19 can preferably have a guide channel 20 for the inner conductor contact element 15 .
  • the insulating body 19 is designed as a component that is independent of the dielectric support element 9 .
  • the respective front end sections 10 of the spring shackles 5 are bent in the direction of the rear end 6 .
  • the respective front end portions 10 of the longitudinal axis L of the connector 1 are the respective front end portions 10 of the longitudinal axis L of the connector 1 sustainable (toward "outside") bent and in the in figure 7 illustrated embodiment in the direction of the longitudinal axis L of the connector 1 (inwards) bent.
  • the spring shackles 5 are folded over the support element 9, as in FIG figure 7 implied.
  • the spring shackles 5 are preferably bent over in such a way that self-contacting or a loop occurs along the spring shackles 5 (cf. figure 7 ).
  • figure 5 is a connector 21 from the connector 1 of figure 1 and a corresponding mating connector 22 shown in a perspective sectional view.
  • the mating connector 22 is also shown in an individual representation figure 6 shown.
  • the mating connector 22 has a bell-shaped outer conductor 23 or an outer conductor with a drogue for the connector 1 .
  • the mating connector 22 also has an insulator 24 which electrically insulates the outer conductor 23 from an inner conductor 25 and which guides the inner conductor 25 coaxially within the outer conductor 23 .
  • the inner conductor 25 of the mating connector 22 is formed by two opposing contact springs, between which the inner conductor contact element 15 of the connector 1 can be inserted.
  • the mating connector 22 can also be electrically and mechanically connected to a corresponding electrical device, in particular an electrical printed circuit board 2, 3.
  • the inner conductor 25 of the mating connector 22 has, for example, a contact section 16 .
  • the spring tabs 5 of the outer conductor contact element 4 have a curved shape (similar to an S-curve), which further improves the adaptability of the outer conductor contact element 4 (alternatively, however, a straight line or some other shape can also be provided). Furthermore, the spring shackles 5 have a twisted course along their longitudinal extent in the area of the front end section 10 . The contact force of the spring shackles 5 can thus be generated from the torsional resistance and can thus be configured largely independently of the flexural rigidity.
  • Guide bodies 26 are provided on the outer casing 11 of the support element 9, in which the spring shackles 5 are each suspended (cf. in particular figure 8 in synopsis with figure 9 , which shows the connector 1 with hidden outer conductor contact element 4). A lateral displacement of the spring shackles 5 can be guided even better as a result.
  • the spring tabs 5 can have corresponding recesses 27 for the guide bodies 26 (cf. figure 10 ).
  • the guide bodies 26 can also advantageously form an end stop for the lateral displacement of the support element 9 within the outer conductor 23 of the mating connector 22 .
  • the spoke-like or web-like elevations 13 of the first exemplary embodiment can also form a corresponding end stop.
  • an insulator 19 is provided to the outer conductor contact element 4 in the region of the rear ends 6 of To support spring tabs 5 and to fix the spring tabs 5 on the insulator 19 against rotation.
  • the insulating body 19 has web-like latching elements 28 on its outer casing.
  • FIG 12 a preferred embodiment of the invention is shown.
  • the embodiment of figure 12 is basically similar to the embodiment of Figures 8 to 11 .
  • the inner conductor contact element 15 is designed like a socket and has two opposing contact springs 29 in order to contact a corresponding inner conductor 25 (for example the pin contact shown) of the mating connector 22 .
  • the inner conductor contact element 15 is protected in the outer conductor contact element 4 and does not protrude from the plug connector 1.
  • Such a structure, which is particularly (but not exclusively) suitable for a socket-like configuration of the inner conductor contact element 15, is also provided for the connecting element 30, which will be described below.
  • a socket-like inner conductor contact element 15 can also protrude from the outer conductor contact element 4 and that a pin-shaped inner conductor contact element 15 can optionally be completely accommodated in the outer conductor contact element 4 .
  • figure 13 shows a printed circuit board arrangement 31 consisting of a first printed circuit board 2 and a second printed circuit board 3 electrically and mechanically connected to the first printed circuit board 2.
  • the two printed circuit boards 2, 3 are connected to one another by means of a connecting element 30, with each of the two printed circuit boards 2, 3 having a mating connector 22 for Connection to a connector 1 of the connecting element 30 has.
  • the connecting element 30 is separately in figure 14 shown and will be described below.
  • connection between the two printed circuit boards 2, 3 can also be made directly, in which case one of the two printed circuit boards 2, 3 has the connector 1 and the other printed circuit board 3, 2 has the mating connector 22.
  • a direct connection between the two circuit boards 2, 3 - if possible in practice - is preferred.
  • the indirect connection can also be provided by the connecting element 30 shown.
  • the mating connector 22 (or possibly the connector 1) for fixing to the printed circuit board 2, 3 (or other electrical device) can also be accommodated in a passage of the printed circuit board 2, 3 or the electrical device.
  • the mating connector 22 or the connector 1 does not necessarily have to be placed on the printed circuit board 2, 3 or on the electrical device, as in figure 1 implied.
  • a connecting element 30 for connecting two printed circuit boards 2, 3 is also known by the term "bullet” or "adapter”. How particularly good in combination with figure 14
  • the connection element 30 proposed here can have a first end 32 and a second end 33, with a plug connector 1 being formed on each of the two ends 32, 33.
  • the connector 1 is designed as an example, as already in connection with figure 12 connector 1 described. In principle, however, any of the connectors 1 described above and below can be provided in order to connect the respective end 32, 33 of the connecting element 30 to a mating connector 22 of the electrical device or the printed circuit board 2, 3.
  • the connecting element 30 has a central section 34 along which the two outer conductor contact elements 4 of the plug connector 1, which are designed in one piece, are rigidly or tubularly connected to one another.
  • the respective insulating bodies 19 and inner conductor contact elements 15 of the connector 1 are also formed in one piece.
  • FIG. 15 and 16 is the circuit board assembly 31 of figure 13 shown in a perspective sectional view. while showing figure 15 a coaxial alignment in which there is no offset between the two printed circuit boards 2, 3.
  • a radial offset between the two printed circuit boards 2, 3 or between the mating connectors 22 of the respective printed circuit board 2, 3 is in figure 16 shown. It can be seen how the offset can be compensated for by the connecting element 30 according to the invention.
  • a fixing plate 35 can optionally be provided, which is fixed relative to the first circuit board 2 and/or to the second circuit board 3 (the fixation is not shown).
  • the fixing plate 35 can have a through hole 36 through which the connecting element 30 is passed through, whereby finally the connecting element 30 is fixed in its middle section 34 relative to the first printed circuit board 2 and/or to the second printed circuit board 3 .
  • An offset between the printed circuit boards 2, 3 can thus preferably be compensated for exclusively in the area of the two ends 32, 33 of the connecting element 30 by the dielectric support element 9 being displaced accordingly.
  • FIG 17 shows a perspective sectional view of a fifth exemplary embodiment of the plug connector 1 according to the invention.
  • the plug connector 1 shown essentially corresponds to the plug connector 1 of the fourth exemplary embodiment in FIG.
  • the additional stop element is designed as a ring-shaped peripheral limiting element 37 on an end face of the insulating body 19 facing the support element 9 .
  • the annular limiting element 37 provides an end stop for the lateral displacement of the support element 9 relative to the insulating body 19, whereby a maximum deflection of the spring shackles 5 (and thus their mechanical overload) can also be limited in the unplugged state or independently of the mating connector 22 .
  • the annular delimiting element 37 is arranged inside the support element 9 .
  • the delimiting element 37 can also be arranged outside of the support element 9 or can run around the support element 9 .
  • individual webs or pins can of course also be provided, which are arranged inside and/or outside of the support element 9.
  • a limiting element 37 can also be provided in all of the exemplary embodiments described above.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (1), aufweisend ein Außenleiterkontaktelement (4) mit einer Mehrzahl elastischer Federlaschen (5) und ein dielektrisches Stützelement (9). Die Federlaschen (5) sind mit einem jeweiligen hinteren Ende (6) ringförmig um die Längsachse (L) des Steckverbinders (1) umlaufend angeordnet und mittelbar oder unmittelbar an einer elektrischen Einrichtung (2, 3) befestigt. Es ist vorgesehen, dass die Federlaschen (5) mit einem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt (10) seitlich auf dem dielektrischen Stützelement (9) abgestützt sind, wobei das Stützelement (9) relativ zu der elektrischen Einrichtung (2, 3) lateral verschiebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, aufweisend ein Außenleiterkontaktelement mit einer Mehrzahl elastischer Federlaschen und ein dielektrisches Stützelement.
  • Elektronische Systeme verfügen in der Regel über elektronische Schaltungen, die auf Leiterplatten ("Printed Circuit Boards", PCBs) durch Verschaltung mehrerer elektronischer Bauelemente implementiert sind. Häufig sind mehrere Leiterplatten innerhalb eines gemeinsamen elektronischen Systems vorgesehen, um die Schaltungen beispielsweise räumlich in einem Gehäuse zu verteilen oder um unterschiedliche Module eines modularen Systems miteinander zu verbinden. In der Regel ist bei diesem Aufbau eine elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Leiterplatten für einen Signal- und/oder Energieaustausch erforderlich.
  • Um zwei Leiterplatten miteinander zu verbinden, werden häufig Leiterplattensteckverbinder verwendet, die mit der jeweiligen Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden sind, beispielsweise unmittelbar (als "zweiteilige" Board-zu-Board-Verbindung). Optional kann zwischen den beiden Leiterplattensteckverbindern auch ein zusätzliches Verbindungselement eingesetzt werden (auch unter den Begriffen "Adapter" oder "Bullet" bekannt), wodurch eine "dreiteilige" Board-zu-Board-Verbindung bereitgestellt wird. Die genannten Leiterplattensteckverbinder bzw. Board-zu-Board-Verbinder sind häufig ausgelegt, einen radialen Versatz, einen rotatorischen Versatz, einen Winkelversatz und/oder einen Versatz im Abstand zwischen den beiden Leiterplatten auszugleichen.
  • Ein Steckverbinder zum Ausgleich eines rotatorischen und radialen Versatzes wird beispielsweise in der EP 2 490 304 A2 vorgeschlagen. Der Steckverbinder der EP 2 490 304 A2 weist ein Kontaktelement auf, beispielsweise ein Außenleiterkontaktelement, das aus schleifenartigen Strukturen gebildet ist. In den zur Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder vorgesehenen Abschnitten ist das Außenleiterkontaktelement helixförmig gewunden, um einen ausreichenden Kontaktdruck zu ermöglichen. In einem mittleren Abschnitt ist das Außenleiterkontaktelement hingegen mit zu den helixförmigen Windungen orthogonal verlaufenden Windungen versehen, um die Ausgleichsmöglichkeit für einen potentiellen Versatz bei einem blinden Steckvorgang bereitzustellen.
  • Die bekannten Steckverbinder weisen jedoch verschiedene Probleme auf. Einerseits ist die Herstellung eines Kontaktelements mit derart komplexen Windungen, wie beispielsweise in der EP 2 490 304 A2 vorgeschlagen, vergleichsweise aufwändig. Ferner mangelt es den bekannten Steckverbindern im gesteckten Zustand in der Regel an einer ausreichenden mechanischen Stabilität. Schließlich eignet sich der Steckverbinder der EP 2 490 304 A2 auch nur bedingt für eine Verwendung in der Hochfrequenztechnik und nimmt entlang der Längsachse durch seine komplexe Windungsstruktur entlang seiner axialen Erstreckung einen vergleichsweise großen Bauraum ein.
  • In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der einen Versatz zwischen elektrischen Einrichtungen auszugleichen vermag, vorzugsweise bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität und vorteilhaften elektrischen Eigenschaften.
  • Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Es ist ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen, insbesondere zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen einer dem Steckverbinder zugeordneten, ersten elektrischen Einrichtung (vorzugsweise einer ersten Leiterplatte) und einer zweiten elektrischen Einrichtung (vorzugsweise einer zweiten Leiterplatte). Vorzugsweise ist der Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit der ersten Einrichtung verbunden und kann mit einem weiteren, der zweiten Einrichtung zugeordneten Steckverbinder (beispielsweise dem nachfolgend beschriebenen Verbindungselement oder einem korrespondierenden Gegensteckverbinder) verbunden werden.
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist ein Außenleiterkontaktelement mit einer Mehrzahl elastischer Federlaschen und ein dielektrisches Stützelement auf.
  • Die Deformierbarkeit bzw. die Elastizität der Federlaschen kann derart gewählt sein, dass zur Herstellung einer mechanisch stabilen elektrischen Verbindung mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder eine ausreichende radiale Kontaktkraft bereitstellt wird, wofür sich die Federlaschen ausreichend reversibel verbiegen können (auch für den nachfolgend noch beschriebenen Versatzausgleich), ohne jedoch eine irreversible plastische Verformung zu erfahren. In Sonderfällen, beispielsweise im Falle der Notwendigkeit eines besonders großen Toleranzausgleichs, kann allerdings auch eine plastische Verformung der Federlaschen vorgesehen sein.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Federlaschen mit einem jeweiligen hinteren Ende ringförmig um die Längsachse des Steckverbinders umlaufend angeordnet und mittelbar oder unmittelbar an einer elektrischen Einrichtung (insbesondere der vorstehend genannten ersten elektrischen Einrichtung, vorzugsweise einer ersten Leiterplatte) befestigt sind bzw. dazu eingerichtet sind, um mittelbar oder unmittelbar an einer elektrischen Einrichtung befestigbar zu sein. Die Federlaschen sind außerdem mit einem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt seitlich auf dem dielektrischen Stützelement abgestützt.
  • Bei dem genannten "Endabschnitt" handelt es sich vorzugsweise um einen axialen Abschnitt entlang der Längsachse der jeweiligen Federlasche, der sich ausgehend von dem vorderen Ende der Federlasche über eine gewisse axiale Länge erstreckt, beispielsweise über eine Länge von bis zu 50% der Gesamtlänge der Federlasche, vorzugsweise über eine Länge von bis zu 40% der Gesamtlänge der Federlasche, besonders bevorzugt über eine Länge von bis zu 30% der Gesamtlänge der Federlasche, weiter bevorzugt über eine Länge von bis zu 20% der Gesamtlänge der Federlasche, beispielsweise auch nur über eine Länge von bis zu 10% der Gesamtlänge der Federlasche oder weniger, z. B. bis zu 5%, bis zu 4%, bis zu 3% oder bis zu 2%.
  • Insofern im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auf die relative Angaben "vorne" und "hinten" Bezug genommen wird, so ist die Angabe "vorne" auf das zur Verbindung mit dem Gegensteckverbinder vorgesehene, steckerseitige Ende des Steckverbinders bezogen und die Angabe "hinten" auf das von dem vorderen Ende abgewandte, hintere Ende bezogen, beispielsweise das Ende des Steckverbinders zur Verbindung mit der elektrischen Einrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Stützelement relativ zu der elektrischen Einrichtung lateral verschiebbar ist bzw. dazu eingerichtet ist, um relativ zu der elektrischen Einrichtung lateral verschiebbar zu sein. Insbesondere kann das Stützelement relativ zu dem hinteren Ende des Steckverbinders lateral verschiebbar sein.
  • Unter einer lateralen Verschiebung wird vorliegend eine Verschiebung des Stützelements verstanden, bei der die Mittelachse des Stützelements relativ zu der elektrischen Einrichtung bzw. zu dem hinteren Ende des Steckverbinders verschoben wird, insbesondere also eine Verschiebung zwischen der Mittelachse des Stützelements und der Längsachse des Steckverbinders. Es kann vorgesehen sein, dass das Stützelement während der lateralen Verschiebung zumindest geringfügig verkippt wird. Vorzugsweise ist allerdings eine ausschließlich parallele Verschiebung des Stützelements relativ zu der elektrischen Einrichtung bzw. dem hinteren Ende des Steckverbinders vorgesehen.
  • Vorzugsweise ist das Stützelement nicht an der elektrischen Einrichtung und/oder an dem hinteren Ende des Steckverbinders und/oder den hinteren Enden der Federlaschen mechanisch fixiert. Das Stützelement kann beispielsweise von der elektrischen Einrichtung, dem hinteren Ende des Steckverbinders und/oder den hinteren Enden der Federlaschen axial beabstandet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich das Stützelement ausschließlich entlang des vorderen Endabschnitts der Federlaschen erstreckt.
  • Auf vorteilhafte Weise kann ein selbstzentrierender Aufbau eines Steckverbinders bereitgestellt werden.
  • Dadurch, dass der erfindungsgemäße Steckverbinder zum Abstützen der vorderen Endabschnitte der Federlaschen das relativ zu der elektrischen Einrichtung verschiebbare dielektrische Stützelement aufweist, kann das Außenleiterkontaktelement eine hohe Elastizität zum Ausgleich eines Versatzes zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder aufweisen (insbesondere eine geringe Biegesteifigkeit in lateraler Richtung), wobei der Steckverbinder durch die stützende Funktion des Stützelements und die Befestigung des hinteren Endes der Federlaschen an der elektrischen Einrichtung gleichzeitig eine hohe mechanische Stabilität beibehält.
  • Das dielektrische Stützelement kann sich zwischen den vorderen Endabschnitten der Federlaschen vorzugsweise "schwimmend" bewegen. Auf diese Weise kann eine besonders stabile mechanische Führung bei gleichzeitigem Versatzausgleich bereitgestellt werden. Bei einem seitlichen/lateralen Versatz bzw. einem radialen Versatz zwischen den miteinander zu verbindenden Einrichtungen, beispielsweise Leiterplatten, können die durch den Versatz stärker belasteten Federlaschen das dielektrische Stützelement verschieben und dadurch die weniger belasteten Federlaschen sowie das optional vorhandene Innenleiterkontaktelement in die zentrische Position drücken.
  • Es kann vorzugsweise ein radialer Versatz zwischen den Längsachsen der an der Steckverbindung beteiligten Steckverbindern, ein rotatorischer Versatz zwischen den an der Steckverbindung beteiligten Steckverbindern, ein Winkelversatz zwischen den Längsachsen der an der Steckverbindung beteiligten Steckverbindern und/oder ein Versatz im Abstand zwischen den durch die beteiligten Steckverbinder miteinander zu verbindenden Einrichtungen (beispielsweise Leiterplatten) ausgeglichen werden.
  • Bereits an dieser Stelle sei erwähnt, dass sich der Steckverbinder zur Verbindung beliebiger elektrischer Einrichtungen vorteilhaft eignen kann. Obwohl die Verbindung zweier Leiterplatten ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet ist, kann der Steckverbinder beispielsweise auch zur Verbindung von elektrischen Kabeln (insbesondere, wenn zumindest eines der Kabel an einem Gehäusebauteil fixiert ist) oder zur Verbindung von Gehäuseteilen eines elektrischen Moduls, beispielsweise eines Filtermoduls, verwendbar sein. Auch die Verbindung beispielsweise einer Leiterplatte mit einem Kabel oder einem Modul kann vorgesehen sein. Grundsätzlich können sich beliebige Kombinationen miteinander zu verbindender elektrischer Einrichtungen ergeben. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, mehrere erfindungsgemäße Steckverbinder in einem gemeinsamen Mehrfachverbinder anzuordnen.
  • Bei dem Steckverbinder kann es sich um einen Steckverbinder beliebigen Steckverbindertyps handeln. Besonders bevorzugt ist ein elektrischer Steckverbinder zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik (HF-Steckverbinder) vorgesehen. Der Steckverbinder kann insbesondere für eine Übertragung von Signalen im MHz- bis THz-Bereich ausgebildet sein, beispielsweise zur Übertragung von Signalen von 1 MHz bis 100 GHz, vorzugsweise 5 MHz bis 70 GHz. Der Steckverbinder kann allerdings auch zur Übertragung von elektrischen DC-Signalen verwendbar sein, beispielsweise zur Energieversorgung. Insbesondere kann auch eine überlagerte Signalübertragung vorgesehen sein, wonach ein HF-Signal auf ein DC-Signal aufmoduliert wird.
  • Das Außenleiterkontaktelement kann einteilig (beispielsweise durch einen nachfolgend beschriebenen Federkorb) oder mehrteilig (beispielsweise durch einzelne, separate Federlaschen) ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist das Außenleiterkontaktelement an der elektrischen Einrichtung, insbesondere Leiterplatte, mechanisch fixiert.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen mit ihrem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt seitlich auf einem Außenmantel des dielektrischen Stützelements abgestützt sind. Die Federlaschen können sich somit vorteilhaft auf der seitlichen Außenfläche des Stützelements abstützen. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass sich die Federlaschen mit ihrem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt innerhalb des Stützelements abstützen, beispielsweise in seitlichen, entlang der Längsachse des Stützelements verlaufenden Bohrungen, Nuten und/oder Aussparungen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Außenleiterkontaktelement als Federkorb ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Federkorb unmittelbar oder mittelbar an der elektrischen Einrichtung befestigt, z. B. über eine oder mehrere Kontaktflächen oder Lötflächen.
  • Vorzugsweise können die Federlaschen mit ihrem jeweiligen hinteren Ende von einer ringförmig umlaufenden Basis des Federkorbs ausgehen.
  • Durch einen Federkorb und die Anbindung der hinteren Enden der Federlaschen an die Basis des Federkorbs kann ein mechanisch besonders stabiles Außenleiterkontaktelement bereitgestellt werden.
  • Besonders bevorzugt sind die hinteren Enden der Federlaschen einteilig mit einem gemeinsamen Verbindungsbereich ausgebildet, insbesondere einer Verbindungsfläche, beziehungsweise gehen in den gemeinsamen Verbindungsbereich über.
  • Die Federlaschen können an ihren hinteren Enden hülsenförmig miteinander verbunden sein bzw. um eine gemeinsame Mittelachse herum angeordnet sein.
  • Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Federlaschen mit ihren hinteren Enden jeweils einzeln oder in Gruppen unmittelbar an der elektrischen Einrichtung befestigt sind. Beispielsweise können die Federlaschen an einer gemeinsamen Verbindungsfläche oder an mehreren Verbindungsflächen (z. B. einer Kontaktfläche oder Lötfläche) der elektrischen Einrichtung, beispielsweise einer Leiterplatte oder einem Gehäusebauteil, befestigt sein.
  • Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen mit ihren hinteren Enden jeweils einzeln oder in Gruppen an einem weiteren Bauteil für eine mittelbare Verbindung mit der elektrischen Einrichtung befestigt sind. Beispielsweise können die Federlaschen an einer gemeinsamen Verbindungsfläche oder an mehreren Verbindungsflächen des nachfolgend noch beschriebenen Verbindungselements befestigt sein, wobei das Verbindungselement vorzugsweise über die nachfolgend noch genannte Fixierplatte an einer oder beiden elektrischen Einrichtungen befestigt ist. Außerdem kann auch eine Befestigung der Federlaschen an einem Isolierelement, beispielsweise dem nachfolgend genannten Isolierkörper, vorgesehen sein.
  • Die hinteren Enden der Federlaschen sind auf der Verbindungsfläche vorzugsweise stoffschlüssig befestigt (insbesondere verlötet oder verschweißt).
  • Grundsätzlich kann die Befestigung der hinteren Enden der Federlaschen an der elektrischen Einrichtung durch eine beliebige kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungstechnik erfolgen, jeweils mittelbar über eines oder mehrere weitere Bauteile oder vorzugsweise unmittelbar.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen mit ihrem jeweiligen hinteren Ende auf einem in dem Außenleiterkontaktelement aufgenommenen Isolierkörper befestigt sind.
  • Der Isolierkörper kann vorzugsweise mechanisch mit der elektrischen Einrichtung, insbesondere der Leiterplatte, verbunden sein.
  • Durch den Isolierkörper können die Federlaschen mit ihren hinteren Enden mechanisch miteinander verbunden sein, insbesondere wenn der Isolierkörper die gemeinsame Stützfläche ausbildet. Alternativ kann der Isolierkörper die Federlaschen an ihren hinteren Enden zusätzlich abstützen, also beispielsweise die mechanische Stabilität eines Federkorbes weiter verbessern. Der Isolierkörper kann somit einen gemeinsamen Verbindungsbereich zur Verbindung der hinteren Enden der Federlaschen ausbilden, gegebenenfalls aber auch nur eine ergänzende stützende Funktion erfüllen. Der Isolierkörper kann die mechanische Stabilität des Steckverbinders vorteilhaft verbessern. Der Isolierkörper kann vorteilhaft zur mittelbaren Verbindung der Federlaschen mit der elektrischen Einrichtung verwendbar sein. Der Isolierkörper kann an der elektrischen Einrichtung formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt sein.
  • Vorzugsweise ist der Isolierkörper koaxial in dem Außenleiterkontaktelement aufgenommen. Auch das dielektrische Stützelement ist vorzugsweise koaxial in dem Außenleiterkontaktelement aufgenommen.
  • Der Isolierkörper kann von dem Stützelement entlang der Längsachse des Steckverbinders beabstandet sein. Vorzugsweise ist das Stützelement nicht mit dem Isolierkörper mechanisch verbunden, sondern relativ zu dem Isolierköper lateral / seitlich, vorzugsweise parallel, verschiebbar.
  • Vorzugsweise sind der Isolierkörper und/oder das Stützelement in dem Außenleiterkontaktelement fixiert, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig fixiert (axial bzw. auszugssicher und/oder radial und/oder rotationssicher bzw. verdrehsicher).
  • Der Isolierkörper kann stegförmige Rastelemente aufweisen, beispielsweise Rastnasen, die in korrespondierende Rastausnehmungen des Außenleiterkontaktelements eingefügt werden können, um eine radiale und/oder axiale und/oder rotatorische bzw. verdrehsichere Fixierung des Außenleiterkontaktelements auf dem Isolierkörper zu ermöglichen.
  • Der Isolierkörper kann optional Befestigungsmittel zur Befestigung an der elektrischen Einrichtung aufweisen. Der Isolierkörper kann zur Festlegung des Steckverbinders an beispielsweise einer Leiterplatte, einem Gehäusebauteil oder einem Kabel dienen.
  • Der Isolierkörper kann einen Führungskanal (oder mehrere Führungskanäle) für das nachfolgend noch beschriebene wenigstens eine Innenleiterkontaktelement aufweisen.
  • Um eine einfache Montage des wenigstens einen Innenleiterkontaktelements in dem Isolierkörper zu ermöglichen kann der Isolierkörper gegebenenfalls mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Auch die Herstellung des Isolierkörpers als Spritzgussteil kann vorgesehen sein.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen vorderen Endabschnitte der Federlaschen in Richtung auf das hintere Ende umgebogen sind.
  • Die Federlaschen können beispielsweise zwischen 90° und 180° umgebogen sein, vorzugsweise zwischen 120° und 180° umgebogen sein, besonders bevorzugt zwischen 150° und 180° umgebogen sein, weiter bevorzugt zwischen 170° und 180° umgebogen sein. Gegebenenfalls können die Federlaschen aber auch um weniger als 90° oder um mehr als 180° gebogen sein. Vorzugsweise sind die Federlaschen um 180° oder zumindest annähernd um 180° umgebogen.
  • Die Federlaschen können entlang des vorderen Endabschnitts genau eine oder aber auch mehrere Biegestellen mit verschiedenen Biegeradien aufweisen. Zwischen mehreren Biegestellen können auch geradlinig verlaufende Abschnitte vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise sind alle Federlaschen umgebogen. Es kann gegebenenfalls aber auch vorgesehen sein, dass nur einzelne Federlaschen umgebogen sind. Beispielsweise kann eine erste Gruppe von Federlaschen umgebogen und eine zweite Gruppe von Federlaschen nicht umgebogen oder in die entgegengesetzte Richtung umgebogen sein.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen vorderen Endabschnitte von der Längsachse des Steckverbinders wegweisend (nach "außen") umgebogen sind. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen vorderen Endabschnitte in Richtung auf die Längsachse des Steckverbinders (nach "innen") umgebogen sind, wobei die Federlaschen insbesondere in diesem Fall (vorzugsweise, aber nicht zwingend), über das Stützelement umgeschlagen sein können.
  • Ein Umbiegen des vorderen Endabschnitts der Federlaschen in Richtung auf das hintere Ende der Federlaschen kann eine besonders gute Optimierungsmöglichkeit für den Kontaktdruck erlauben. Der Kontaktdruck kann durch die Geometrie des umgebogenen Abschnitts optimiert werden, insbesondere durch die Breite der Federlaschen, die Dicke der Federlaschen und/oder die Länge der Federlaschen sowie den Federweg des umgebogenen Abschnitts der Federlaschen. Gleichzeitig kann die Geometrie des nicht gebogenen Abschnitts der Federlaschen hinsichtlich Breite der Federlaschen, Dicke der Federlaschen und Länge der Federlaschen sowie durch den Federweg des nicht gebogenen Abschnitts der Federlaschen im Hinblick auf eine leichte radiale Biegung zum Versatzausgleich optimiert werden, ohne dass zwischen Kontaktdruck und Elastizität zum Versatzausgleich ein Zielkonflikt entsteht, wie dies bei den Steckverbindern des Standes der Technik der Fall ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stützelement seitlich angeordnete Durchführungen aufweist, insbesondere entlang seines Außenmantels verteilt angeordnete Durchführungen, in denen die jeweiligen vorderen Endabschnitte der Federlaschen aufgenommen sind.
  • Durch die Durchführungen kann eine besonders gute Abstützung und Führung der Federlaschen an ihrem vorderen Endabschnitt bereitgestellt werden.
  • Die Durchführungen können als Bohrungen, Materialaussparungen, Nuten oder vorzugsweise zwischen speichen- oder stegartigen Erhöhungen auf dem Außenmantel ausgebildet sein. Die speichen- oder stegartigen Erhöhungen können optional Rücksprünge bzw. Hinterschneidungen aufweisen, um eine formschlüssige Aufnahme für die Federlaschen bereitzustellen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder eines oder mehrere Anschlagelemente aufweist, um eine Maximalauslenkung für das Stützelement und die Federlaschen vorzugeben.
  • Vorzugsweise sind die Anschlagelemente durch die seitlich von dem Stützelement abstehenden Erhöhungen und/oder die nachfolgend noch beschriebenen Führungskörper gebildet. Auf diese Weise kann ein Endanschlag für die laterale Verschiebung des Stützelements innerhalb eines Außenleiters eines Gegensteckverbinders bereitgestellt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Anschlagelemente durch Begrenzungselemente gebildet werden, die auf einer dem Stützelement zugewandten Stirnseite des Isolierkörpers angeordnet sind und/oder die auf einer dem Isolierkörper zugewandten Stirnseite des Stützelements angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Endanschlag für die laterale Verschiebung des Stützelements relativ zu dem Isolierkörper bereitgestellt werden.
  • Das Stützelement kann somit ausgebildet sein, um einen radialen Endanschlag zwischen dem Steckverbinder und dem korrespondierenden Gegensteckverbinder bereitzustellen. Hierdurch kann eine Überlastung der Federlaschen verhindert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen vorderen Endabschnitte der Federlaschen Ausnehmungen aufweisen, mit denen die vorderen Endabschnitte in seitlich von dem Stützelement abstehende jeweilige Führungskörper eingehängt sind. Die Führungskörper stehen vorzugsweise als Erhöhungen von dem Außenmantel des Stützelements ab und können beispielsweise stiftartig, bolzenartig oder plattenartig ausgebildet sein (grundsätzlich kann ein beliebiger Querschnitt vorgesehen sein).
  • Die Führungskörper können die Ausnehmungen der Federlaschen durchragen. Zwischen Führungskörper und Ausnehmung kann optional ein mechanisches Spiel vorgesehen sein, insbesondere wenn die Führungskörper in den Ausnehmungen verrastet sind. Die Führungskörper können allerdings auch spielfrei in den Ausnehmungen verpresst oder verrastet sein.
  • Um die Montage zu erleichtern, können die Führungskörper optional Fasen, sonstige Anschrägungen und/oder eine konische Verjüngung aufweisen, um ein Einführen oder Einrasten in die Ausnehmungen zu erleichtern.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen zwischen dem vorderen Endabschnitt und dem hinteren Ende einen geradlinigen Verlauf, einen kurvigen Verlauf oder einen gestuften Verlauf ausbilden.
  • Ein geradliniger Verlauf der Federlaschen kann eine besonders kostenschonende Herstellung ermöglichen. Ferner ermöglichen gerade verlaufende Federlaschen eine bessere bzw. einfachere elektrische Anpassung. In einer einfachen Variante kann das Außenleiterkontaktelement bzw. der Federkorb als geschlitztes Rohr ausgebildet sein.
  • Gleichwohl können die Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich Elastizität und Versatzausgleich bei einem kurvigen oder gestuften Verlauf der Federlaschen verbessert sein, weshalb ein kurviger oder gestufter Verlauf in der Regel bevorzugt ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen entlang ihrer Längserstreckung einen tordierten Verlauf ausbilden. Der tordierte Verlauf kann sich beispielsweise entlang des vorderen Endabschnitts erstrecken, ausgehend von dem hinteren Ende der Federlaschen verlaufen oder zwischen dem vorderen Endabschnitt und dem hinteren Ende ausgebildet sein.
  • Eine Torsion in Längsrichtung der Federlaschen kann eine komfortable Anpassung des Kontaktdrucks ermöglichen. Hierzu kann die Torsionssteifigkeit der Federlasche abhängig vom Torsionsträgheitsmoment der Federlasche und des Schubmoduls des Werkstoffs variiert werden. Gleichzeitig kann die Biegesteifigkeit der Federlasche in Abhängigkeit vom Elastizitätsmodul der Federlasche und dem Flächenträgheitsmoment der Federlasche zur Bestimmung der radialen Biegung zum Versatzausgleich optimierbar sein.
  • In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder wenigstens ein Innenleiterkontaktelement aufweist, das sich durch das Außenleiterkontaktelement und durch das Stützelement (und optional durch den Isolierkörper) erstreckt.
  • Das Innenleiterkontaktelement ist vorzugsweise koaxial innerhalb des Außenleiterkontaktelements geführt.
  • Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Innenleiterkontaktelemente vorgesehen sein, beispielsweise genau ein Innenleiterkontaktelement (bevorzugt), zwei Innenleiterkontaktelemente, drei Innenleiterkontaktelemente, vier Innenleiterkontaktelemente, fünf Innenleiterkontaktelemente, sechs Innenleiterkontaktelemente, sieben Innenleiterkontaktelemente, acht Innenleiterkontaktelemente oder noch mehr Innenleiterkontaktelemente.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Begriffsbestandteil "Außenleiter" des Außenleiterkontaktelements nicht dahingehend zu verstehen ist, dass zwingend ein Innenleiterkontaktelement vorgesehen ist. Der Steckverbinder kann ggf. auch ausschließlich einen einzigen Leiter (das Außenleiterkontaktelement) aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Innenleiterkontaktelement als Flachkontakt ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine Elastizität entlang einer ersten Raumrichtung bereitgestellt werden.
  • Optional kann das Innenleiterkontaktelement, insbesondere ein als Flachkontakt ausgebildetes Innenleiterkontaktelement, entlang seiner Längserstreckung einen tordierten Verlauf ausbilden. Vorzugsweise ist das Innenleiterkontaktelement um 90° tordiert.
  • Durch die Ausgestaltung des Innenleiterkontaktelements als Flachkontakt und die Torsion entlang der Längsachse kann das Innenleiterkontaktelement vorzugsweise eine Elastizität in beiden lateralen Dimensionen ermöglichen. Durch die Torsion kann sich insbesondere dann eine besonders vorteilhafte Gelenkverbindung ergeben, wenn die Torsion entlang eines möglichst kurzen axialen Abschnitts und/oder möglichst angrenzend an dem der Leiterplatte zugewandten Ende des Innenleiterkontaktelements verläuft. Die Torsion kann vorzugsweise auch angrenzend an eine Biegestelle eines winkligen Innenleiterkontaktelements angeordnet sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen und das wenigstens eine Innenleiterkontaktelement entlang derselben Drehrichtung tordiert sind. Vorzugsweise erstrecken sich die Tordierungen des Innenleiterkontaktelements und der Federlaschen über dieselbe axiale Länge oder annähernd dieselbe Länge und/oder verlaufen entlang der Längsachse des Steckverbinders entlang desselben axialen Abschnitts (soweit möglich).
  • Auf diese Weise kann das von dem tordierten Innenleiterkontaktelement gedrehte elektrische Feld an dem tordierten Außenleiterkontaktelement mitgeführt werden. Die Übertragungseigenschaften des Steckverbinders können dadurch verbessert sein.
  • Alternativ zur Ausgestaltung als Flachkontakt kann das Innenleiterkontaktelement allerdings grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als Stiftkontakt oder Buchsenkontakt. Bei einer Ausgestaltung als Buchsenkontakt kann das Innenleiterkontaktelement vorzugsweise aus zwei sich gegenüberliegend angeordneten Kontaktfedern ausgebildet sein, zwischen die ein Innenleiter des Gegensteckverbinders eingeführt werden kann, beispielsweise ein stiftförmiger oder flacher Innenleiter des Gegensteckverbinders.
  • Die Ausgestaltung des Innenleiterkontaktelements als Buchsenkontakt kann bevorzugt sein, um eine unbeabsichtigte Beschädigung des Innenleiterkontaktelements zu vermeiden, da ein Buchsenkontakt in der Regel nicht aus dem Steckverbinder herausragt, sondern durch das Außenleiterkontaktelement des Steckverbinders geschützt ist.
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder eignet sich grundsätzlich für beliebige Anwendungen innerhalb der gesamten Elektrotechnik. Insbesondere ist allerdings die Kommunikationstechnik, Satellitentechnik, Rundfunktechnik und Radartechnik, vornehmlich die Mobilfunktechnik, ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung. Mögliche Anwendungen der Erfindung können beispielsweise so genannte "Remote Radio Heads" (RRH) bzw. "Remote Radio Units" (RRU) oder sonstige aktive Komponenten eines Mobilfunksystems betreffen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verbindungselement zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen zwei elektrischen Einrichtungen, insbesondere zwischen zwei Leiterplatten. Das Verbindungselement weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei an jedem der Enden ein Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen ausgebildet ist, um das jeweilige Ende mit einem Gegensteckverbinder der diesem Ende zugeordneten Einrichtung zu verbinden.
  • Bei dem Verbindungselement kann es sich insbesondere um ein Verbindungselement zur Verbindung zweier Leiterplatten handeln (auch unter den Begriffen "Adapter" oder "Bullet" bekannt).
  • Das Verbindungselement weist vorzugsweise einen mittleren Abschnitt zwischen seinen beiden Enden auf, wobei der mittlere Abschnitt vorzugsweise hülsenförmig ausgebildet ist. Das Verbindungselement ist in seinem mittleren Abschnitt vorzugsweise starr bzw. nicht elastisch ausgebildet (insbesondere derart, dass der mittlere Abschnitt keine elastizitätsbedingte Versatzausgleichsmöglichkeit zwischen den elektrischen Einrichtungen bereitstellt). Eine Versatzausgleichsmöglichkeit zwischen den elektrischen Einrichtungen wird vorzugsweise ausschließlich im Bereich des ersten Endes und/oder des zweiten Endes des Verbindungselements bereitgestellt.
  • Vorzugsweise sind die Außenleiterkontaktelemente der beiden Steckverbinder des Verbindungselements einteilig ausgebildet, beispielsweise entlang des mittleren Abschnitts miteinander verbunden. Vorzugsweise sind auch die Innenleiterkontaktelemente der beiden Steckverbinder des Verbindungselements entsprechend einteilig ausgebildet. Auch der optional vorhandene Isolierkörper der beiden Steckverbinder kann entsprechend einteilig ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise weist das Verbindungselement an seinen beiden Enden Steckverbinder identischen Steckverbindertyps auf. Grundsätzlich können allerdings auch verschiedene Steckverbindertypen an den beiden Enden des Verbindungselements vorgesehen sein.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbindung, aufweisend einen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen und einen mit dem Steckverbinder verbindbaren Gegensteckverbinder.
  • Die vorgeschlagene Steckverbindung vermag auf vorteilhafte Weise einen Versatz zwischen miteinander zu verbindenden elektrischen Einrichtungen auszugleichen.
  • Der Gegensteckverbinder ist vorzugsweise als Leiterplattensteckverbinder ausgebildet.
  • Der Gegensteckverbinder weist vorzugsweise einen hülsenförmigen Außenleiter auf. Der Außenleiter des Gegensteckverbinders ist dabei vorzugsweise glockenförmig ausgeformt bzw. weist einen Fangtrichter für den Steckverbinder auf.
  • Vorzugsweise weist der Gegensteckverbinder wenigstens einen Innenleiter auf. Der Innenleiter kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise aus zwei gegenüberliegenden Kontaktfedern, zwischen die das Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders einführbar ist. Der Innenleiter des Gegensteckverbinders kann allerdings auch als Flachkontakt oder Stiftkontakt ausgebildet sein.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Anordnung, insbesondere eine Leiterplattenanordnung. Die Anordnung weist eine erste elektrische Einrichtung auf, vorzugsweise eine erste Leiterplatte, und eine mit der ersten Einrichtung elektrisch und mechanisch verbundene, zweite elektrische Einrichtung, vorzugsweise eine zweite Leiterplatte.
  • Anwendungsbedingt kann sich die Steckverbindung zur Verbindung beliebiger elektrischer Einrichtungen eignen, insbesondere wenn ein blindes Zusammenführen der elektrischen Einrichtungen bzw. ein blindes Stecken vorgesehen ist oder wenn die Verbindung vergleichsweise toleranzbehaftet ist. Ein Versatz einer äußeren Zwangsführung der Steckverbindung kann vorteilhaft ausgeglichen werden. Auf vorteilhafte Weise kann eine statische Überbestimmung vermieden werden.
  • Die beiden elektrischen Einrichtungen (insbesondere Leiterplatten) können insbesondere durch drei alternative erfindungsgemäße Varianten miteinander verbunden sein.
  • Gemäß einer ersten Variante bilden die elektrischen Einrichtungen zu deren Verbindung eine gemeinsame Steckverbindung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen aus, wobei eine der beiden Einrichtungen den Steckverbinder und die andere Einrichtung den Gegensteckverbinder aufweist (diese Variante kann ggf. auch als "zweiteilige Leiterplattensteckverbindung" bezeichnet werden).
  • Gemäß einer zweiten Variante sind die beiden Einrichtungen mittels eines Verbindungselements gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen miteinander verbunden, wobei jede der beiden Einrichtungen einen der Gegensteckverbinder zur Verbindung mit einem der Steckverbinder des Verbindungselements aufweist (diese und die nachfolgende Variante kann ggf. auch als "dreiteilige Leiterplattensteckverbindung" bezeichnet werden).
  • Gemäß einer dritten Variante weisen die elektrischen Einrichtungen jeweils einen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen auf, die elektrisch und mechanisch durch eine Verbinderbaugruppe verbunden sind, wobei die Verbinderbaugruppe ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und wobei an jedem der beiden Enden ein Gegensteckverbinder angeordnet ist, der mit einem der Steckverbinder verbunden ist. Bevorzugt weist der Gegensteckverbinder einen als starre Hülse ausgebildeten Außenleiter auf, der in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einen Fangtrichter aufweist, um ein Zusammenstecken mit dem Steckverbinder zu erleichtern. Vorzugsweise ist die Verbinderbaugruppe als starres, nicht elastisches Bauteil ausgebildet.
  • In vorteilhafter Weise kann eine Board-zu-Board-Verbindung mit Ausgleich eines radialen Versatzes zwischen den Längsachsen der Leiterplattensteckverbinder der beiden Leiterplatten bereitgestellt werden.
  • Im Gegensatz zu den bekannten versatzausgleichenden Leiterplattensteckverbindungen des Standes der Technik, bei denen das Verbindungselement ("Bullet") zwischen den beiden Steckverbindern aufgrund des Versatzausgleichs verkippt wird, kann vorliegend ein Verkippen durch das schwimmend in dem Außenleiterkontaktelement gelagerte Stützelement vermieden werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement oder die Verbinderbaugruppe in einem mittleren Abschnitt zwischen seinen beiden Enden relativ zu der ersten elektrischen Einrichtung (insbesondere zu der ersten Leiterplatte) und/oder zu der zweiten elektrischen Einrichtung (insbesondere zu der zweiten Leiterplatte) fixiert ist. Auf diese Weise können die Federlaschen über den mittleren Abschnitt des Verbindungselements mittelbar an der ersten und/oder zweiten elektrischen Einrichtung befestigt sein.
  • Vorzugsweise weist die elektrische Anordnung (insbesondere die Leiterplattenanordnung) eine relativ zu der ersten Einrichtung / Leiterplatte und/oder zu der zweiten Einrichtung / Leiterplatte fixierte Fixierplatte mit einer Durchgangsbohrung auf, wobei das Verbindungselement oder die Verbinderbaugruppe durch die Durchgangsbohrung hindurchgeführt ist.
  • Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch den Steckverbinder, das Verbindungselement, die Steckverbindung und die Leiterplattenanordnung beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
  • In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
  • Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
  • Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Figur 1
    einen Steckverbinder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und eine Leiterplatte in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 2
    das dielektrische Stützelement des Steckverbinders der Figur 1 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 3
    das Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders der Figur 1 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 4
    den Isolierkörper des Steckverbinders der Figur 1 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 5
    eine Steckverbindung aus einem Steckverbinder gemäß Figur 1 und einem korrespondierenden Gegensteckverbinder in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
    Figur 6
    den Gegensteckverbinder der Steckverbindung gemäß Figur 5 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 7
    einen Steckverbinder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in gestecktem Zustand des Gegensteckverbinders in einer Schnittdarstellung;
    Figur 8
    einen Steckverbinder gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 9
    den Steckverbinder der Figur 8 mit ausgeblendetem Außenleiterkontaktelement in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 10
    das Außenleiterkontaktelement des Steckverbinders der Figur 8 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 11
    eine Steckverbindung aus einem Steckverbinder gemäß Figur 9 und einem korrespondierenden Gegensteckverbinder in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
    Figur 12
    eine Steckverbindung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Schnittdarstellung;
    Figur 13
    eine Leiterplattenanordnung mit zwei über ein Verbindungselement miteinander verbundenen Leiterplatten und einer Fixierplatte in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 14
    das Verbindungselement der Leiterplattenanordnung der Figur 13 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
    Figur 15
    die Leiterplattenanordnung der Figur 13 in einer perspektivischen Schnittdarstellung ohne einen radialen Versatz zwischen den Leiterplatten;
    Figur 16
    die Leiterplattenanordnung der Figur 13 in einer perspektivischen Schnittdarstellung bei einem ausgeglichenen radialen Versatz zwischen den Leiterplatten; und
    Figur 17
    einen Steckverbinder gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Schnittdarstellung.
  • Figur 1 zeigt einen Steckverbinder 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Steckverbinder 1 eignet sich zur Verbindung beliebiger elektrischer Einrichtungen, beispielsweise zur Verbindung von Kabeln, elektrischen Modulen, Gehäuseteilen und insbesondere zur Verbindung von Leiterplatten 2, 3. Beispielhaft ist in Figur 1 eine Leiterplatte 2, 3 angedeutet, mit der der Steckverbinder 1 elektrisch und mechanisch verbunden ist.
  • Der Steckverbinder 1 weist ein Außenleiterkontaktelement 4 mit einer Mehrzahl elastischer Federlaschen 5 auf. Die Federlaschen 5 sind mit einem jeweiligen hinteren Ende 6 ringförmig um die Längsachse L des Steckverbinders 1 umlaufend angeordnet. Das Außenleiterkontaktelement 4 ist in den Ausführungsbeispielen einteilig als Federkorb ausgebildet und unmittelbar an der Leiterplatte 2, 3 befestigt. Die Basis des Federkorbs bzw. des Außenleiterkontaktelements 4 kann auf einer entsprechenden Kontaktfläche 8 (vgl. Figur 1) der Leiterplatte 2, 3 befestigt, beispielsweise verlötet, sein. Auf diese Weise kann eine unmittelbare Befestigung der hinteren Enden 6 der Federlaschen 5 an der Leiterplatte 2, 3 bereitgestellt werden.
  • Grundsätzlich kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Federlaschen 5 nicht in eine gemeinsame Basis eines Federkorbs übergehen, wie dargestellt, sondern einzeln an der Leiterplatte 2, 3 befestigt sind, vorzugsweise unmittelbar oder auch mittelbar über ein weiteres Bauteil.
  • Der Steckverbinder 1 weist ein dielektrisches Stützelement 9 auf. Das Stützelement 9 ist in Figur 2 in einer perspektivischen Einzeldarstellung gezeigt. Die Federlaschen 5 sind mit ihren jeweiligen vorderen, freien Endabschnitten 10 (vgl. beispielsweise Figur 1) auf einem Außenmantel 11 (vgl. insbesondere Figur 2) des dielektrischen Stützelements 9 abgestützt. Das Stützelement 9 ist relativ zu der Leiterplatte 2, 3 lateral verschiebbar, wie dies anhand der Pfeile in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. Dabei kann auch ein Verkippen des Stützelements 9 vorgesehen sein, wobei allerdings eine möglichst parallele Verschiebung bevorzugt ist.
  • Das Stützelement 9 des Steckverbinders 1 gemäß Figur 1 weist entlang seines Außenmantels 11 verteilt angeordnete Durchführungen 12 auf (vgl. Figur 2), in denen die jeweiligen vorderen Endabschnitte 10 der Federlaschen 5 aufgenommen sind. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Durchführungen 12 zwischen speichen- bzw. stegartigen Erhöhungen 13 ausgebildet. Die speichen- bzw. stegartigen Erhöhungen 13 weisen Rücksprünge 14 bzw. Hinterschneidungen auf (vgl. Figur 2), um die mechanische Verbindung mit dem vorderen Endabschnitt 10 der Federlaschen 5 zu verbessern.
  • In dem in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Federlaschen 5 zwischen dem vorderen Endabschnitt 10 und dem hinteren Ende 6 einen geradlinigen Verlauf auf. Auf diese Weise können eine besonders einfache Herstellung und eine gute Anpassung der elektrischen Eigenschaften ermöglicht werden. Es sei betont, dass die Federlaschen 5 des ersten Ausführungsbeispiels alternativ auch einen kurvigen oder einen sonstigen Verlauf aufweisen können.
  • Der Steckverbinder 1 weist in den Ausführungsbeispielen außerdem ein Innenleiterkontaktelement 15 auf, das sich durch das Außenleiterkontaktelement 4 und das Stützelement 9 erstreckt. In den Ausführungsbeispielen ist das Innenleiterkontaktelement 15 koaxial innerhalb des Außenleiterkontaktelements 4 geführt. Grundsätzlich können allerdings auch mehrere Innenleiterkontaktelemente sowie eine nicht-koaxiale Ausrichtung innerhalb des Außenleiterkontaktelements 4 vorgesehen sein.
  • Der dargestellte Steckverbindertyp ist lediglich beispielhaft zu verstehen; die Erfindung eignet sich zur Verwendung mit beliebigen Steckverbindertypen.
  • In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 11 ist das Innenleiterkontaktelement 15 als Flachkontakt ausgebildet. Grundsätzlich kann das Innenleiterkontaktelement 15 allerdings auch als Stiftkontakt oder Buchsenkontakt ausgebildet sein, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Das Innenleiterkontaktelement 15 des Steckverbinders 1 gemäß Figur 1 ist in Figur 3 in einer perspektivischen Einzeldarstellung gezeigt. Zur Verbindung mit der elektrischen Einrichtung bzw. der Leiterplatte 2, 3 weist das Innenleiterkontaktelement 15 einen Kontaktabschnitt 16 auf. In Figur 1 ist beispielhaft eine Verbindung des Kontaktabschnitts 16 mit einer Lötfläche 17 der Leiterplatte 2, 3 dargestellt.
  • Das Innenleiterkontaktelement 15 ist in den Ausführungsbeispielen um 90° gebogen und seitlich aus dem Steckverbinder 1 bzw. aus dem Außenleiterkontaktelement 4 herausgeführt. Grundsätzlich kann das Innenleiterkontaktelement 15 allerdings auch geradlinig verlaufen und entlang der Längsachse L des Steckverbinder 1 aus dem Steckverbinder 1 bzw. dem Außenleiterkontaktelement 4 herausgeführt sein.
  • In den Ausführungsbeispielen verläuft das Innenleiterkontaktelement 15 entlang seiner Längserstreckung tordiert. Dabei ist eine Torsion um 90° vorgesehen. Auf diese Weise kann, insbesondere wenn das Innenleiterkontaktelement 15 als Flachkontakt ausgebildet ist oder flache Abschnitte aufweist (wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 12 der Fall), eine definierte Flexibilität in zwei Raumrichtungen bereitgestellt werden. Eine besonders vorteilhafte Gelenkverbindung kann sich insbesondere dann ergeben, wenn die Torsion, so wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, entlang eines möglichst begrenzten axialen Abschnitts im Bereich des der Leiterplatte 2, 3 zugewandten Endes des Innenleiterkontaktelements 15 verläuft. Die Torsion kann insbesondere auch angrenzend an die (optionale) Biegestelle des Innenleiterkontaktelements 15 angeordnet sein.
  • In einem mittleren Abschnitt des Innenleiterkontaktelements 15 kann eine für eine elektrische Anpassung an das Außenleiterkontaktelement 4 geeignete Schleifenstruktur 18 vorgesehen sein.
  • In den Ausführungsbeispielen sind die Federlaschen 5 mit ihrem jeweiligen hinteren Ende 6 ergänzend auf einem in dem Außenleiterkontaktelement 4 aufgenommenen Isolierkörper 19 befestigt. Der Isolierkörper 19 des ersten Ausführungsbeispiels ist beispielhaft in Figur 4 in einer perspektivischen Einzeldarstellung gezeigt.
  • Der Isolierkörper 19 vermag die Stabilität des Außenleiterkontaktelements 4 weiter zu verbessern und außerdem eine Führung für das Innenleiterkontaktelement 15 bereitzustellen. Der Isolierkörper 19 kann vorzugsweise einen Führungskanal 20 für das Innenleiterkontaktelement 15 aufweisen. In den Ausführungsbeispielen ist der Isolierkörper 19 als von dem dielektrischen Stützelement 9 unabhängiges Bauteil ausgebildet.
  • In den in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die jeweiligen vorderen Endabschnitte 10 der Federlaschen 5 in Richtung auf das hintere Ende 6 umgebogen. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 6 sind die jeweiligen vorderen Endabschnitte 10 von der Längsachse L des Steckverbinders 1 wegweisend (nach "außen") umgebogen und in dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung auf die Längsachse L des Steckverbinders 1 (nach "innen") umgebogen.
  • Insbesondere wenn die vorderen Endabschnitte 10 in Richtung auf die Längsachse L des Steckverbinders 1 umgebogen sind, kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen 5 über das Stützelement 9 umgeschlagen sind, wie in Figur 7 angedeutet. Vorzugsweise sind die Federlaschen 5 dabei derart umgebogen, dass eine Selbstkontaktierung bzw. eine Schleife entlang der Federlaschen 5 entsteht (vgl. Figur 7).
  • In Figur 5 ist eine Steckverbindung 21 aus dem Steckverbinder 1 der Figur 1 und einem korrespondierenden Gegensteckverbinder 22 in einer perspektivischen Schnittdarstellung gezeigt. Der Gegensteckverbinder 22 ist in einer Einzeldarstellung außerdem in Figur 6 dargestellt.
  • Der Gegensteckverbinder 22 weist einen glockenartigen Außenleiter 23 bzw. einen Außenleiter mit einem Fangtrichter für den Steckverbinder 1 auf. Der Gegensteckverbinder 22 weist außerdem einen Isolator 24 auf, der den Außenleiter 23 von einem Innenleiter 25 elektrisch isoliert und der den Innenleiter 25 koaxial innerhalb des Außenleiters 23 führt. Der Innenleiter 25 des Gegensteckverbinders 22 ist durch zwei sich gegenüberliegende Kontaktfedern ausgebildet, zwischen die das Innenleiterkontaktelement 15 des Steckverbinders 1 eingeführt werden kann. Auch der Gegensteckverbinder 22 kann mit einer korrespondierenden elektrischen Einrichtung, insbesondere einer elektrischen Leiterplatte 2, 3, elektrisch und mechanisch verbunden sein. Der Innenleiter 25 des Gegensteckverbinder 22 weist hierzu beispielhaft einen Kontaktabschnitt 16 auf.
  • In den Figuren 8 bis 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 gezeigt. Die Federlaschen 5 des Außenleiterkontaktelements 4 weisen einen kurvigen Verlauf auf (ähnlich einer S-Kurve), was die Anpassbarkeit des Außenleiterkontaktelements 4 weiter verbessert (alternativ kann aber auch ein geradliniger oder ein sonstiger Verlauf vorgesehen sein). Des Weiteren weisen die Federlaschen 5 entlang ihrer Längserstreckung einen tordierten Verlauf im Bereich des vorderen Endabschnitts 10 auf. Die Kontaktkraft der Federlaschen 5 kann somit aus dem Torsionswiderstand generiert werden und damit weitgehend unabhängig von der Biegesteifigkeit gestaltet sein.
  • Auf dem Außenmantel 11 des Stützelements 9 sind Führungskörper 26 vorgesehen, in die die Federlaschen 5 jeweils eingehängt sind (vgl. insbesondere Figur 8 in Zusammenschau mit Figur 9, die den Steckverbinder 1 mit ausgeblendetem Außenleiterkontaktelement 4 zeigt). Eine seitliche Verschiebung der Federlaschen 5 kann hierdurch noch besser geführt sein. Die Federlaschen 5 können korrespondierende Ausnehmungen 27 für die Führungskörper 26 aufweisen (vgl. Figur 10). Die Führungskörper 26 können außerdem vorteilhaft einen Endanschlag für die laterale Verschiebung des Stützelements 9 innerhalb des Außenleiters 23 des Gegensteckverbinders 22 ausbilden. Alternativ können beispielsweise auch die speichen- bzw. stegartigen Erhöhungen 13 des ersten Ausführungsbeispiels einen entsprechenden Endanschlag ausbilden.
  • Auch in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 8 bis 11 ist ein Isolierkörper 19 vorgesehen, um das Außenleiterkontaktelement 4 im Bereich der hinteren Enden 6 der Federlaschen 5 zu stützen und um die Federlaschen 5 auf dem Isolierkörper 19 verdrehsicher zu fixieren. Für eine verdrehsichere Fixierung im Bereich der hinteren Enden 6 der Federlaschen 5 weist der Isolierkörper 19 auf seinem Außenmantel stegförmige Rastelemente 28 auf.
  • In Figur 12 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der Figur 12 ähnelt grundsätzlich dem Ausführungsbeispiel der Figuren 8 bis 11. Allerdings ist das Innenleiterkontaktelement 15 buchsenartig ausgebildet und weist zwei sich gegenüberliegende Kontaktfedern 29 auf, um einen korrespondierenden Innenleiter 25 (beispielsweise den dargestellten Stiftkontakt) des Gegensteckverbinders 22 zu kontaktieren. Das Innenleiterkontaktelement 15 ist in dem Außenleiterkontaktelement 4 geschützt und ragt nicht aus dem Steckverbinder 1 heraus. Ein derartiger Aufbau, der sich insbesondere (aber nicht ausschließlich) für eine buchsenartige Ausgestaltung des Innenleiterkontaktelements 15 eignet, ist auch für das nachfolgend noch beschriebene Verbindungselement 30 vorgesehen. An dieser Stelle sei noch betont, dass auch ein buchsenartiges Innenleiterkontaktelement 15 aus dem Außenleiterkontaktelement 4 herausragen kann und dass auch ein stiftförmiges Innenleiterkontaktelement 15 gegebenenfalls vollständig in dem Außenleiterkontaktelement 4 aufgenommen sein kann.
  • Figur 13 zeigt eine Leiterplattenanordnung 31 aus einer ersten Leiterplatte 2 und einer mit der ersten Leiterplatte 2 elektrisch und mechanisch verbundenen zweiten Leiterplatte 3. Die beiden Leiterplatten 2, 3 sind mittels eines Verbindungselements 30 miteinander verbunden, wobei jede der beiden Leiterplatten 2, 3 einen Gegensteckverbinder 22 zur Verbindung mit einem Steckverbinder 1 des Verbindungselements 30 aufweist. Das Verbindungselement 30 ist separat in Figur 14 dargestellt und wird nachfolgend noch beschrieben.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten 2, 3 auch unmittelbar erfolgen kann, wobei in diesem Fall eine der beiden Leiterplatten 2, 3 den Steckverbinder 1 und die andere Leiterplatte 3, 2 den Gegensteckverbinder 22 aufweist. Grundsätzlich ist eine unmittelbare Verbindung zwischen den beiden Leiterplatten 2, 3 - sofern in der Praxis möglich - bevorzugt. Es kann aber auch die mittelbare Verbindung durch das dargestellte Verbindungselement 30 vorgesehen sein.
  • Wie sich gut in den Figuren 13, 15 und 16 erkennen lässt, kann der Gegensteckverbinder 22 (oder ggf. auch der Steckverbinder 1) zur Festlegung an der Leiterplatte 2, 3 (oder an einer sonstigen elektrischen Einrichtung) auch in einer Durchführung der Leiterplatte 2, 3 bzw. der elektrischen Einrichtung aufgenommen sein. Der Gegensteckverbinder 22 oder der Steckverbinder 1 muss damit nicht zwingend auf der Leiterplatte 2, 3 bzw. auf der elektrischen Einrichtung aufgesetzt sein, wie in Figur 1 angedeutet.
  • Ein Verbindungselement 30 zur Verbindung zweier Leiterplatten 2, 3 ist auch unter dem Begriff "Bullet" oder "Adapter" bekannt. Wie sich besonders gut in Zusammenschau mit Figur 14 ergibt, kann das vorliegend vorgeschlagene Verbindungselement 30 ein erstes Ende 32 und ein zweites Ende 33 aufweisen, wobei an jedem der beiden Enden 32, 33 ein Steckverbinder 1 ausgebildet ist. Der Steckverbinder 1 ist beispielhaft ausgebildet, wie der bereits im Zusammenhang mit Figur 12 beschriebene Steckverbinder 1. Grundsätzlich kann allerdings ein beliebiger der vorstehend und nachfolgend beschriebenen Steckverbinder 1 vorgesehen sein, um das jeweilige Ende 32, 33 des Verbindungselements 30 mit einem Gegensteckverbinder 22 der elektrischen Einrichtung bzw. der Leiterplatte 2, 3 zu verbinden.
  • Das Verbindungselement 30 weist einen mittleren Abschnitt 34 auf, entlang dem die beiden einteilig ausgeführten Außenleiterkontaktelemente 4 der Steckverbinder 1 starr bzw. rohrförmig miteinander verbunden sind. Auch die jeweiligen Isolierkörper 19 und Innenleiterkontaktelemente 15 der Steckverbinder 1 sind einteilig ausgebildet.
  • In den Figuren 15 und 16 ist die Leiterplattenanordnung 31 der Figur 13 in einer perspektivischen Schnittdarstellung gezeigt. Dabei zeigt Figur 15 eine koaxiale Ausrichtung, bei der kein Versatz zwischen den beiden Leiterplatten 2, 3 vorliegt. Ein radialer Versatz zwischen den beiden Leiterplatten 2, 3 bzw. zwischen den Gegensteckverbindern 22 der jeweiligen Leiterplatte 2, 3 ist in Figur 16 gezeigt. Dabei ist erkennbar, wie der Versatz durch das Verbindungselement 30 erfindungsgemäß ausgeglichen werden kann.
  • Um ein Verkippen des Verbindungselements 30 zu vermeiden, kann optional eine Fixierplatte 35 vorgesehen sein, die relativ zu der ersten Leiterplatte 2 und/oder zu der zweiten Leiterplatte 3 fixiert ist (die Fixierung ist nicht dargestellt). Die Fixierplatte 35 kann eine Durchgangsbohrung 36 aufweisen, durch die das Verbindungselement 30 hindurchgeführt ist, wodurch schließlich das Verbindungselement 30 in seinem mittleren Abschnitt 34 relativ zu der ersten Leiterplatte 2 und/oder zu der zweiten Leiterplatte 3 fixiert ist. Ein Ausgleich eines Versatzes zwischen den Leiterplatten 2, 3 kann damit vorzugsweise ausschließlich im Bereich der beiden Enden 32, 33 des Verbindungselements 30 erfolgen, indem das dielektrische Stützelement 9 entsprechend verschoben wird.
  • Figur 17 zeigt in einer perspektivischen Schnittdarstellung ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1. Der dargestellte Steckverbinder 1 entspricht im Wesentlichen dem Steckverbinder 1 des vierten Ausführungsbeispiels der Figur 12, weist allerdings ein weiteres Anschlagelement auf, um eine Maximalauslenkung für das Stützelement 9 und die Federlaschen 5 vorzugeben. Das zusätzliche Anschlagelement ist als ringförmig umlaufendes Begrenzungselement 37 auf einer dem Stützelement 9 zugewandten Stirnseite des Isolierkörpers 19 ausgebildet. Durch das ringförmige Begrenzungselement 37 wird ein Endanschlag für die laterale Verschiebung des Stützelements 9 relativ zu dem Isolierkörper 19 bereitgestellt, wodurch eine Maximalauslenkung der Federlaschen 5 (und damit deren mechanische Überlastung) auch im nicht gesteckten Zustand bzw. unabhängig von dem Gegensteckverbinder 22 begrenzt werden kann. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 17 ist das ringförmige Begrenzungselement 37 innerhalb des Stützelements 9 angeordnet. Das Begrenzungselement 37 kann alternativ oder zusätzlich auch außerhalb des Stützelements 9 angeordnet sein bzw. um das Stützelement 9 umlaufen. Alternativ zu einem ringförmigen Begrenzungselement 37 können selbstverständlich auch einzelne Stege oder Stifte vorgesehen sein, die innerhalb und/oder außerhalb des Stützelements 9 angeordnet sind. Ein Begrenzungselement 37 kann grundsätzlich auch bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.

Claims (15)

  1. Elektrischer Steckverbinder (1), aufweisend ein Außenleiterkontaktelement (4) mit einer Mehrzahl elastischer Federlaschen (5) und ein dielektrisches Stützelement (9), wobei die Federlaschen (5) mit einem jeweiligen hinteren Ende (6) ringförmig um die Längsachse (L) des Steckverbinders (1) umlaufend angeordnet und mittelbar oder unmittelbar an einer elektrischen Einrichtung (2, 3) befestigt sind, und wobei die Federlaschen (5) mit einem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt (10) seitlich auf dem dielektrischen Stützelement (9) abgestützt sind, und wobei das Stützelement (9) eingerichtet ist, relativ zu der elektrischen Einrichtung (2, 3) lateral verschiebbar zu sein.
  2. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federlaschen (5) mit ihrem jeweiligen vorderen, freien Endabschnitt (10) seitlich auf einem Außenmantel (11) des dielektrischen Stützelements (9) abgestützt sind.
  3. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federlaschen (5) mit ihrem jeweiligen hinteren Ende (6) auf einem in dem Außenleiterkontaktelement (4) aufgenommenen Isolierkörper (19) befestigt sind, wobei der Isolierkörper (19) vorzugsweise stegförmige Rastelemente aufweist, die in korrespondierende Rastausnehmungen des Außenleiterkontaktelements (4) einfügbar sind, um eine radiale, rotatorische und/oder axiale Fixierung des Außenleiterkontaktelements (4) auf dem Isolierkörper (19) zu ermöglichen.
  4. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die jeweiligen vorderen Endabschnitte (10) der Federlaschen (5) in Richtung auf das hintere Ende (6) umgebogen sind, wobei die jeweiligen vorderen Endabschnitte (10) vorzugsweise
    a) von der Längsachse (L) des Steckverbinders (1) wegweisend umgebogen sind; oder
    b) in Richtung auf die Längsachse (L) des Steckverbinders (1) umgebogen sind, wobei die Federlaschen (5) vorzugsweise über das Stützelement (9) umgeschlagen sind.
  5. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Stützelement (9) seitlich angeordnete Durchführungen (12) aufweist, in denen die jeweiligen vorderen Endabschnitte (10) der Federlaschen (5) aufgenommen sind.
  6. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federlaschen (5) entlang ihrer Längserstreckung einen tordierten Verlauf ausbilden.
  7. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die jeweiligen vorderen Endabschnitte (10) der Federlaschen (5) Ausnehmungen (27) aufweisen, mit denen die vorderen Endabschnitte (10) in seitlich von dem Stützelement (9) abstehende jeweilige Führungskörper (26) eingehängt sind.
  8. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federlaschen (5) zwischen dem vorderen Endabschnitt (10) und dem hinteren Ende (6) einen geradlinigen Verlauf, einen kurvigen Verlauf oder einen gestuften Verlauf ausbilden.
  9. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    gekennzeichnet durch
    wenigstens ein Innenleiterkontaktelement (15), das sich durch das Außenleiterkontaktelement (4) und das Stützelement (9) erstreckt, wobei das Innenleiterkontaktelement (15) entlang seiner Längserstreckung einen tordierten Verlauf ausbildet.
  10. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 6 und 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Federlaschen (5) und das wenigstens eine Innenleiterkontaktelement (15) entlang derselben Drehrichtung tordiert sind.
  11. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    gekennzeichnet durch
    eines oder mehrere Anschlagelemente, um eine Maximalauslenkung für das Stützelement (9) und die Federlaschen (5) vorzugeben, wobei die Anschlagelemente
    a) durch seitlich an dem Stützelement (9) abstehende Erhöhungen (13) und/oder Führungskörper (26) gebildet sind, die einen Endanschlag für die laterale Verschiebung des Stützelements (9) innerhalb eines Außenleiters (23) eines Gegensteckverbinders (22) ausbilden; und/oder
    b) durch Begrenzungselemente (37) gebildet sind, die auf einer dem Stützelement (9) zugewandten Stirnseite des Isolierkörpers (19) und/oder auf einer dem Isolierkörper (19) zugewandten Stirnseite des Stützelements (9) angeordnet sind, und die einen Endanschlag für eine laterale Verschiebung des Stützelements (9) relativ zu dem Isolierkörper (19) ausbilden.
  12. Verbindungselement (30) zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen zwei elektrischen Einrichtungen (2, 3), aufweisend ein erstes Ende (32) und ein zweites Ende (33), wobei an jedem der beiden Enden (32, 33) ein elektrischer Steckverbinder (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist, um das jeweilige Ende (32, 33) mit einem elektrischen Gegensteckverbinder (22) der diesem Ende (32, 33) zugeordneten elektrischen Einrichtung (2, 3) zu verbinden.
  13. Elektrische Steckverbindung (21), aufweisend einen elektrischen Steckverbinder (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und einen mit dem Steckverbinder (1) verbindbaren elektrischen Gegensteckverbinder (22).
  14. Leiterplattenanordnung (31), aufweisend eine erste elektrische Leiterplatte (2) und eine mit der ersten elektrischen Leiterplatte (2) elektrisch und mechanisch verbundene zweite elektrische Leiterplatte (3), wobei die beiden Leiterplatten (2, 3)
    a) zu deren Verbindung eine gemeinsame elektrische Steckverbindung (21) gemäß Anspruch 13 ausbilden, wobei eine der beiden Leiterplatten (2, 3) den elektrischen Steckverbinder (1) und die andere Leiterplatte (3, 2) den elektrischen Gegensteckverbinder (22) aufweist; oder
    b) mittels eines Verbindungselements (30) gemäß Anspruch 12 miteinander verbunden sind, wobei jede der beiden Leiterplatten (2, 3) einen der Gegensteckverbinder (22) zur Verbindung mit einem der elektrischen Steckverbinder (1) des Verbindungselements (30) aufweist; oder
    c) jeweils einen elektrischen Steckverbinder (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweisen, wobei die beiden Steckverbinder (1) elektrisch und mechanisch durch eine Verbinderbaugruppe verbunden sind, wobei die Verbinderbaugruppe ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und wobei an jedem der beiden Enden ein elektrischer Gegensteckverbinder (22) angeordnet ist, der mit einem der elektrischen Steckverbinder (1) verbunden ist.
  15. Leiterplattenanordnung (31) nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verbindungselement (30) in einem mittleren Abschnitt (34) zwischen seinen beiden Enden (32, 33) relativ zu der ersten Leiterplatte (2) und/oder zu der zweiten Leiterplatte (3) fixiert ist, wobei das Verbindungselement (30) vorzugsweise durch eine Durchgangsbohrung (36) einer relativ zu der ersten Leiterplatte (2) und/oder zu der zweiten Leiterplatte (3) fixierten Fixierplatte (35) hindurchgeführt ist.
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