WO2005053110A1 - Steckverbinder zur elektrischen kontaktierung von verbrauchern - Google Patents

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WO2005053110A1
WO2005053110A1 PCT/EP2004/010216 EP2004010216W WO2005053110A1 WO 2005053110 A1 WO2005053110 A1 WO 2005053110A1 EP 2004010216 W EP2004010216 W EP 2004010216W WO 2005053110 A1 WO2005053110 A1 WO 2005053110A1
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contact
housing
fixing element
connector
mediator
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PCT/EP2004/010216
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Hilmar Hegner
Walter Kreuzer
Jürgen Otto
Harald Pubrl
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Behr Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/77—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/79—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to rigid printed circuits or like structures
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6271—Latching means integral with the housing
    • H01R13/6273—Latching means integral with the housing comprising two latching arms

Definitions

  • the invention relates to a connector for electrical contacting of consumers, in particular in a bus system, with a conductor line, in particular for a heating or air conditioning system for a motor vehicle.
  • Today's vehicle air conditioning systems are controlled or regulated by a control unit which is designed as a structural unit with an operating unit which is arranged in the center console or in the dashboard.
  • the operating and control device has operating elements, such as switches, buttons, rotary knobs, etc., via the user settings, such as the desired temperature, desired air distribution, etc.. can be entered.
  • the signals entered are processed electronically in the control unit and supplied via electrical connections, usually round conductors, to the air conditioning unit, which includes an air duct housing with filters, heat exchangers, air flow control elements, actuators and, if appropriate, sensors.
  • the electrical components of the air conditioning unit, such as sensors and actuators are, for example, step adjustment motors for the Airflow control elements and the blower, electrically connected to each other.
  • contacting a flat antenna conductor structure which is integrated in a vehicle installation part, in particular a vehicle window.
  • First contacting means which are arranged on the vehicle installation part
  • second contacting means which are arranged on the body side on at least one contact foot, are provided for contacting.
  • the contacting of the first contacting means with the corresponding second contacting means takes place through a relative movement between the vehicle installation part and the contact foot during installation, the relative movement on the one hand with the contact base already installed by the vehicle installation part, for example by fitting, and on the other hand with the vehicle installation part already installed by the contact foot, for example by Push on, is executed.
  • Such contacting still leaves something to be desired.
  • Today's bus systems usually consist of round conductors with standard round conductor plug contacts and consumers, e.g. B. stepper motors with integrated electronics. If the electronics fail, the consumer, e.g. B. stepper motor, together with the electronics replaced and disposed of. The electronics can only be separated from the consumer at a very high cost.
  • the invention has for its object to provide an improved connector.
  • the connector according to the invention comprises one with a bus-capable
  • the contact mediator is preferably a flat component with an essentially rectangular basic shape, the width of which essentially corresponds to the width of the flat conductor used.
  • a double-sided circuit board is preferred for the contact broker.
  • the contact mediator is a flexible circuit board (FPC), a MID component made of plastic or an overmolded lead frame.
  • bus-compatible electronics are arranged on the surface of the contact switch. On one of the surface sides, for example the front of the contact mediator there are contact elements which are preferably elastic, e.g. B. spring contacts for contacting the contact mediator with a flat conductor or the electronics located on the contact mediator with a flat conductor.
  • the bus-compatible electronics for. B. an ASIC and various SMD components.
  • contact surfaces for contacting the contact mediator with a consumer or the electronics on the contact mediator with a consumer.
  • elastic contact elements e.g. B. spring contacts.
  • the fixing element is preferably a flat component with an essentially rectangular basic shape, the dimensions of which are greater in length and width than the corresponding dimensions of the contact agent used.
  • the fixing element has an opening, the dimensions of which essentially correspond to those of the contact mediator, so that the contact mediator can be arranged in the opening of the fixing element.
  • the fixing element can be made of plastic, for example, by injection molding. In a preferred embodiment, it has positioning aids for the arrangement of the flat conductor on the fixing element and for the arrangement of the fixing element in the housing.
  • the positioning aid for the arrangement of the flat conductor on the fixing element is preferably in the form of one or more in one piece on an outer edge of the fixing element. Forming elements formed thorns.
  • the positioning aid for the arrangement of the fixing element in the housing can be designed in the form of recesses or projections of the outer contour of the fixing element or in the form of holes or spikes. This positioning aid is preferably designed in the form of projections of the outer contour of the fixing element.
  • the housing consists of an upper shell and a lower shell, which are made of plastic, for example, by injection molding.
  • the upper shell and lower shell are preferably connected to one another by one or more elastic webs in such a way that they can be joined to the housing by collapsing, the elastic web (s) acting as hinges.
  • the upper shell and lower shell of the housing have latching means which allow the housing to be joined without additional fastening means such as screws or the like.
  • the housing has a positioning aid which corresponds to the positioning aid of the fixing element for the arrangement of the fixing element in the housing.
  • the positioning aid of the housing for the arrangement of the fixing element in the housing can be designed in the form of recesses or projections of the side walls or in the form of holes or spikes. This positioning aid is preferably designed in the form of recesses in the side walls of the upper shell and / or the lower shell of the housing, so that the projections of the outer contour of the fixing element engage in the recesses in the side walls of the housing when the housing is joined.
  • the housing has at least two openings, the first opening serving to lead through the flat conductor and the second opening serving to contact the contact mediator with a consumer or the electronics located on the contact mediator with a consumer.
  • the first opening can be formed by cutouts in one side wall of the upper shell or one side wall in the lower shell or by cutouts in each case in one side wall of the upper shell and the lower shell.
  • the second opening is formed by an opening in the upper shell or by an opening in the lower shell of the housing.
  • the flat conductor is first positioned on the fixing element.
  • the flat conductor is positioned on the positioning aid of the fixing element. If the positioning aid consists of mandrels which are integrally formed on one edge of the positioning element, the mandrels are inserted into openings in the flat conductor provided for this purpose.
  • the flat conductor is then guided over the fixing element to the opposite edge.
  • the flat conductor covers the opening of the fixing element, the dimensions of which essentially correspond to those of the contact mediator. Then the contact mediator is inserted into the opening of the fixing element in such a way that its front side touches the flat conductor and presses it into the opening of the fixing element.
  • the fixing element with the inserted contact mediator and the flat conductor running between them is then inserted into the upper shell or the lower shell of the housing and then the housing is joined, so that the flat conductor runs through the first opening of the housing and the contacts of the contact mediator for contacting a consumer. chers are accessible from the outside through the second opening of the housing.
  • the enclosing housing with the fixing element and the contact mediator now represents a so-called Smart Connector, which is connected to a flat conductor.
  • This Smart Connector is then attached to the externally accessible contacts of the contact broker for contacting a consumer in such a way that it contacts its contacts and the corresponding contacts of the consumer, e.g. B. spring contacts, an electrical connection.
  • the present invention provides an improved system for making contact between a cable harness, bus-compatible electronics and a consumer, which makes it possible to make cable harnesses inexpensive and variable, and at the same time standardize the interfaces of cable harnesses to peripheral devices.
  • the plug connector according to the invention makes it possible to standardize a cable harness, since the only difference between different variants is that the line length, the number of consumers, the number of electronics and their position change. The position of the consumers including the electronics can thus be changed in a fully automatic production of the cable harnesses solely by the software of the production plant. Cable harness production is simplified and costs are saved.
  • Another advantage of the invention is the simple replacement of the electronics or the consumer in the event of a repair, which reduces repair costs and effort.
  • the reduction in the number of contact points between the conductor and the contacts of the consumer should also be assessed positively, since the quality of the cable harness increases as a result of this reduction in contact points.
  • Fig. 1 schematically shows a surface side, e.g. the front of a contact broker for a connector in a perspective view
  • FIG. 2 is a perspective view of the back of the contact broker according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a fixing element for a connector in a perspective view
  • FIG. 6 shows the components of the connector according to the invention in a second joining step
  • Fig. 8 the contact point of a consumer
  • Fig. 9 shows the contact point of a consumer with a connected connector according to the invention.
  • a surface side e.g. the front side S1 of a contact agent 1 (also called developer unit) is shown.
  • Bus-compatible electronics 4 are arranged on the front side S1 of the contact switch 1.
  • elastic spring contacts are arranged on the front side S1 of the contact switch 1 as contact elements 6 for electrical / electronic contacting of the electronics 4 located on the contact switch 1.
  • contact surfaces 8 On the rear side S2 of the contact switch 1 there are contact surfaces 8 for the electrical / electronic contacting of the electronics 4 on the contact switch 1 with a consumer.
  • a fixing element 10 is shown, which is provided for easy assembly and secure arrangement of the contact switch 1.
  • the fixing element 10 is a flat, essentially rectangular component, the external dimensions of which are greater in length and width than the corresponding dimensions of the contact mediator 1.
  • the fixing element 10 has a rectangular opening 12, the dimensions of which essentially correspond to those of the contact mediator 1, so that the Contact intermediary 1 can be arranged in the opening 12 of the fixing element 10.
  • the fixing element 10 is made in one piece from plastic and has positioning aids P1 and P2 for the arrangement of a flat conductor 14 on the fixing element 10, as shown in FIG. 4, or for the arrangement of the fixing element 10 in the housing 16, as shown in FIG. 5.
  • the positioning aid P1 for the arrangement of the flat conductor 14 on the fixing element 10 consists of two mandrels 18 formed on an end outer edge of the fixing element 10.
  • the positioning aid P2 for the arrangement of the fixing element 10 in the housing 16 consists of two pairs of projections 20, 22 of the outer contour of the fixing element 10.
  • a first pair of projections 20 is arranged at the ends of the front outer edge of the fixing element 10, on which the two mandrels 18 are also located, while a second pair of projections 22 are located on one of the two opposite lateral outer edges of the fixing element 10 is arranged.
  • FIG. 4 shows the fixing element 10 with an inserted flat conductor 14.
  • the contact switch 1 is a rectangular, double-sided circuit board, the width of which essentially corresponds to the width of the flat conductor 14 used.
  • the front side S1 and the rear side S2 of the contact switch 1 are electrically connected to one another. 5 shows all the components - contact connector 1, fixing element 10, housing 16 and flat conductor 14 - of a plug connector 24 according to the invention in a first joining step.
  • the housing 16 is a molded plastic part which consists of an upper shell 16a, a lower shell 16b and transverse and longitudinal webs 16c connecting the upper shell 16a and the lower shell 16b.
  • the transverse web 16c does not extend over the entire width of the housing 16, but instead leaves a section at the two ends of the housing side in question, the width of which essentially corresponds to the width at the ends of the front side
  • the upper shell 16a and lower shell 16b can be joined to the housing 16 by folding them together, the transverse web 16c acting as a hinge and forming a side wall of the housing 16 in the joined state.
  • the transverse web 16c and / or the longitudinal webs 16c can be designed to be elastic or dimensionally stable.
  • Recesses 26 are provided on both sides of the transverse web 16c in the side wall of the housing 16, which are suitable for receiving the positioning aid P2 for the arrangement of the fixing element 10 in the housing 16.
  • the upper shell 16a and lower shell 16b of the housing 16 have locking elements 28 on the side opposite the crosspiece web 16c, which allow the housing 16 to be joined without additional fastening means.
  • the size and shape of the housing 16 make it possible to arrange the contact switch 1 and the fixing element 10 in the interior of the housing 16.
  • the housing 16 has a positioning aid P3 in the form of cutouts 26 in the side walls or longitudinal webs 16c of the upper shell 16a and the lower shell 16b of the housing 16, which is connected to the positioning aid P2 of the fixing element 10 correspond to the arrangement of the fixing element 10 in the housing 16, so that the projections 22 of the outer contour of the fixing element 10 engage in the cutouts 26 in the side walls of the housing 16 when the housing 16 is joined.
  • the housing 16 also has two openings 30a, 30b, the first opening 30a serving to lead through the flat conductor 14 and the second opening 30b for contacting the contact mediator 1 with a consumer or the electronics 4 located on the contact mediator 1 with one Serves consumers.
  • the first opening 30a is formed in that neither the upper shell 16a nor the lower shell 16b of the housing 16 have a side wall on the side opposite the crosspiece web 16c. As a result, this side of the housing 16 remains open in the assembled state.
  • the second opening 30b is formed by a rectangular opening in the upper shell 16a.
  • the flat conductor 14 is positioned on the fixing element 10 in the manner described.
  • the fixing element 10 is then inserted into the opened housing 16 such that the two projections 20 of the outer contour of the fixing element 10, which form the positioning aid P2 of the fixing element 10 for the arrangement of the fixing element 10 in the housing 16, engage in the two cutouts 26 that remain on both sides of the longitudinal webs 16c.
  • the contact mediator 1 is inserted into the opening 12 of the fixing element 10 such that its front side S1 touches the flat conductor 14 and presses it into the opening 12 of the fixing element 10. This creates an electrical contact between the elastic contact elements 6 on the front side S1 of the contact mediator 1 and the conductor tracks of the flat conductor ters 14.
  • the bus-compatible electronics 4 are encapsulated so that they are protected from external influences.
  • FIG. 6 shows the components of the connector 24 according to the invention in a second joining step.
  • the contact mediator 1 is inserted into the opening 12 of the fixing element 10.
  • the housing 16 is still open, and the second opening 30b, which is located in the upper shell 16a, is above the rear-facing side S2 of the contact broker 1.
  • the housing 16 is then joined by folding and latching the latching elements 28 of the upper shell 16a and the lower shell 16b.
  • FIG 7 shows the components of the connector 24 according to the invention in a third joining step.
  • the housing 16 is joined by folding and latching the latching elements 28 of the upper shell 16a and the lower shell 16b.
  • the flat conductor 14 extends through the first opening 30a of the housing 16 into it.
  • the second opening 30b of the housing 16 is positioned above the contact surfaces 8 arranged on the rear side S2 of the contact switch 1, so that the electronics 4 located on the contact switch 1 can come into contact with a consumer.
  • Elastic contact elements 36 and holding members 42 for the plug connector 24 according to the invention are located on it.
  • FIG. 9 shows the contact point 32 of a consumer 34 with the plug connector 24 according to the invention coupled.
  • the connector 24 according to the invention is inserted into the holding members 38 for the connector 24 according to the invention.
  • the second opening 30b of the housing 16 faces the elastic contact elements 36 of the contact point 32 of the consumer 34, so that there is electrical contact between these elastic contact elements 36 and the contact surfaces 8 on the rear side S2 of the contact mediator 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (24) zur elektrischen Kontaktierung von Verbrauchern (34), insbesondere in Bussystemen, mit einem Leiterstrang, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes System zur Kontaktierung zwischen einem Kabelstrang, einer busfähigen Elektronik (4) und einem Verbraucher (34) zur Verfügung gestellt, das es ermöglicht, Kabelstränge kostengünstig und variabel zu gestalten und gleichzeitig die Schnittstellen von Kabelsträngen zu Peripheriegeräten zu standardisieren.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Steckverbinder zur elektrischen Kontaktierung von Verbrauchern
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur elektrischen Kontaktierung von Verbrauchern, insbesondere in einem Bussystem, mit einem Lei- terstrang, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug.
Heutige Fahrzeugklimaanlagen werden über ein Steuergerät gesteuert bzw. geregelt, das als bauliche Einheit mit einer Bedieneinheit, die in der Mittel- konsole bzw. in der Armaturentafel angeordnet ist, ausgebildet ist. Das Bedien- und Steuergerät weist Bedienelemente, wie Schalter, Taster, Drehknöpfe usw., auf, über die Benutzereinstellungen, wie gewünschte Temperatur, gewünschte Luftverteilung etc., . eingebbar sind. Die eingegebenen Signale werden in dem Steuergerät elektronisch verarbeitet und über elektri- sehe Verbindungen, in der Regel Rundleiter, dem Klimagerät, das ein Luftführungsgehäuse mit darin angeordneten Filter, Wärmetauscher, Luftstromsteuerelementen, Aktoren und gegebenenfalls Sensoren umfasst, zugeführt. Über einen Kabelbaum sind die elektrischen Komponenten des Klimageräts, wie Sensoren und Aktoren, beispielsweise Schrittverstelimotoren für die Luftstromsteuerelemente sowie das Gebläse, elektrisch miteinander verbunden.
Die Vielzahl an Aktoren und Sensoren bringt insgesamt einen erhöhten Ver- kabelungsaufwand, d.h. auch einen erhöhten Aufwand zur Kontaktierung der einzelnen elektrischen Komponenten, und damit einhergehende Kosten mit sich. Üblicherweise erfolgt bei der Montage die elektrische Kontaktierung mittels Steckern, die bei der Montage in entsprechende Steckbuchsen gesteckt werden. Dies erfolgt entweder vor oder nach dem Einbau der entspre- chenden Komponente bzw. der elektrischen Leitung. Ferner müssen bei einer Demontage einer Komponente die Schrauben mit einem Werkzeug gelöst und die Steckverbindung getrennt werden. Ferner sind bei der Verwendung von Steckern und entsprechenden Steckbuchsen jeweils mindestens drei Kontaktstellen vorgesehen, welche allesamt potentielle Fehlerquellen darstellen.
Aus der DE 196 05 999 A1 ist eine Kontaktierung einer flächigen Antennen- leiterstruktur bekannt, welche in ein Fahrzeugeinbauteil, insbesondere eine Fahrzeugscheibe, integriert ist. Hierbei sind zur Kontaktierung erste Kontak- tierungsmittel, welche auf dem Fahrzeugeinbauteil angeordnet sind, und zweite Kontaktierungsmittel, welche karosserieseitig auf mindestens einem Kontaktfuß angeordnet sind, vorgesehen. Die Kontaktierung der ersten Kontaktierungsmittel mit den korrespondierenden zweiten Kontaktierungs- mitteln erfolgt durch eine Relativbewegung zwischen Fahrzeugeinbauteil und Kontaktfuß beim Einbau, wobei die Relativbewegung einerseits bei bereits eingebautem Kontaktfuß durch das Fahrzeugeinbauteil, beispielsweise durch Aufsetzen, andererseits bei bereits eingebautem Fahrzeugeinbauteil durch den Kontaktfuß, beispielsweise durch Aufstecken, ausgeführt wird. Eine derartige Kontaktierung lässt jedoch noch Wünsche offen. Heutige Bussysteme bestehen in der Regel aus Rundleitem mit handelsüblichen Rundleitersteckkontakten und Verbrauchern, z. B. Schrittverstelimotoren, mit integrierter Elektronik. Bei einem Ausfall der Elektronik wird der Verbraucher, z. B. Schrittverstellmotor, mitsamt der Elektronik ausgetauscht und entsorgt. Ein Trennen der Elektronik vom Verbraucher ist nur mit einem sehr hohen Kostenaufwand zu realisieren.
Bei herkömmlicher Kontaktierung wird zwischen dem Leiter und den Kontakten des Verbrauchers eine hohe Anzahl von Kontaktstellen benötigt. Gleichzeitig benötigt das Komplettsystem Rundleiter mit Stecker, Elektronik und Verbraucher relativ viel Bauraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Steckverbinder zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder umfasst einen mit einer busfähigen
Elektronik versehenen Kontaktvermittler und ein zur Anordnung des Kontaktvermittlers in einem Gehäuse vorgesehenes Fixierungselement
Der Kontaktvermittler ist vorzugsweise ein flaches Bauteil mit einer im We- sentlichen rechteckigen Grundform, deren Breite im Wesentlichen der Breite des verwendeten Flachleiters entspricht. Für den Kontaktvermittler wird eine doppelseitige Platine bevorzugt. Es ist aber auch möglich, dass der Kontaktvermittler eine flexible Platine (FPC), ein MID-Bauteil aus Kunststoff oder ein umspritztes Stanzgitter ist. Auf dem Kontaktvermittler ist oberflächenseitig in einer bevorzugten Ausgestaltung eine busfähige Elektronik angeordnet. Auf einer der Oberflächenseiten, z.B. der Vorderseite des Kontaktvermittlers befinden sich Kontaktelemente, die vorzugsweise elastisch sind, z. B. Federkontakte, zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers mit einem Flachleiter bzw. der auf dem Kontaktvermittler befindlichen Elektronik mit einem Flach- leiter. In einer bevorzugten Ausgestaltung befindet sich auf der Vorderseite des Kontaktvermittlers darüber hinaus die busfähige Elektronik, z. B. ein ASIC und diverse SMD-Bauteile.
Auf der Rückseite des Kontaktvermittlers befinden sich Kontaktflächen zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers mit einem Verbraucher bzw. der auf dem Kontaktvermittler befindlichen Elektronik mit einem Verbraucher. Anstelle der Kontaktflächen können zur Kontaktierung an den Verbraucher auch dort elastische Kontaktelemente, z. B. Federkontakte, vorhanden sein. Die Vorderseite des Kontaktvermittlers (= Kontakt zwischen Kontaktvermittler und Flachleiter) und die Rückseite des Kontaktvermittlers (= Kontakt zwischen Kontaktvermittler und Verbraucher) sind miteinander elektrisch verbunden.
Das Fixierungselement ist vorzugsweise ein flaches Bauteil mit einer im We- sentlichen rechteckigen Grundform, dessen Maße Länge und Breite größer sind als die entsprechenden Maße des verwendeten Kontaktvermittlers. Das Fixierungselement weist eine Öffnung auf, deren Maße im Wesentlichen denen des Kontaktvermittlers entsprechen, so dass der Kontaktvermittler in der Öffnung des Fixierungselements angeordnet werden kann.
Das Fixierungselement kann beispielsweise durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt sein. In einer bevorzugten Ausführung verfügt es über Positionierhilfen für die Anordnung des Flachleiters am Fixierungselement und für die Anordnung des Fixierungselements im Gehäuse. Die Positionierhilfe für die Anordnung des Flachleiters am Fixierungselement ist vorzugsweise in Form von einem oder mehreren einstückig an einer Außenkante des Fixie- rungselements angeformte Dornen ausgeführt. Die Positionierhilfe für die Anordnung des Fixierungselements im Gehäuse kann in Form von Aussparungen oder Vorsprüngen der äußeren Kontur des Fixierungselements oder in Form von Löchern oder Dornen ausgeführt sein. Vorzugsweise ist diese Positionierhilfe in Form von Vorsprüngen der äußeren Kontur des Fixierungselements ausgeführt.
Das Gehäuse besteht aus einer Oberschale und einer Unterschale, die beispielsweise im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt sind. Vorzugs- weise sind Oberschale und Unterschale durch einen oder mehrere elastische Stege miteinander so verbunden, dass sie durch Zusammenklappen zu dem Gehäuse gefügt werden können, wobei der oder die elastischen Stege als Scharniere wirken. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verfügen Oberschale und Unterschale des Gehäuses über Rastmittel, die ein Fügen des Gehäuses ohne zusätzliche Befestigungsmittel wie Schrauben oder ähnliches erlauben.
Größe und Gestalt des Gehäuses erlauben es, den Kontaktvermittler und das Fixierungselement im Innern des Gehäuses unterzubringen. Das Ge- häuse weist in einer bevorzugten Ausführung eine Positionierhilfe auf, die mit der Positionierhilfe des Fixierungselements für die Anordnung des Fixierungselements im Gehäuse korrespondiert. Die Positionierhilfe des Gehäuses für die Anordnung des Fixierungselements im Gehäuse kann in Form von Aussparungen oder Vorsprüngen der Seitenwände oder in Form von Löchern oder Dornen ausgeführt sein. Vorzugsweise ist diese Positionierhilfe in Form von Aussparungen in den Seitenwänden der Oberschale oder/und der Unterschale des Gehäuses ausgeführt, so dass die Vorsprünge der äußeren Kontur des Fixierungselements in die Aussparungen in den Seitenwänden des Gehäuses eingreifen, wenn das Gehäuse gefügt ist. Das Gehäuse weist mindestens zwei Öffnungen auf, wobei die erste Öffnung zur Durchführung des Flachleiters dient und die zweite Öffnung zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers mit einem Verbraucher bzw. der auf dem Kontaktvermittler befindlichen Elektronik mit einem Verbraucher dient. Die erste Öffnung kann durch Aussparungen einer Seitenwand der Oberschale oder einer Seitenwand der Unterschale oder durch Aussparungen je einer Seitenwand der Oberschale und der Unterschale gebildet werden. Die zweite Öffnung wird durch eine Öffnung in der Oberschale oder durch eine Öffnung in der Unterschale des Gehäuses gebildet.
Zur Montage des Steckverbinders wird zunächst der Flachleiter am Fixierungselement positioniert. Dazu wird der Flachleiter an der Positionierhilfe des Fixierungselements positioniert. Besteht die Positionierhilfe aus Dornen, die an einer Kante des Positionierungselements einstückig angeformt sind, so werden die Dornen in dafür vorgesehene Öffnungen des Flachleiters eingeführt.
Anschließend wird der Flachleiter über das Fixierungselement zur gegenüberliegenden Kante geführt. Dabei überdeckt der Flachleiter die Öffnung des Fixierungselements, deren Maße im Wesentlichen denen des Kontaktvermittlers entsprechen. Dann wird der Kontaktvermittler so in die Öffnung des Fixierungselements eingelegt, dass seine Vorderseite den Flachleiter berührt und in die Öffnung des Fixierungselements hineindrückt.
Das Fixierungselement mit dem eingelegten Kontaktvermittler und dem zwischen ihnen verlaufenden Flachleiter wird dann in die Oberschale oder die Unterschale des Gehäuses eingelegt und anschließend das Gehäuse gefügt, so dass der Flachleiter durch die erste Öffnung des Gehäuses verläuft und die Kontakte des Kontaktvermittlers zur Kontaktierung eines Verbrau- chers von außen her durch die zweite Öffnung des Gehäuses zugänglich sind. Das umschließende Gehäuse mit dem Fixierungselement und dem Kontaktvermittler stellt nun einen so genannten Smart Connector dar, der mit einem Flachleiter verbunden ist.
Dieser Smart Connector wird dann mit den von außen zugänglichen Kontakten des Kontaktvermittlers zur Kontaktierung eines Verbrauchers an einem Verbraucher so angebracht, dass er mit seinen Kontakten und den kor- respond ierenden Kontakten des Verbrauchers, z. B. Federkontakten, eine elektrische Verbindung eingeht.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes System zur Kontaktierung zwischen einem Kabelstrang, einer busfähigen Elektronik und einem Verbraucher zur Verfügung gestellt, das es ermöglicht, Kabelstränge kosten- günstig und variabel zu gestalten und gleichzeitig die Schnittstellen von Kabelsträngen zu Peripheriegeräten zu standardisieren.
Durch den erfindungsgemäßen Steckverbinder ist es möglich, einen Kabelstrang zu standardisieren, da der einzige Unterschied verschiedener Vari- anten darin besteht, dass sich die Leitungslänge, die Anzahl der Verbraucher, die Anzahl der Elektroniken, sowie deren Lage ändert. Die Lage der Verbraucher samt der Elektronik kann bei einer vollautomatischen Fertigung der Kabelstränge somit allein durch die Software der Produktionsanlage geändert werden. Die Kabelstrangfertigung wird vereinfacht und Kosten werden eingespart.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist das einfache Austauschen der Elektronik oder der Verbraucher im Reparaturfall, wodurch Reparaturkosten und - aufwand sinken. Die Verringerung der Kontaktstellen zwischen dem Leiter bis hin zu den Kontakten der Verbraucher ist ebenfalls positiv zu bewerten, da sich die Qualität des Kabelstranges durch eben diese Verringerung der Kontaktstellen erhöht.
Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Oberflächenseite, z.B. die Vorderseite eines Kontaktvermittlers für einen Steckverbinder in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 die Rückseite des Kontaktvermittlers gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3 ein Fixierungselement für einen Steckverbinder in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 das Fixierungselement mit eingelegtem Flachleiter,
Fig. 5 die Bestandteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders bei einem ersten Fügeschritt,
Fig. 6 die Bestandteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders bei ei- nem zweiten Fügeschritt,
Fig. 7 die Bestandteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders bei einem dritten Fügeschritt,
Fig. 8 die Kontaktierungsstelle eines Verbrauchers, und Fig. 9 die Kontaktierungsstelle eines Verbrauchers mit angekoppeltem erfindungsgemäßen Steckverbinder.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Be- zugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist eine Oberflächenseite, z.B. die Vorderseite S1 eines Kontaktvermittlers 1 (auch Bauträgereinheit genannt) dargestellt.
Auf der Vorderseite S1 des Kontaktvermittlers 1 ist eine busfähige Elektronik 4 angeordnet. Außerdem sind auf der Vorderseite S1 des Kontaktvermittlers 1 elastische Federkontakte als Kontaktelemente 6 zur elektrischen/elektronischen Kontaktierung der auf dem Kontaktvermittler 1 befindlichen Elektronik 4 angeordnet.
In Fig. 2 ist die Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 dargestellt.
Auf der Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 befinden sich Kontaktflächen 8 zur elektrischen/elektronischen Kontaktierung der auf dem Kontaktvermitt- ler 1 befindlichen Elektronik 4 mit einem Verbraucher.
In Fig. 3 ist ein Fixierungselement 10 dargestellt, welches zur einfachen Montage und sicheren Anordnung des Kontaktvermittlers 1 vorgesehen ist.
Das Fixierungselement 10 ist ein flaches, im Wesentlichen rechteckiges Bauteil, dessen Außenmaße Länge und Breite größer sind als die entsprechenden Maße des Kontaktvermittlers 1. Das Fixierungselement 10 weist eine rechteckige Öffnung 12 auf, deren Maße im Wesentlichen denen des Kontaktvermittlers 1 entsprechen, so dass der Kontaktvermittler 1 in der Öff- nung 12 des Fixierungselements 10 angeordnet werden kann. Das Fixierungselement 10 ist einstückig aus Kunststoff hergestellt und verfügt über Positionierhilfen P1 und P2 für die Anordnung eines Flachleiters 14 am Fixierungselement 10, wie in Figur 4 dargestellt, bzw. für die Anordnung des Fixierungselements 10 im Gehäuse 16, wie in Figur 5 dargestellt.
Die Positionierhilfe P1 für die Anordnung des Flachleiters 14 am Fixierungselement 10 besteht aus zwei an einer stirnseitigen Außenkante des Fixierungselements 10 angeformten Dornen 18. Die Positionierhilfe P2 für die Anordnung des Fixierungselements 10 im Gehäuse 16 besteht aus zwei Paaren von Vorsprüngen 20, 22 der äußeren Kontur des Fixierungselements 10. Dabei ist ein erstes Paar von Vorsprüngen 20 an den Enden der stirnseitigen Außenkante des Fixierungselements 10 angeordnet, an der sich auch die beiden Dornen 18 befinden, während ein zweites Paar von Vorsprüngen 22 an je einer der beiden gegenüberliegenden seitlichen Außenkanten des Fixierungselements 10 angeordnet ist.
In Fig. 4 ist das Fixierungselement 10 mit eingelegtem Flachleiter 14 dargestellt.
Zur Positionierung des Flachleiters 14 am Fixierungselement 10 werden die
Dornen 18 der Positionierhilfe P1 für die Anordnung des Flachleiters 14 am Fixierungselement 10 in dafür vorgesehene Öffnungen des Flachleiters 14 eingeführt. Anschließend wird der Flachleiter 14 über das Fixierungselement 10 zu dessen gegenüberliegender Kante geführt. Dabei überdeckt der Flachleiter 14 die Öffnung 12 des Fixierungselements 10, deren Maße im Wesentlichen denen des Kontaktvermittlers 1 entsprechen. Mit anderen Worten: Der Kontaktvermittler 1 ist eine rechteckige, doppelseitige Platine, deren Breite im Wesentlichen der Breite des verwendeten Flachleiters 14 entspricht. Die Vorderseite S1 und die Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 sind miteinander elektrisch verbunden. In Fig. 5 sind alle Bestandteile - Kontaktvermittler 1 , Fixierungselement 10, Gehäuse 16 und Flachleiter 14 - eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 24 bei einem ersten Fügeschritt dargestellt.
Das Gehäuse 16 ist ein Kunststoffformteil, das aus einer Oberschale 16a, einer Unterschale 16b und die Oberschale 16a und die Unterschale 16b verbindenden quer- und längsseitigen Stege 16c besteht. Der querseitige Steg 16c reicht nicht über die gesamte Breite des Gehäuses 16, sondern lässt an den beiden Enden der betreffenden Gehäuseseite je einen Abschnitt frei, dessen Breite im Wesentlichen der Breite der an den Enden der stirnseitigen
Außenkante des Fixierungselements 10 angeordneten Vorsprünge 20 entspricht.
Dadurch können Oberschale 16a und Unterschale 16b durch Zusammen- klappen zu dem Gehäuse 16 gefügt werden, wobei der querseitige Steg 16c als Scharnier wirkt und im gefügten Zustand eine Seitenwand des Gehäuses 16 bildet. Je nach Art und Ausbildung des Gehäuses 16 können der querseitige Steg 16c und/oder die längsseitigen Stege 16c elastisch oder formstabil ausgebildet sein. Beidseitig des querseitigen Stegs 16c sind Ausspa- rungen 26 in der Seitenwand des Gehäuses 16 vorgesehen, die zur Aufnahme der Positionierhilfe P2 für die Anordnung des Fixierungselements 10 im Gehäuse 16 geeignet sind. Oberschale 16a und Unterschale 16b des Gehäuses 16 verfügen an der dem querseitigen Steg 16c gegenüber liegenden Seite über Rastelemente 28, die ein Fügen des Gehäuses 16 ohne zu- sätzliche Befestiguhgsmittel erlauben.
Größe und Gestalt des Gehäuses 16 erlauben es, den Kontaktvermittler 1 und das Fixierungselement 10 im Innern des Gehäuses 16 anzuordnen. Das Gehäuse 16 weist eine Positionierhilfe P3 in Form von Aussparungen 26 in den Seitenwänden oder längsseitigen Stegen 16c der Oberschale 16a und der Unterschale 16b des Gehäuses 16 auf, die mit der Positionierhilfe P2 des Fixierungselements 10 für die Anordnung des Fixierungselements 10 im Gehäuse 16 korrespondieren, so dass die Vorsprünge 22 der äußeren Kontur des Fixierungselements 10 in die Aussparungen 26 in den Seitenwänden des Gehäuses 16 eingreifen, wenn das Gehäuse 16 gefügt ist.
Das Gehäuse 16 weist weiterhin zwei Öffnungen 30a, 30b auf, wobei die erste Öffnung 30a zur Durchführung des Flachleiters 14 dient und die zweite Öffnung 30b zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers 1 mit einem Verbraucher bzw. der auf dem Kontaktvermittler 1 befindlichen Elektronik 4 mit ei- nem Verbraucher dient.
Die erste Öffnung 3Oa ist dadurch gebildet, dass weder die Oberschale 16a noch die Unterschale 16b des Gehäuses 16 an der dem querseitigen Steg 16c gegenüberliegenden Seite eine Seitenwand aufweisen. Dadurch bleibt diese Seite des Gehäuses 16 im gefügten Zustand offen. Die zweite Öffnung 30b wird durch eine rechteckige Öffnung in der Oberschale 16a gebildet.
Zunächst wird der Flachleiter 14 in der beschriebenen Weise am Fixierungselement 10 positioniert. Dann wird das Fixierungselement 10 so in das ge- öffnete Gehäuse 16 eingelegt, dass die beiden Vorsprünge 20 der Außenkontur des Fixierungselements 10, die die Positionierhilfe P2 des Fixierungselements 10 für die Anordnung des Fixierungselements 10 im Gehäuse 16 bilden, in die beiden Aussparungen 26 greifen, die beidseitig der längsseitigen Stege 16c verbleiben.
Der Kontaktvermittler 1 wird so in die Öffnung 12 des Fixierungselements 10 eingelegt, dass seine Vorderseite S1 den Flachleiter 14 berührt und in die Öffnung 12 des Fixierungselements 10 hineindrückt. Dabei entsteht ein elektrischer Kontakt zwischen den elastischen Kontaktelementen 6 auf der Vorderseite S1 des Kontaktvermittlers 1 und den Leiterzügen des Flachlei- ters 14. Gleichzeitig wird die busfähige Elektronik 4 gekapselt, so dass sie vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
In Fig. 6 sind die Bestandteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders 24 bei einem zweiten Fügeschritt dargestellt.
Der Kontaktvermittler 1 ist in die Öffnung 12 des Fixierungselements 10 eingelegt. Das Gehäuse 16 ist noch geöffnet, wobei sich die zweite Öffnung 30b, die sich in der Oberschale 16a befindet, oberhalb der nach außen wei- senden Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 befindet. Dann wird das Gehäuse 16 durch Zusammenklappen und Einrasten der Rastelemente 28 der Oberschale 16a und der Unterschale 16b gefügt.
In Fig. 7 sind die Bestandteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders 24 bei einem dritten Fügeschritt dargestellt.
Das Gehäuse 16 ist durch Zusammenklappen und Einrasten der Rastelemente 28 der Oberschale 16a und der Unterschale 16b gefügt. Der Flachleiter 14 verläuft durch die erste Öffnung 30a des Gehäuses 16 hindurch in dieses hinein. Die zweite Öffnung 30b des Gehäuses 16 ist oberhalb der auf der Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 angeordneten Kontaktflächen 8 positioniert, so dass die auf dem Kontaktvermittler 1 befindliche Elektronik 4 mit einem Verbraucher in Kontakt treten kann.
In Fig. 8 ist die Kontaktierungsstelle 32 eines Verbrauchers 34 dargestellt.
An ihr befinden sich elastische Kontaktelemente 36 sowie Halteorgane 42 für den erfindungsgemäßen Steckverbinder 24.
In Fig. 9 ist die Kontaktierungsstelle 32 eines Verbrauchers 34 mit angekoppeltem erfindungsgemäßem Steckverbinder 24 dargestellt. Der erfindungsgemäße Steckverbinder 24 ist in die Halteorgane 38 für den erfindungsgemäßen Steckverbinder 24 eingeschoben. Die zweite Öffnung 30b des Gehäuses 16 ist den elastischen Kontakteiementen 36 der Kontaktierungsstelle 32 des Verbrauchers 34 zugewandt, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen diesen elastischen Kontaktelementen 36 und den Kontaktflächen 8 auf der Rückseite S2 des Kontaktvermittlers 1 besteht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Steckverbinder (24) zur elektrischen Kontaktierung eines Verbrauchers (34), insbesondere in einem Bussystem mit einem Leiterstrang, umfassend einen mit einer busfähigen Elektronik (4) versehenen Kontaktvermittler (1) und ein zur Anordnung des Kontaktvermittlers (1) in einem Gehäuse (16) vorgesehenen Fixierungselement (10).
2. Steckverbinder (24) nach Anspruch 1 , wobei die busfähige Elektronik (4) oberflächenseitig, insbesondere auf einer Vorderseite (S1) des Kontaktvermittlers (1) angeordnet ist.
3. Steckverbinder (24) nach Anspruch 2, wobei auf der Vorderseite (S1) des Kontaktvermittlers (1) Kontaktelemente (6) zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers (1) bzw. der auf dem Kontaktvermittler (1) befindlichen Elektronik (4) mit einem Flachleiter (14) angeordnet sind.
4. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Rückseite (S2) des Kontaktvermittlers (1) Kontaktflächen (8) oder Kontaktelemente (6) zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers (1) bzw. der auf dem Kontaktvermittler (1) befindlichen Elektronik (4) mit einem Verbraucher (34) angeordnet sind.
5. Steckverbinder (24) nach Anspruch 4, wobei die Vorderseite (S1) und die Rückseite (S2) des Kontaktvermittlers (1) miteinander elektrisch verbunden sind.
6. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fixierungselement (10) eine Öffnung (12) aufweist, deren Maße im Wesentlichen denen des Kontaktvermittlers (1) entsprechen, so dass der Kontaktvermittler (1) in der Öffnung (12) des Fixierungselements (10) angeordnet werden kann.
7. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fixierungselement (10) Positionierhilfen (P1 , P2) für die Anordnung des Flachleiters (14) am Fixierungselement (10) und für die Anordnung des Fixierungselements (10) im Gehäuse (16) aufweist.
8. Steckverbinder (24) nach Anspruch 7, wobei die Positionierhilfe (P1) des Fixierungselements (10) für die Anordnung des Flachleiters (14) am Fixierungselement (10) aus einem oder mehreren einstückig an einer Außenkante des Fixierungselements (10) angeformten Dornen (18) gebildet ist.
9. Steckverbinder (24) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Positionierhilfe (P2) für die Anordnung des Fixierungselements (10) im Gehäuse (16) aus Vorsprüngen (20, 22) der äußeren Kontur des Fixierungs- elements (10) gebildet ist.
10. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (16) aus einer Oberschale (16a) und einer Unterschale (16b) besteht.
11. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Größe und Gestalt des Gehäuses (16) so gewählt sind, dass der Kontaktvermittler (1) und das Fixierungselement (10) im Innern des Gehäuses (16) Platz finden.
12. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (16) mindestens zwei Öffnungen (30a, 30b) aufweist, wobei eine erste Öffnung (30a) zur Durchführung des Flachleiters (14) durch Aussparungen (26) einer Seitenwand der Oberschale (16a) oder/und der Unterschale (16b) gebildet wird und eine zweite Öffnung (30b) zur Kontaktierung des Kontaktvermittlers (1) bzw. der auf dem Kontaktvermittler (1) befindlichen Elektronik (4) mit einem Verbraucher durch eine Öffnung in der Oberschale (16a) oder in der Unterschale (16b) des Gehäuses (16) gebildet wird.
13. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Oberschale (16a) und Unterschale (16b) durch einen oder mehrere Stege (16c) miteinander so verbunden sind, dass sie durch Zusammenklappen zu dem Gehäuse (16) gefügt werden.
14. Steckverbinder (24) nach Anspruch 13, wobei der oder die Stege (16c) als Scharniere wirken.
15. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei Oberschale (16a) und Unterschale (16b) des Gehäuses (16) über Rastelemente (28) verfügen, die ein Fügen des Gehäuses (16) ohne zusätzliche Befestigungsmittel erlauben.
16. Steckverbinder (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo- bei das Gehäuse (16) eine mit der Positionierhilfe (P2) des Fixierungselements (10) für die Anordnung des Fixierungselements (10) im Gehäuse (16) korrespondierende Positionierhilfe (P3) aufweist, die aus Aussparungen (26) in den Seitenwänden der Oberschale (16a) oder/und der Unterschale (16b) des Gehäuses (16) besteht, so dass die Vorsprünge (22) des Fixierungselements (10) in die Aussparungen (26) des Gehäuses (16) eingreifen, wenn das Gehäuse (16) gefügt ist.
- 20 -
Bezugszeichenliste
1 Kontaktvermittler
4 busfähige Elektronik
6 Kontaktelement
8 Kontaktfläche
10 Fixierungselement
12 Öffnung
14 Flachleiter
16 Gehäuse
16a Oberschale
16b Unterschale
16c Steg
18 Dorn
20 erstes Paar von Vorsprüngen
22 zweites Paar von Vorsprüngen
24 Steckverbinder
26 Aussparung
28 Rastelement
30a erste Öffnung
30b zweite Öffnung
32 Kontaktstelle
34 Verbraucher
36 Kontaktelement
38 Halteorgan
P1 , P2, P3 Positionierhilfen
S1 Vorderseite
S2 Rückseite
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