WO2009040276A1

WO2009040276A1 - Verbindungselement

Info

Publication number: WO2009040276A1
Application number: PCT/EP2008/062333
Authority: WO
Inventors: Martin Reichert
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2009-04-02
Also published as: DE102007044857A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement, das Steckplätze aufweist, in denen Einpresspins angeordnet sind, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Erfindungsgemäß sind an den einzelnen Verbindungselementen (1) zusammenwirkende Rastelemente (9, 10) angeordnet.

Description

Beschreibung

Verbindungselement

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement, das Steckplätze aufweist, in denen Einpresspins angeordnet sind sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bei der Herstellung elektrischer Anschlüsse und Verbindungen geht man zunehmend von der Löttechnik auf lötfreie Verbindungstechniken über, da diese sich schneller herstellen lassen und zuverlässiger sind. Zwar werden die einzelnen elektrischen und elektronischen Bauelemente noch häufig mit der sie aufnehmenden Leiterplatte oder gedruckten Schaltung ver- lötet, doch die äußeren Anschlüsse der Leiterplatte werden überwiegend lötfrei hergestellt. Ein Beispiel hierfür ist die Einpresstechnik, bei der ein metallischer Kontaktstift, der einen elastisch nachgiebigen Bereich aufweist, in ein metallisiertes oder durchkontaktiertes Loch einer Leiterplatte aufgenommen wird. Nach dem Einpressen des Kontaktstifts in die Leiterplatte ermöglicht die Presskraft des elastischen Bereichs eine einwandfreie mechanische und elektrische Verbindung zwischen Kontaktstift und metallisierter Lochwandung.

Aus der DE 102 02 379 Al ist dazu eine elektronische Baugruppe bekannt, die ein als Einpresskontakt ausgebildetes Kontaktelement mit mindestens einem in eine Leiterplatte eingesetzten Einpresspin zur Ausbildung einer Kontaktstelle auf der Leiterplatte und mindestens eine Kontaktzunge zur Ausbil- düng einer Kontaktstelle auf der Schaltfolie einer Leiterfolie aufweist. Hierzu ist der Einpresskontakt hakenförmig ausgebildet, wobei der Einpresspin den geraden Teilbereich und die Kontaktzunge den gebogenen Teilbereich des Einpresskontakts bildet. Die Leiterfolie ist zwischen der Kontaktzone der Kontaktzunge und einem Gehäusekörper angeordnet. Aus der DE 102 28 450 Al geht ein Kontaktelement zur Kontak- tierung der Leiterbahnstruktur einer Leiterplatte bzw. einer Leiterfolie hervor. Das Kontaktelement weist einen Einpressbereich mit einem in die Leiterplatte eingepressten Einpress- pin zur Ausbildung mindestens einer Kontaktstelle auf der

Leiterbahnstruktur der Leiterplatte und einen Kontaktbereich mit zwei jeweils lateral über den Einpressbereich abstehenden Kontaktzungen zur Ausbildung mindestens einer Kontaktstelle auf der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie auf.

Die EP 0 638 967 Bl beschreibt einen Steckverbinder mit einer aus Isoliermaterial bestehenden, in zueinander parallelen Reihen und Spalten Kontaktelemente aufnehmenden Kontaktleiste mit einer Steckleiste und einer hierzu gegenüberliegenden An- Schlussseite für einen aus Isoliermaterial bestehenden Kontaktelementeträger. Dieser Kontaktelementeträger umfasst einzelne, zueinander parallele Unterbaugruppen, die die Kontaktelemente jeweils einer Spalte aufnehmen, wobei die Kontaktelemente mit ihrem Steckbereich in die Kontaktleiste ragen und an ihrem rechtwinklig zur Steckrichtung verlaufenden Anschlussbereich als Einpressstifte ausgebildet sind. Zur lösbaren Verbindung der Kontaktleiste und des Kontaktelementeträgers im Bereich der Anschlussseite der Kontaktleiste sowie an den einzelnen Unterbaugruppen sind zusammenwirkende Rastorgane vorgesehen.

Schließlich ist aus der DE 10 2005 036 296 Al ein elektrisches Kontaktierungselement für elektrische Trägerkomponenten in einem Elektronikgehäuse bekannt, bei dem die elektrische Kontaktierung durch mindestens einen U-förmig ausgebildeten Steckerpin mit Basisschenkel und Seitenschenkeln ausgebildet ist, wobei der Steckerpin in einem stabilisierenden Abstandshalter angeordnet ist.

Der Nachteil an den aus dem Stand der Technik bekannten

Pressfit-Verbindern besteht darin, dass sie lediglich eine einreihige elektrische Kontaktierung zwischen zwei Leiterplatten ermöglichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verbindungselement mit Steckplätzen für Einpresspins zu schaffen, das eine variabel gestaltbare mehrreihige elektrische Kontaktierung durch Einpresspins ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merk- malen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur

Herstellung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildung, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement mit Steckplätzen, in denen Einpresspins angeordnet sind, zeichnet sich dadurch aus, dass es an den einzelnen Verbindungselementen zusammenwirkende Rastelemente aufweist, die ein ineinander stecken der Verbindungselemente ermöglichen, so dass eine variabel gestaltbare Mehrzahl von Pressfit-Reihen zur elektrischen Kontaktierung von Leiterplatten ausbildbar ist. Das Verbindungselement ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet und dient als Abstandshalter für die eingeführten Einpresspins. In einer Seitenwand des vorzugsweise quaderförmig ausgebildeten Verbindungselements befinden sich mindestens zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Steckstifte. Die parallel zu dieser Seitenwand angeordnete Seitenwand des vorzugsweise quaderförmigen Verbindungselements weist mindestens zwei Ein- stecklöcher auf, die zur Aufnahme der Steckstifte eines zweiten Verbindungselements dienen. Die Steckstifte bzw. die Einstecklöcher zweier Verbindungselemente bilden die zusammenwirkenden Rastelemente.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die mindestens zwei

Steckstifte eines ersten Verbindungselements den gleichen Abstand zueinander aufweisen wie die mindestens zwei Einsteck- löcher eines zweiten Verbindungselements. Durch diese Normierung werden die Verbindungselemente universell nutzbar. Es muss bei der Verwendung nicht auf eine zueinander passende Paarbildung hinsichtlich der Steckstifte und der Löcher ge- achtet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass entsprechend, d. h. parallel und somit positionsgleich zur Positionierung der Steckstifte in einer Seitenwand des Ver- bindungselements, Einstecklöcher in der parallel verlaufenden Seitenwand angeordnet sind. Auf diese Weise können zwei baugleich ausgeführte Verbindungselemente passgenau und somit auch deckungsgleich ineinander geführt werden. Ebenso ist es möglich, die Verbindungselemente versetzt zueinander anzuord- nen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Verbindungselement auch als Abstandshalter für die darin angeordneten Einpresspins dient. Dazu sind in den zwei parallel zueinander verlau- fenden Seitenwänden des vorzugsweise quaderförmigen Verbindungselements, die keine Rastelemente aufweisen, Steckplätze angeordnet. Diese Steckplätze sind vorzugsweise in einer Reihe angeordnet, können aber situationsbedingt andere Geometrien annehmen. Die vorgegebenen Steckplätze für die Einpress- pins geben einen definierten Abstand zueinander vor.

Zudem ist es bevorzugt, wenn die Einpresspins Einpressschultern aufweisen, so dass bei der Montage der Einpresspins eine gleichmäßige Einstecktiefe erreicht wird, die Abweichung von dieser Positionierung sofort erkennen lassen, wodurch eine sichere und stabile Kontaktierung gewährleistet ist. Die Einpresspins können durch einen Biegeprozess in unterschiedliche Formen wie z. B. Z-Form, U-Form überführt werden. Die Einpresspins weisen vorzugsweise eine Federung auf, so dass auch bei starken Vibrationen eine sichere elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Zudem wird durch die federnde Ausgestaltung eine individuelle Anpassungsfähigkeit an ungewöhnli- che Leiterplattenstrukturen mit schwer zugänglicher elektrischer Kontaktierung ermöglicht.

Vorzugsweise weist der Einpresspin eine Materialzusammenset- zung aus Kupfer/Zinn oder Kupfer/Silber oder Kupfer/Gold auf, wobei auch andere elektrisch leitende Materialzusammensetzungen denkbar sind. Die Auswahl der Materialzusammensetzung kann in Abhängigkeit von der zu erwartenden Belastung hinsichtlich des Stromdurchflusses gewählt werden.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwände des bevorzugt quaderförmigen Verbindungselements als Pyramidenstumpf ausgebildet sind, die als Fase für die Zentrierung des Einpresswerkzeugs in die Leiter- platte dienen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements mit eingeführten Einpresspins ist vorgesehen, dass zunächst entlang eines Metallbandes eine Kunst- stoffumspritzung erfolgt. Im Anschluss werden die Einpresspins ausgestanzt und in die bevorzugte Form, wie z. B. Z- Form, U-Form gebogen. Erfindungswesentlich ist, dass im Kunststoff Steckstifte und Stecklöcher ausgeformt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Verbindungsele- ment mit eingeführten Einpresspins in unterschiedlicher Länge ausgebildet werden.

Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausfüh- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements mit eingeführten Einpresspins; Fig. 2 in einer Draufsicht das Verbindungselement nach Fig. 1;

Fig. 3 in einer Schnittansicht das Verbindungselement ohne Einpresspins;

Fig. 4 in einer Frontansicht zwei ineinander gefügte Verbindungselemente mit eingeführten Einpresspins;

Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung das Verbindungselement mit eingeführten Einpresspins in Z- Form;

Fig. 6 in einer Seitenansicht das Verbindungselement nach Figur 5;

Fig. 7 in einer perspektivischen Frontansicht zwei ineinander gefügte Verbindungselemente mit eingeführten Einpresspins in Z-Form und

Fig. 8 in einer Seitenansicht die Anordnung nach Fig. 7.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 mit eingeführten Einpresspins 2. Das Verbindungselement 1 ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet, wobei der Quader über 6 Seitenwände 3, 4, 5, 6, 7, 8 definiert ist. An der Seitenwand 3 sind mindestens zwei voneinander beabstandete Steckstifte 9 angeformt. In der parallel zur Seitenwand 3 verlaufenden Seitenwand 4 des quaderförmigen Verbindungselements 1 sind mindestens zwei Stecklöcher 10 angeordnet. In den parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden 5, 6 sind deckungsgleich zueinander angeordnete Steckplätze 11 ausgebildet, in denen die Einpresspins 2 lagern. Die parallel zu- einander verlaufenden Seitenwände 7, 8 des quaderförmigen

Bauelements sind vorzugsweise als Pyramidenstumpf ausgebildet, die als Fase für die Zentrierung des Einpresswerkzeugs in die Leiterplatte dienen. Die in das Verbindungselement 1 eingeführten Einpresspins 2 weisen einen stegförmigen Mittelbereich 12 sowie an den Enden zwei vorzugsweise pfeilförmige Endbereiche 13, 14 auf, die in den Steckplätzen 11 des Ver- bindungselements 1 lagern.

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht das Verbindungselement nach Fig. 1 mit den Stecklöchern 10. Die Steckstifte 9 eines ersten Verbindungselements 1 ergeben zusammen mit den Stecklö- ehern 10 eines zweiten Verbindungselements 1 ein zusammenwirkendes Rastelement, das durch Ineinanderfügen zu einer stabilen zweireihigen Pinreihe führt.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht das Verbindungselement 1 ohne Einpresspin 2. Vorzugsweise sind die Stecklöcher 10 in der Seitenwand 4 des quaderförmigen Bauelements deckungsgleich zu den Steckstiften 9 in der Seitenwand 3 angeordnet. Die Steckplätze 11 für die Einpresspins 2 sind voneinander beabstandet und vorzugsweise in einer Reihe angeordnet, so dass das Verbindungselement 1 auch als Abstandshalter für die Einpresspins dient.

Fig. 4 zeigt in einer Frontansicht zwei ineinander gefügte Verbindungselemente 1 mit eingeführten Einpresspins 2. Durch die baugleiche Ausführung der Verbindungselemente 1 liegen diese nach dem Ineinanderfügen durch die zusammenwirkenden Rastelemente bzw. Steckelemente deckungsgleich übereinander, wobei auch eine versetzte Anordnung, die zu einer Kettenbildung führt, denkbar ist.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 mit eingeführten Einpresspins 2 in Z-Form.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung nach Figur 5. Fig. 7 zeigt in einer perspektivischen Frontansicht zwei ineinander geführte Verbindungselemente 1 mit eingeführten Einpresspins 2 in Z-Form.

Die Fig. 8 zeigt die Darstellung nach Fig. 7 als Seitenansicht .

Als zusammenwirkende Rastelemente können auch Schnapphaken verwendet werden. Zudem ist es auch möglich, die Verbindungs- elemente durch Kleben oder Heißverstemmen ineinander zu fügen .

Claims

Patentansprüche

1. Verbindungselement (1), das Steckplätze aufweist, in denen Einpresspins (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den einzelnen Verbindungselementen (1) zusammenwirkende Rastelemente (9, 10) angeordnet sind.

2. Verbindungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) als quaderförmiger Abstandshalter ausgebildet ist.

3. Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) an einer Seitenwand (3) mindestens zwei Steckstifte (9) und an der paral- IeI dazu verlaufenden Seitenwand (4) mindestens zwei Stecklöcher (10) als zusammenwirkende Rastelemente aufweist.

4. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Steckstifte (9) den gleichen Abstand zueinander aufweisen wie die mindestens zwei Stecklöcher (10) .

5. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend zur Posi- tionierung des Steckstiftes (9) in der Seitenwand (3) des

Verbindungselements (1) ein Steckloch (10) in der parallelen Seitenwand (4) angeordnet ist.

6. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement

(1) aus Kunststoff gefertigt ist.

7. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckplätze (11) der Einpresspins (2) in einer Reihe angeordnet sind.

8. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckplätze (11) der Einpresspins (2) in den parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden (5, 6) des Verbindungselements (1) angeordnet sind.

9. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander verlaufenden Seitenwände (7, 8) des Verbindungselements (1) als Pyramidenstumpf ausgebildet sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements (1) mit eingeführten Einpresspins mit den Schritten:

- Umspritzen entlang eines Metallbandes mit Kunststoff, - Ausstanzen der Einpresspins,

- Biegen der Einpresspins, dadurch gekennzeichnet, dass im Kunststoff Steckstifte (9) und Stecklöcher (10) ausgeformt werden .