WO2012107569A1 - Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze - Google Patents

Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze Download PDF

Info

Publication number
WO2012107569A1
WO2012107569A1 PCT/EP2012/052332 EP2012052332W WO2012107569A1 WO 2012107569 A1 WO2012107569 A1 WO 2012107569A1 EP 2012052332 W EP2012052332 W EP 2012052332W WO 2012107569 A1 WO2012107569 A1 WO 2012107569A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plug
circuit board
plug element
contact elements
printed circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/052332
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Wittig
Original Assignee
Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg filed Critical Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg
Priority to EP12702850.4A priority Critical patent/EP2673846A1/de
Publication of WO2012107569A1 publication Critical patent/WO2012107569A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/515—Terminal blocks providing connections to wires or cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/91—Coupling devices allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating or self aligning

Definitions

  • the invention relates to a direct plug-in device for direct plugging onto a printed circuit board.
  • Contact elements has, as well as with a circuit board with
  • the holes and the plug-in contact element or in them plug-in contact elements are coordinated such that connect the plug element by hand by inserting the contact element or the contact elements in the holes with the circuit board and remove it by hand wherein the connection arrangement is provided with a vibration-resistant mechanical protection against unintentional removal of the plug-in element from the printed circuit board.
  • the contact element or the contact elements may or may optionally be configured as a spring-like contact element or spring-like contact elements with a reversible deflection characteristic.
  • the invention is based on the object to provide a direct plug-in device for direct plugging onto a printed circuit board, which is robust and easy to handle for a user.
  • the plug-in element receptacle has at least one pre-adjustment structure arranged on the side of the printed circuit board, which by means of placement of the plug element receptacle on the printed circuit board
  • At least one corresponding Vorjustier Scheme the circuit board is connectable such that in the connected state, the contact elements to correspondingly formed contact element openings of
  • the plug element can be moved relative to the preassembled on the printed circuit board plug-in element receptacle so (in particular pressed, pushed or rotatable) that thereby the contact elements from the plug receptacle extendable and insertable into the correspondingly formed contact element openings.
  • a plug element can be moved relative to the preassembled on the printed circuit board plug-in element receptacle so (in particular pressed, pushed or rotatable) that thereby the contact elements from the plug receptacle extendable and insertable into the correspondingly formed contact element openings.
  • Plug element receptacle are vividly extended, the contact elements and then in turn protrude a printed circuit board side end of the plug element receptacle to be received there in the contact element openings and possibly jammed.
  • mechanical fuse connect the plug-in element and the circuit board with a mechanical fastening force of at least about 100 Newton, in particular of at least about 200 Newton, more particularly at least about 300 Newton.
  • At least one latching structure may be formed on at least one of the plurality of contact elements.
  • the latching structure can thus be designed directly on the contact elements, that is to say in one piece with them. This allows the compact production of direct plug-in device with low cost.
  • at least one latching structure may be formed separately from the plurality of contact elements. In such an embodiment, the electrical contact and the mechanical attachment can be optimized separately.
  • the plug-in element and the plug-in element receptacle can be designed such that starting from a state in which the contact elements are introduced into the correspondingly formed contact element openings, the
  • the two sleeves can then be designed substantially hollow cylindrical.
  • the second sleeve is inserted into the first sleeve, for example, rotatably locked in this. In the locked state, the second sleeve is in common with her
  • the external thread or at least one corresponding pin of the plug element is screwed to the internal thread of the second sleeve.
  • This is achieved particularly advantageously by non-rotatable holding of the plug element and simultaneous rotation of the second sleeve accommodated in the first sleeve.
  • Bayonettzapfens provide an external thread. According to another embodiment, in the
  • the plug-in element receptacle can be formed from an electrically insulating material, in particular from plastic.
  • the plug element receptacle can also be used as electrical protection, as a result
  • the direct plug-in device may have at least one relay and / or at least one fuse.
  • Relay or fuse can be electrically coupled to the plug-in contact elements.
  • a relay or a fuse may be provided, so that even for such or other electronic components a direct insertion is possible.
  • the circuit board socket-free thus flat, be formed.
  • the structure of the circuit board is compact and simple.
  • a direct connection between the direct plug-in device according to an embodiment of the invention and the circuit board is made possible.
  • Contact elements can in particular an electrical
  • each of the plug-in contact elements can be designed for an electrical load capacity of at least about 5 amperes, in particular of at least about 10 amps, more particularly of at least about 20 amps.
  • a total current carrying capacity of, for example, 70 amps and more can thus be achieved.
  • Connecting arrangement may allow to allow currents of 5 to 25 amperes and more per single pin of the contact elements, applying a vibration load.
  • Deformation can be avoided by the compliant design of the contact elements and by the provision of the contact elements as two or more curved spring elements with a distance from each other.
  • FIG. 6 shows a first sleeve of a plug element receptacle of FIG
  • Wiring harness can be electrically coupled. Furthermore, the wiring harness, can be electrically coupled. Furthermore, the
  • Plug element receiving 112 received, so are in the recorded power-free state of the plug element 110 in the plug element receptacle 112, the contact elements 106 laterally, that is laterally, from the
  • FIG. 3 shows that the plug element receptacle 112 has a clamping strap 300 which is used to clamp the plug element 108 to the clip
  • Plug element holder 112 holds in position and serves as slip protection. Furthermore, the clamp 300 can compensate for a thickness tolerance of the components involved.
  • FIG. 4 shows a spatial plan view of the connection arrangement 100 and in particular represents the shape of the crimpable sections 116.
  • the plug element 800 is screwed to the second sleeve 700.
  • the plug element receptacle formed from the sleeves 600, 700 is placed on a printed circuit board 102, which is shown in FIG.
  • the circuit board 102 includes Vorjustierö réelleen 500, so that the
  • the plug element 800 When placing the plug element 800 on the unit from the sleeves 600, 700, the plug element 800, which has the bayonet or the pins 802, pulled by controlling the sleeve 700 with internal thread 702 in this controlled. In this way, by continuously rotating the sleeve 700, the plug element 800 can be inserted into the printed circuit board 102 without the risk that the
  • FIG. 13 shows a corresponding printed circuit board 102
  • bayonet pins 1402 are screwed to an outer circumferential surface of the sleeve 600 'with an internal thread 702 of the sleeve 700'.
  • a plug-in element shown in FIG 800 ' is in this joining process in the interior of the sleeve 600'
  • Circuit board 102 which is shown in Figure 17.
  • Figure 18 shows a correspondingly assembled plug-in element 1000 ⁇ after it has been inserted into a circuit board 102.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Direktsteckvorrichtung (108) zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte (102), wobei die Direktsteckvorrichtung (100) ein Steckelement (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und eine Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren, insbesondere federartigen, Kontaktelementen (106) aufweist, und eine Steckelementaufnahme (112) aufweist, die zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Steckelements (110) derart eingerichtet ist, dass im aufgenommenen Zustand des Steckelements (110) die Steckelementaufnahme (112) die Kontaktelemente (106) lateral zumindest teilweise bedeckt, wobei die Steckelementaufnahme (112) mindestens eine leiterplattenseitig angeordnete Vorjustierstruktur (502) aufweist, die mittels Aufsetzens der Steckelementaufnahme (112) auf die Leiterplatte (102) mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur (500) der Leiterplatte (102) derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand die Kontaktelemente (106) zu korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) der Leiterplatte (102) ausgerichtet sind, und wobei das Steckelement (110) gegenüber der auf die Leiterplatte (102) vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme (112) derart bewegbar ist, dass dadurch die Kontaktelemente (104) aus der Steckelementaufnahme (112) ausfahrbar und in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) einführbar sind.

Description

Direktsteckvorrichtung mit Stecker und Schürze
Die Erfindung betrifft eine Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte.
Es ist eine Anordnung zum elektrischen und mechanischen Verbinden von Steckelementen über einen Sockel mit einer Leiterplatte bekannt, die für hohe elektrische und mechanische Anforderungen ausgelegt ist.
Es sind auch Verbindungsanordnungen für Leiterplatten bekannt, die ein direktes Aufstecken eines Steckteils auf eine Leiterplatte ohne an der Leiterplatte befestigte Buchse ermöglicht.
WO 2010/063459 derselben Anmelderin offenbart eine
Verbindungsanordnung mit einem Steckelement, das mindestens ein Kontaktelement, insbesondere eine Mehrzahl von steckbaren
Kontaktelementen, aufweist, sowie mit einer Leiterplatte mit
durchkontaktierten Bohrungen, die in einer der Anordnung des
Kontaktelements oder der Kontaktelemente des Steckelements
entsprechenden Anordnung angeordnet sind, wobei die Bohrungen und das in sie einsteckbare Kontaktelement oder die in sie einsteckbaren Kontaktelemente derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich das Steckelement von Hand durch Einstecken des Kontaktelements oder der Kontaktelemente in die Bohrungen mit der Leiterplatte verbinden und von Hand entfernen lässt, wobei die Verbindungsanordnung mit einer vibrationsrobusten mechanischen Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen des Steckelements von der Leiterplatte vorgesehen ist. Das Kontaktelement oder die Kontaktelemente kann oder können optional als federartiges Kontaktelement oder federartige Kontaktelemente mit einer reversiblen Auslenkungscharakteristik ausgestaltet sein. Obwohl eine solche eine Verbindungsanordnung viele Vorteile aufweist, kann der Umgang mit den relativ empfindlichen Kontaktelementen sowie dessen korrekte Positionierung an der Leiterplatte für einen Benutzer herausfordernd sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte zu schaffen, die robust und für einen Benutzer einfach handhabbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine
Direktsteckvorrichtung, eine Verbindungsanordnung, ein Fahrzeug, ein Verfahren und eine Verwendung mit den in den unabhängigen
Ansprüchen genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Direktsteckvorrichtung zum direkten Stecken auf eine Leiterplatte geschaffen, wobei die Direktsteckvorrichtung ein Steckelement aufweist, das ein Aufnahmegehäuse und eine Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren (zum Beispiel federartigen) Kontaktelementen aufweist. Die Direktsteckvorrichtung weist ferner eine Steckelementaufnahme auf, die zum zumindest teilweisen (insbesondere umfänglich durchgehenden) Aufnehmen des Steckelements derart eingerichtet ist, dass im
aufgenommenen Zustand des Steckelements die Steckelementaufnahme die Kontaktelemente lateral zumindest teilweise (insbesondere
vollumfänglich) bedeckt. Die Steckelementaufnahme weist mindestens eine leiterplattenseitig angeordnete Vorjustierstruktur auf, die mittels Aufsetzens der Steckelementaufnahme auf die Leiterplatte mit
mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand die Kontaktelemente zu korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen der
Leiterplatte ausgerichtet sind. Das Steckelement ist gegenüber der auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme derart bewegbar (insbesondere drückbar, schiebbar oder drehbar), dass dadurch die Kontaktelemente aus der Steckelementaufnahme ausfahrbar und in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen einführbar sind. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Verbindungsanordnung bereitgestellt, die eine Leiterplatte, die
mindestens eine Vorjustierstruktur und eine Mehrzahl von
Kontaktelementöffnungen aufweist, sowie eine Direktsteckvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist. Die Direktsteckvorrichtung ist zum direkten Stecken auf die Leiterplatte mittels Verbindens der mindestens einen Vorjustierstruktur der Steckelementaufnahme mit der mindestens einen korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte und mittels nachfolgenden Bewegens des Steckelements gegenüber der auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme eingerichtet. Dadurch ist die Mehrzahl von Kontaktelementen aus der Steckelementaufnahme ausfahrbar und in die Mehrzahl von
Kontaktelementöffnungen einführbar.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug (zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, ein Personen kraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Bus, ein landwirtschaftliches Kraftfahrzeug, eine Ballenpresse, ein Mähdrescher, eine Selbstfahrspritze, eine
Straßenbaumaschine, ein Traktor, ein Luftfahrzeug, ein Flugzeug, ein Hubschrauber, ein Raumschiff, ein Zeppelin, ein Wasserfahrzeug, ein Schiff, ein Schienenfahrzeug oder eine Bahn) geschaffen, das eine Verbindungsanordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen oder eine Direktsteckvorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein
Verfahren zum direkten Stecken einer Direktsteckvorrichtung auf eine Leiterplatte geschaffen, wobei bei dem Verfahren ein Steckelement bereitgestellt wird, das ein Aufnahmegehäuse und eine Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren Kontaktelementen aufweist. Das Steckelement wird in einer Steckelementaufnahme zumindest teilweise derart aufgenommen, dass im aufgenommenen Zustand des
Steckelements die Steckelementaufnahme die Kontaktelemente lateral zumindest teilweise bedeckt werden. Die Steckelementaufnahme wird auf die Leiterplatte zum Verbinden von mindestens einer leiterplattenseitig angeordneten Vorjustierstruktur der Steckelementaufnahme mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur der Leiterplatte derart aufgesetzt, dass im verbundenen Zustand die Kontaktelemente zu korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen der
Leiterplatte ausgerichtet sind. Das Steckelement wird gegenüber der auf die Leiterplatte vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme derart bewegt, dass dadurch die Kontaktelemente aus der
Steckelementaufnahme ausgefahren werden und in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen eingeführt werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Verbindungsanordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Übertragen eines elektrischen Stroms von mindestens 5 Ampere, insbesondere von mindestens 10 Ampere, weiter insbesondere von mindestens 20 Ampere, zwischen einem Kontaktelement der
Direktsteckvorrichtung und der daran befestigten Leiterplatte verwendet. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein von Hand steckbares und von Hand lösbares System geschaffen, mit dem eine fehlerrobuste elektrische Kontaktierung zwischen empfindlichen
Kontaktelementen einerseits und einer Leiterplatte andererseits dadurch ermöglicht wird, dass ein Steckelement mit den zum Beispiel federartigen Kontaktelementen durch eine schürzenartige Steckelementaufnahme aufgenommen und umgeben ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Steckelementaufnahme im mit dem Steckelement verbundenen Zustand die Kontaktelemente vor unerwünschter mechanischer Schädigung bewahrt. Verschiebbar gegenüber dem Steckelement vorgesehen ist die Steckelementaufnahme so konfiguriert, dass ein Endbereich der
Steckelementaufnahme mit einer oder bevorzugt mehreren
Vorjustierstrukturen versehen werden kann, die ein korrektes Anordnen der Direktsteckvorrichtung an der Leiterplatte ermöglichen. Hierfür ist dafür zu sorgen, dass der oder die Vorjustierstrukturen der
Steckelementaufnahme an der oder den korrespondierenden
Vorjustierstrukturen der Leiterplatten angeordnet wird. Zum Beispiel können die Vorjustierstrukturen miteinander in Eingriff gebracht werden, so dass eine korrekte Positionierung zwischen Direktsteckvorrichtung und Leiterplatte noch vor dem eigentlichen Steckvorgang sichergestellt ist. Ein bloßes weiteres Drücken oder Eindrehen des Steckelements in die Steckelementaufnahme durch einen Benutzer reicht dann aus, um das Steckelement auf die Leiterplatte zuzubewegen, wobei Leiterplatte und Steckelementaufnahme während dieser Bewegung relativ zueinander unverändert bleiben können. Durch die Bewegung werden ferner die empfindlichen Kontaktelemente aus der Direktsteckvorrichtung an einem leiterplattenseitigen Ende ausgefahren und in die aufgrund der
Vorjustierung bereits an korrekter Stelle angeordneten
Kontaktelementöffnungen der Leiterplatte eingetaucht. Somit kann mit einer intuitiven und einfachen Handhabung die eigentliche Steckung und elektrische Kontaktierung erreicht werden, wobei eine Fehljustierung zuverlässig ausgeschlossen werden kann. Auch ist das Vorsehen einer Buchse an der Leiterplatte entbehrlich, da die elektrische Kontaktierung direkt zwischen den Kontaktelementen und einer in den
Kontaktelementöffnungen vorsehbaren elektrisch leitfähigen
Kontaktierung der Leiterplatten erreicht werden kann. Durch diese Maßnahme ist simultan ein Schutz der empfindlichen Kontakte vor Beschädigung ermöglicht und eine Vorjustage zwischen
Direktsteckvorrichtung einerseits und Leiterplatte andererseits realisiert.
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen der
Direktsteckvorrichtung beschrieben. Diese gelten auch für die
Verbindungsanordnung, das Fahrzeug, das Verfahren und die
Verwendung.
Allgemein kann im Rahmen dieser Anmeldung unter einer
Vorjustierstruktur jedes Merkmal (körperliche Struktur, Aussparung, Farbmarkierung, Magnetelemente, etc.) an Steckelementaufnahme bzw. Leiterplatte verstanden werden, das eine korrespondierende Anordnung zu einem Merkmal der jeweils andersartigen Vorjustierstruktur fördert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die mindestens eine Vorjustierstruktur der Steckelementaufnahme mindestens einen
Vorjustierzapfen (also einen Überstand) aufweisen. Die mindestens eine korrespondierende Vorjustierstruktur der Leiterplatte kann mindestens eine Vorjustieröffnung (zum Beispiel ein Durchgangs- oder Sackloch) aufweisen. Insbesondere kann die Vorjustierstruktur ein Zapfen und die korrespondierende Vorjustierstruktur eine entsprechende
Vorjustieröffnung in der Leiterplatte sein, so dass dann ein
formschlüssiges Ineingriffnehmen der Vorjustieröffnung durch den Vorjustierzapfen ermöglicht ist. Es ist auch möglich, einen Vorjustierzapfen an der Leiterplatte vorzusehen und die
Steckelementaufnahme mit einer Vorjustieröffnung zu versehen.
Bevorzugt ist allerdings das Vorsehen von mehreren Vorjustierzapfen an der Steckelementaufnahme und korrespondierenden Vorjustieröffnungen an der Leiterplatte, da dadurch für einen Benutzer eine korrekte
Positionierung besonders intuitiv vorgebbar ist und die Leiterplatte flach gefertigt und montiert werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann im aufgenommenen Zustand des Steckelements (in der Steckelementaufnahme) und vor dem Bewegen die Steckelementaufnahme die Kontaktelemente leiterplattenseitig
überragen. Durch diese Maßnahme können die Kontaktelemente nicht nur lateral (seitlich), sondern auch unterseitig (leiterplattenseitig bezogen auf den montierten Zustand) mechanisch geschützt werden, solange die Direktsteckanordnung nicht in die Leiterplatte eingesteckt ist. In dieser Stellung kann die Direktsteckvorrichtung (zum Beispiel mittels einer Feder) vorgespannt sein. Erst durch das von einem Benutzer
vorgenommene Relativbewegen von Steckelement zu der
Steckelementaufnahme werden anschaulich die Kontaktelemente ausgefahren und überragen dann ihrerseits ein leiterplattenseitiges Ende der Steckelementaufnahme, um dort in den Kontaktelementöffnungen aufgenommen und ggf. verklemmt zu werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Steckelement mindestens eine Verraststruktur aufweisen, die zum Verrasten des Steckelements mit einer korrespondierenden Verrastöffnung in der Leiterplatte eingerichtet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Verrastmechanismus oder allgemeiner ausgedrückt ein mechanischer Sicherungsmechanismus durch die Direktsteckvorrichtung bereitgestellt sein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein solcher Verrastmechanismus (zum Beispiel realisiert als Widerhaken oder durch andere Mittel)
leiterplattenseitig bereitgestellt sein. Erfindungsgemäß kann aufgrund des Eliminierens eines Sockels und einer resultierenden Direktsteckung zwischen Leiterplatte und Steckelement Material eingespart werden, eine elektrische Schnittstelle wegfallen und somit eine bessere Qualität bei niedrigeren Kosten erreicht werden. Insbesondere können elektrische Komponenten, wie zum Beispiel Kabelbäume, direkt an der Leiterplatte angeflanscht werden. Insgesamt kann mit der Verbindungsanordnung eine Stromfestigkeit von zum Beispiel 70 bis 100 Ampere, insbesondere bis zu 150 Ampere und mehr, erreicht werden. Pro Kontaktelement kann zum Beispiel eine Stromlast von 10 bis 15 Ampere getragen werden, zum Beispiel über eine Batterieeinspeisung.
Die Verraststruktur kann zum vibrationsrobusten Verrasten des
Steckelements mit der Leiterplatte eingerichtet sein. Der Begriff „vibrationsrobuste mechanische Sicherung" kann insbesondere die Bedeutung haben, dass selbst bei Vorhandensein von Vibrationen, die auf ein die Verbindungsanordnung aufweisendes technisches System einwirken, ein unbeabsichtigtes Ablösen des Steckelements von der Leiterplatte vermieden ist. Insbesondere Vibrationen, wie sie bei einem motorbetriebenen, insbesondere verbrennungsmotorbetriebenen Gerät (insbesondere Fahrzeug) auftreten, führen bei einer vibrationsrobust ausgestalteten mechanischen Sicherung zu keiner negativen
Beeinflussung der Systemfunktion. Insbesondere sollen bei Installation der Verbindungsanordnung im Motorraum eines Geländefahrzeugs die dort üblicherweise auftretenden Vibrationen nicht zu einem
unerwünschten Verlust des elektrischen Kontakts zwischen den
Kontaktelementen und dem Gegenkontakt in der jeweils zugeordneten Bohrung der Leiterplatte führen. Somit kann zum Erreichen der
Vibrationsrobustheit die mechanische Sicherung hinsichtlich Material, Dimensionen, Befestigungskräften, etc. so ausgelegt werden, dass die entsprechenden Vibrationen zu keinem unerwünschten Ablösen des Steckelements von der Leiterplatte führen. Die Verbindungsanordnung kann zum Realisieren der Vibrationsrobustheit in Übereinstimmung mit der Industrienorm ISO TS 16750, insbesondere ISO TS 16750-3, ausgestaltet sein. ISO 16750 definiert eine Norm für mechanische
Belastungsanforderungen für Geländefahrzeuge. Zum Erreichen der Vibrationsrobustheit kann die Verbindungsanordnung ferner ausgelegt sein, die Norm IEC 60512-4 zu erfüllen, insbesondere zumindest eine der Untererfordernisse nach IEC 68.2.6 (Vibration sinusoidal), IEC 68-2-27 und IEC 68-2-29 (multiple shocking), IEC 68-2-64 (broad band noise), IEC-68-2-64 (Vibration in cold atmosphere) und IEC-68-2-50 und IEC-68- 2-51 (Vibration in warm atmosphere) zu erfüllen. Mit einem solchen Verrastelement kann ein unbeabsichtigtes Abziehen des Steckelements von der Leiterplatte vermeidbar sein. Der Begriff „unbeabsichtigtes Abziehen des Steckelements von der Leiterplatte" kann insbesondere die Bedeutung haben, dass die Sicherung zuverlässig vermeidet, dass ein unerwünschtes Abnehmen des Steckelements durch einen Benutzer erfolgt. Dieser Begriff soll aber auch zum Ausdruck bringen, dass ein unerwünschtes Lösen der Verbindung durch
motorinduzierte Vibrationen oder dergleichen vermieden wird. Der Begriff „Abziehen" umfasst daher insbesondere ein aktives Ziehen und ein durch äußere Einflüsse bedingtes Lösen ohne Beteiligung eines Benutzers. Die mechanische Sicherung des Steckelements und die Leiterplatte können mit einer mechanischen Belastungsfähigkeit gemäß ISO 16750-3
(insbesondere in der Fassung ISO 16750-3 : 2007) verbunden werden . Anders ausgedrückt kann die Ausgestaltung der mechanischen Sicherung derart sein, dass eine entsprechend konfigurierte Verbindungsanordnung die Tests, die in ISO 16750, insbesondere in ISO 16750-3, (in der am Prioritätstag dieser Patentanmeldung gültigen Fassung) definiert sind, erfolgreich absolviert werden können. Zum Beispiel kann die
mechanische Sicherung das Steckelement und die Leiterplatte mit einer mechanischen Befestigungskraft von mindestens ungefähr 100 Newton, insbesondere von mindestens ungefähr 200 Newton, weiter insbesondere von mindestens ungefähr 300 Newton verbinden. Solche
Befestigungskräfte können ausreichend sein, um eine ausreichende Vibrationsfestigkeit zu ermöglichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann mindestens eine Verraststruktur an mindestens einem der Mehrzahl von Kontaktelementen gebildet sein. Gemäß einer Ausgestaltung kann somit die Verraststruktur direkt an den Kontaktelementen, das heißt einstückig mit diesen, ausgestaltet sein. Dies erlaubt die kompakte Fertigung der Direktsteckvorrichtung mit geringem Kostenaufwand. Alternativ oder ergänzend kann mindestens eine Verraststruktur separat von der Mehrzahl von Kontaktelementen gebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung können die elektrische Kontaktierung und die mechanische Befestigung separat optimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Steckelement und die Steckelementaufnahme derart ausgebildet sein, dass ausgehend von einem Zustand, in dem die Kontaktelemente in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen eingeführt sind, das
Steckelement von der Leiterplatte derart trennbar (insbesondere von Hand abziehbar) ist, dass sich bei dem Trennen das Steckelement gegenüber der Steckelementaufnahme selbsttätig zurückbewegt, so dass die Steckelementaufnahme die Kontaktelemente wieder lateral bedeckt. Diese Ausgestaltung zeigt, dass der Bewegungsmechanismus zwischen Steckelement und Steckelementaufnahme derart konfiguriert werden kann, dass bei einem Abziehen der Direktsteckanordnung von der
Leiterplatte die beim Einsteckvorgang durchgeführte Kinematik invertiert wird, so dass die Kontaktelemente in das Innere der
Steckelementaufnahme zurückgefahren werden können und damit zuverlässig vor mechanischer Zerstörung geschützt werden können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein umfänglicher Teilbereich eines leiterplattenseitigen Rands der Steckelementaufnahme eine flexible Lippe aufweisen. Eine solche flexible Lippe kann zum Beispiel als (durchgehende oder unterbrochene) umlaufende Gummilippe oder als polsternder Schaumstoffkörper ausgestaltet werden, die oder der bei Aufsetzen der Steckelementaufnahme auf eine Oberfläche der
Leiterplatte als Dämpfungs- oder Vorspannungsmechanismus fungieren kann. Wird nach Aufsetzen der Lippe das Steckelement weiter in Richtung Leiterplatte bewegt, so setzt die flexible Lippe dem eine Gegenkraft entgegen, was eine korrekte Ausrichtung fördert. Außerdem erhält ein Benutzer dadurch eine haptische Rückmeldung, dass nunmehr der eigentliche elektrische Kontaktierungsvorgang beginnt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme einen Klemmbügel zum Anklemmen des Steckelements an die
Steckelementaufnahme aufweisen. Ein derartiger Klemmbügel ermöglicht es, die separat zu fertigenden Komponenten von Steckelement einerseits und Steckelementaufnahme andererseits aneinander sicher zu
befestigen, gleichzeitig aber die erforderliche Relativbewegung
zuzulassen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme eine erste Hülse und eine in der ersten Hülse drehbar aufnehmbare oder aufgenommene zweite Hülse aufweisen. Die zweite Hülse kann ein Innengewinde und das Steckelement kann ein korrespondierendes Außengewinde oder mindestens einen korrespondierenden Zapfen (zum Beispiel einen Bayonettzapfen) zum Eingriff in das Innengewinde aufweisen, so dass das Steckelement mittels Drehens der zweiten Hülse in die zweite Hülse einschraubbar ist, womit die Kontaktelemente in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen eingeführt werden. Während des Eindrehens kann die zweite Hülse rotieren, während die erste Hülse ortsfest bleibt und das Steckelement eine drehfreie Längsbewegung vollführt, d.h. linear verschoben wird. Eine solche Ausgestaltung ist besonders bevorzugt bei sogenannten
Rundsteckern. Die beiden Hülsen können dann im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet sein. Zunächst wird die zweite Hülse in die erste Hülse eingeführt, zum Beispiel in dieser drehfähig verrastet. Im verrasteten Zustand ist die zweite Hülse gemeinsam mit ihrem
Innengewinde relativ zu der ersten Hülse immer noch verdrehbar. Bei dieser Ausgestaltung wird das Außengewinde oder mindestens ein entsprechender Zapfen des Steckelements mit dem Innengewinde der zweiten Hülse verschraubt. Besonders vorteilhaft erfolgt dies durch drehfestes Halten des Steckelements und simultanes Drehen der in der ersten Hülse aufgenommenen zweiten Hülse. Dadurch ist es nämlich möglich, dass das Steckelement mit seinen Kontaktelementen im Ergebnis ähnlich wie bei einer Steckbewegung auf die Leiterplatte geradlinig zubewegt wird, um in die Kontaktlöcher der Leiterplatte einzutauchen, wohingegen die zweite Hülse die erforderliche
Drehbewegung zum Einschrauben bewerkstelligt. Alternativ ist es auch möglich, an der zweiten Hülse statt eines Innengewindes mindestens einen Bayonettzapfen und an dem Steckelement statt des
Bayonettzapfens ein Außengewinde vorzusehen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann bei der
Direktsteckvorrichtung die erste Hülse einen Stützabschnitt (zum Beispiel einen Stützabsatz) zum Abstützen einer Auflagestruktur (zum Beispiel einen Stützring) des Steckelements aufweisen. Die zweite Hülse und das Steckelement können korrespondierende Linearführungsmittel (zum
Beispiel mindestens eine Führungsnase am Steckelement und mindestens eine korrespondierende Führungsnut an der zweiten Hülse, oder vice versa) aufweisen, die eine relative Drehbewegung zwischen der zweiten Hülse und dem Steckelement verhindern. Die erste Hülse kann ein Rändel (das heißt ein drehbares Griffstück) aufweisen, so dass mittels Drehens an dem Rändel der Stützabschnitt absenkbar ist, womit das Steckelement absenkbar ist und dabei eine drehfreie Längsbewegung vollführt, womit die Kontaktelemente in die korrespondierend ausgebildeten
Kontaktelementöffnungen eingeführt werden. Eine solche Ausgestaltung ist komfortabel und fehlerrobust bedienbar, vgl. zum Beispiel Figur 14 bis Figur 16.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Steckelementaufnahme aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung kann die Steckelementaufnahme ebenfalls als Elektroschutz eingesetzt werden, da dadurch ein
unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen einem Benutzer und den an dem Steckelement angebrachten Kontaktelementen durch ein
elektrisches Isolieren der Steckelementaufnahme unterbunden wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Direktsteckvorrichtung mindestens ein Relais und/oder mindestens eine Sicherung aufweisen. Relais bzw. Sicherung kann mit den steckbaren Kontaktelementen elektrisch gekoppelt sein. Somit kann zum Beispiel in dem Steckelement ein Relais oder eine Sicherung vorgesehen sein, so dass auch für solche oder andere elektronische Bauelemente eine Direktsteckung ermöglicht ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Leiterplatte sockelfrei, mithin flach, ausgebildet sein . Indem die Leiterplatte ohne separate Sockel zum Einstecken einer Steckanordnung vorgesehen wird, ist der Aufbau der Leiterplatte kompakt und einfach. Gleichzeitig ist eine Direktsteckung zwischen der Direktsteckvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Leiterplatte ermöglicht.
Die Kontaktelemente können hochstromfähig sein. Der Begriff
„hochstromfähige Kontaktelemente" kann insbesondere die Bedeutung haben, dass die Kontaktelemente hinsichtlich Dimension, Material, gegenseitiger Beabstandung, etc. derart ausgelegt sind, dass sie zum Tragen eines hohen elektrischen Stroms geeignet sind. Anders
ausgedrückt kann bei Verwendung hochstromfähiger Kontaktelemente ein elektrischer Strom im Ampere-Bereich von den Kontaktelementen auf die Leiterbahnen der Leiterplatte übertragen werden. Von einem hohen Strom kann insbesondere gesprochen werden, wenn die Kontaktelemente speziell ausgelegt sind, um mindestens 5 Ampere pro Kontaktelement, insbesondere mindestens 10 Ampere pro Kontaktelement transportieren zu können, ohne die bestimmungsgemäße Verwendung der
Verbindungsanordnung zu gefährden. Anders ausgedrückt sollen die Kontaktelemente in einer Hochstromkonfiguration so ausgelegt sein, dass eine unerwünschte Erwärmung der Verbindungsanordnung vermieden wird oder eine sonstige technische Funktion der Verbindungsanordnung Schaden erleidet, wenn solch hohe Ströme mittels der Kontaktelemente geleitet werden. Insbesondere kann die hochstromfeste Ausgestaltung der Kontaktelemente so ausgeführt sein, dass die Kontaktelemente gemeinsam kumulative Ströme von mindestens 50 Ampere, insbesondere von mindestens 100 Ampere tragen können. Die Hochstromfähigkeit der Kontaktelemente kann als gegeben angesehen werden, wenn die
Kontaktelemente an eine Fahrzeugbatterie anschließbar sind und störungsfrei Strom von der Fahrzeugbatterie an die angeschlossene Leiterplatte liefern kann. Insbesondere kann die Hochstromfähigkeit als gegeben angesehen werden, wenn Übergangswiderstände nach der Einpressnorm die Erfordernisse von IEC 60512-2 erfüllen.
Die Bohrungen und die in sie einsteckbaren Kontaktelemente können eine elektrische Belastungsfähigkeit gemäß ISO 16750-2 (in der am
Prioritätstag der vorliegenden Patentanmeldung gültigen Fassung) bereitstellen. Die Bohrungen und die in sie einsteckbaren
Kontaktelemente können insbesondere eine elektrische
Belastungsfähigkeit gemäß ISO 16750-2 in der Fassung ISO 16750- 2 : 2006 haben. Anders ausgedrückt können die Kontaktelemente mechanisch und elektrotechnisch so ausgestaltet werden, dass die elektrischen Belastungstests gemäß der genannten Industrienorm erfolgreich absolviert werden. Insbesondere kann jedes der einsteckbaren Kontaktelemente für eine elektrische Belastungsfähigkeit von mindestens ungefähr 5 Ampere, insbesondere von mindestens ungefähr 10 Ampere, weiter insbesondere von mindestens ungefähr 20 Ampere ausgelegt sein. Bei Vorsehen mehrerer Pins (die elektrisch voneinander getrennt betreibbar sein können) kann somit insgesamt eine Stromtragfähigkeit von zum Beispiel 70 Ampere und mehr erreicht werden.
Das Steckelement kann von Hand in die Leiterplatte eingesteckt werden oder aus dieser herausgezogen werden. Unter einer Einsteckbarkeit bzw. Entfernbarkeit des Steckelements„von Hand" kann im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden werden, dass die Einsteck- und Entfernkräfte selbst bei Vorsehen mehrerer Kontaktelemente, zum Beispiel mindestens fünf Kontaktelemente (insbesondere mindestens zehn Kontaktelemente), ausreichend gering sind, dass sie durch die Muskelkraft eines durchschnittlichen erwachsenen menschlichen
Benutzers aufgebracht werden können.
Jedes der einsteckbaren Kontaktelemente kann mit einer Steckkraft von höchstens ungefähr 10 Newton zum Einstecken in eine der Bohrungen ausgelegt sein. Somit kann zum Beispiel beim Vorsehen von fünf
Kontaktelementen, die von einem Benutzer simultan in eine Leiterplatte einzustecken sind, eine Steckkraft von 50 Newton erforderlich sein, die ein Benutzer noch problemlos aufbringen kann. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung kann insbesondere vorteilhaft für Automotive-Applikationen eingesetzt werden, das heißt in Kraftfahrzeugen aller Art, Mähdreschern, Straßenbaumaschinen, der Fahrzeugtechnik, der Bahntechnik, der Luftfahrttechnik,
Erntemaschinentechnik oder in anderen Bereichen der Geländefahrzeuge oder der Landwirtschaft. Die Hochstromfähigkeit der
Verbindungsanordnung kann es erlauben, Ströme von 5 bis 25 Ampere und mehr pro Einzelpin der Kontaktelemente zu ermöglichen, und zwar unter Anlegen einer Vibrationslast. Somit kann die
Verbindungsanordnung vorteilhaft als Automotive-Verbindungsanordnung ausgestaltet werden. Zum Beispiel kann erfindungsgemäß ein Kabelbaum mit einer Leiterplatte elektrisch gekoppelt werden.
Bei der Verbindungsanordnung können die Kontaktelemente mindestens in den innerhalb der durchkontaktierten Bohrung anzuordnenden
Bereichen in einer Richtung quer zur Steckrichtung nachgiebig ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann beim Einführen der
Kontaktelemente in die zugehörigen Bohrlöcher der Leiterplatte eine Kraft auf die Kontaktelemente einwirken, welche diese in die Kontaktlöcher hinein zwingt. Somit können die Kontaktelemente unter einer leichten Vorspannung stehen, wenn diese in das Kontaktloch eintauchen. Durch diese Vorspannung kann eine sichere elektrische Kontaktierung mit den Gegenkontakten im Bohrlochinneren ermöglicht werden. Gleichzeitig sollen solche Kontaktkräfte, welche beim Einführen benutzerseitig zunächst zu überwinden sind, klein genug sein, um auch beim
gleichzeitigen Einstecken mehrerer solcher Kontakte durch einen
Benutzer eine mechanische Handhabbarkeit nicht zu gefährden, das heißt die Einsteckkräfte nicht zu groß werden zu lassen. Ferner kann die Auslenkungscharakteristik der zum Beispiel federartig ausgestalteten Kontaktelemente reversibel ausgeführt sein, das heißt beim Entfernen des Steckelements aus der Leiterplatte zu einem elastischen Rückfedern führen. Dadurch kann das Steckelement mehrfach verwendet werden und wird nicht durch einmalige Benutzung zerstört. Eine plastische
Deformation kann durch die nachgiebige Ausbildung der Kontaktelemente und durch das Vorsehen der Kontaktelemente als zwei oder mehr gekrümmte Federelemente mit einem Abstand voneinander vermieden werden.
Demzufolge ist es bevorzugt, wenn die Kontaktelemente zwei oder mehr zwischen sich einen Zwischenraum freilassende Schenkel aufweisen. Deren voneinander abgewandte Außenseiten können optional zum
Beispiel konvex gekrümmt ausgebildet sein. Durch eine solche
Krümmung kann ein unerwünschtes Spreizen der Schenkel bei Kontakt mit einer planen Fläche vermieden werden . Bei Verwendung von
Gabelkontakten kann eine elastische Steckbarkeit erreicht werden . Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Die bei einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale sollen auch bei den anderen Ausführungsformen gelten, in der Zeichnung zeigen :
Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Verbindungsanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Betriebszustand, in dem eine Direktsteckvorrichtung an eine Leiterplatte vorjustierend angesetzt, in diese aber noch nicht eingesteckt ist.
Figur 2 zeigt eine andere Querschnittsansicht der Verbindungsanordnung gemäß Fig. 1 nach dem Einstecken von Kontaktelementen der
Direktsteckvorrichtung in die Leiterplatte.
Figur 3 zeigt eine rückseitige Ansicht der Verbindungsanordnung gemäß Fig. 1 nach dem Aufsetzen derselben auf die Leiterplatte.
Figur 4 zeigt eine räumliche Draufsicht der Verbindungsanordnung gemäß Figur 1 nach dem Ansetzen auf die Leiterplatte.
Figur 5 zeigt eine Unteransicht der Leiterplatte der
Verbindungsanordnung gemäß Figur 1, nachdem Vorjustierzapfen der Direktsteckvorrichtung an Vorjustieröffnungen der Leiterplatte angesetzt worden sind. Figur 6 zeigt eine erste Hülse einer Steckelementaufnahme einer
Verbindungsanordnung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 7 zeigt eine zweite Hülse, die gemeinsam mit der in Figur 6 gezeigten ersten Hülse zum Bilden der Steckelementaufnahme verrastet werden kann.
Figur 8 zeigt ein Steckelement zur Verwendung mit der aus den Hülsen gemäß Figur 6 und Figur 7 gebildeten Steckelementaufnahme gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 9 zeigt eine Leiterplatte zur Verwendung mit der aus den Hülsen gemäß Figur 6 und Figur 7 gebildeten Steckelementaufnahme und mit dem Steckelement gemäß Figur 8.
Figur 10 zeigt die Komponenten gemäß Figur 6 bis Figur 9 im aneinander montierten Zustand. Figur 11 zeigt ein Steckelement einer Direktsteckvorrichtung gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 12 zeigt eine Steckelementaufnahme, die gemeinsam mit dem in Figur 11 gezeigten Steckelement zu der Direktsteckvorrichtung
kombinierbar ist.
Figur 13 zeigt eine Leiterplatte, die gemeinsam mit der
Direktsteckvorrichtung gemäß Figur 11 und Figur 12 zu einer
Verbindungsanordnung gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung verbindbar ist. Figur 14 zeigt eine erste Hülse einer Steckelementaufnahme einer Verbindungsanordnung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 15 zeigt eine zweite Hülse, die gemeinsam mit der in Figur 14 gezeigten ersten Hülse zum Bilden der Steckelementaufnahme verrastet werden kann. Figur 16 zeigt ein Steckelement zur Verwendung mit der aus den Hülsen gemäß Figur 14 und Figur 15 gebildeten Steckelementaufnahme gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 17 zeigt eine Leiterplatte zur Verwendung mit der aus den Hülsen gemäß Figur 14 und Figur 15 gebildeten Steckelementaufnahme und mit dem Steckelement gemäß Figur 16.
Figur 18 zeigt eine Figur 14 bis Figur 17 zugeordnete
Direktsteckvorrichtung mit einer Leiterplatte.
Im Weiteren werden Bezug nehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Im Weiteren wird Bezug nehmend auf Figur 1 bis Figur 5 eine
Verbindungsanordnung 100 gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Verbindungsanordnung 100 enthält eine Leiterplatte 102, die eine Mehrzahl von Kontaktelementöffnungen 104 aufweist. Jede der
Kontaktelementöffnungen 104 ist als Durchgangsloch in der zum Beispiel aus Kunststoff (FR4, mit Epoxidharz getränkte Glasfasermatten) gebildeten Leiterplatte 102 ausgeführt, wobei die zylindrische Innenwand jeder der Kontaktelementöffnungen 104 mit einem elektrisch leitfähigen Material ausgekleidet ist, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zu im Weiteren im Detail beschriebenen Kontaktelementen 106 einer
erfindungsgemäßen Direktsteckanordnung 108 zu ermöglichen. Auf der Leiterplatte 102 sind ferner nicht gezeigte Leiterbahnen und nicht gezeigte elektronische Bauelemente gebildet, die mittels des elektrisch leitfähigen Materials und der Kontaktelemente 106 mit einer
angeschlossenen elektronischen Komponente, zum Beispiel einem
Kabelbaum, elektrisch gekoppelt sein können. Ferner weist die
Leiterplatte 102 vier an Ecken eines gedachten Rechtecks angeordnete Vorjustieröffnungen 500 auf, die in Figur 5 zu sehen sind. Die Direktsteckvorrichtung 108, die im Weiteren näher beschrieben wird, dient zum direkten Stecken auf die Leiterplatte 102 mittels Verbindens von vier in Figur 5 zu erkennenden Vorjustierzapfen 502 einer
Steckelementaufnahme 112 der Verbindungsanordnung 108 mit den Vorjustieröffnungen 500 zum Vorjustieren und mittels nachfolgenden Einsteckens der Kontaktelemente 106 in die entsprechenden
Kontaktelementöffnungen 104. Zunächst wird durch das Vorjustieren dafür Sorge getragen, dass die Kontaktelemente 106 fluchtend zu den entsprechenden Kontaktelementöffnungen 104 vorpositioniert werden, so dass nur noch ein Herunterdrücken der Direktsteckvorrichtung 108 auf die Leiterplatte 102 nötig ist, um die elektrische Verbindung zu vollenden. Der eigentliche Steckvorgang wird somit erst durch das nachfolgende Bewegen des Steckelements 110 relativ zu der auf der Leiterplatte 102 vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme 112 bewerkstelligt.
Durch diese Relativbewegung werden die Kontaktelemente 106 in die entsprechenden Kontaktelementöffnungen 104 eingeführt und dabei seitlich zusammengedrückt, und zwar je ein Kontaktelement 106 pro Kontaktelementöffnung 104.
Die Direktsteckvorrichtung 108 ist somit zum direkten Stecken auf die Leiterplatte 102 vorgesehen. Die Direktsteckvorrichtung 108 enthält das Steckelement 110, das ein Aufnahmegehäuse 114 und die Mehrzahl von daran bzw. darin aufgenommenen steckbaren federartigen
Kontaktelementen 106 aufweist. Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, weist jedes der Kontaktelemente einen krimpfähigen Abschnitt 116 auf, der mit einem in Figur 1 nicht gezeigten elektrischen Leiter gekoppelt werden kann, der zum Beispiel zu einem Kabelbaum führen kann. Elektrisch leitfähig verbunden mit dem krimpfähigen Abschnitt 116 sind zwei gabelartige federfähige Kontaktelementbeine 118 angebracht, die bei Einführen in ein zugehöriges Kontaktloch 104 der Leiterplatte 102 zusammengedrückt werden und im in das Kontaktloch 104 eingeführten Zustand eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem mit dem krimpfähigen Abschnitt 116 gekoppelten elektrischen Leiter und der Kontaktierung in den Kontaktlöchern 104 bereitstellt. Die
Kontaktelemente 106 sind von Hand steckbar und somit sehr
empfindlich.
Die Steckelementaufnahme 112, die auch als Schürze bezeichnet werden kann, ist konfiguriert, das Steckelement 110 in ihrem Inneren teilweise aufzunehmen. Ist das Steckelement 110 teilweise in der
Steckelementaufnahme 112 aufgenommen, so sind im aufgenommenen kraftfreien Zustand des Steckelements 110 in der Steckelementaufnahme 112 die Kontaktelemente 106 lateral, das heißt seitlich, von der
Steckelementaufnahme 112 bedeckt. Der Begriff„lateral" ist in diesem Zusammenhang so aufzufassen, dass entlang eines Teils oder der gesamten äußeren Mantelfläche der Steckelementaufnahme 112 die Kontaktelemente 106 nach außen hin nicht freigelegt sind, sondern stattdessen von der Kontaktelementaufnahme 112 abgedeckt oder umschlossen werden. Figur 1 zeigt die Direktsteckvorrichtung 108 nun in einem Zustand, in dem die Kontaktelemente 106 noch nicht in die Kontaktöffnungen 104 der Leiterplatte 102 eingesteckt sind, sondern in dem eine
leiterplattenseitige Unterseite der Steckelementaufnahme 112 auf eine Hauptoberfläche der Leiterplatte 102 lediglich aufgelegt ist. Genauer gesagt ist die Steckelementaufnahme 112 so auf die Leiterplatte 102 aufgesetzt, dass die Vorjustierzapfen 502 an der Unterseite der
Steckelementaufnahme 112 in die korrespondierend angeordneten Vorjustieröffnungen 500 der Leiterplatte 102 eingeführt sind. Dadurch ist eine korrekte Vorjustierung der Direktsteckvorrichtung 108 relativ zu der Leiterplatte 102 sichergestellt.
Um nun die Kontaktelemente 106 in der Kontaktöffnung 104 zu versenken und damit den elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen der Leiterplatte 102 und den Kontaktelementen 106 zu bewerkstelligen, wird das Steckelement 110 ausgehend von dem in Figur 1 gezeigten
Betriebszustand relativ zur Steckelementaufnahme 112 in den in Figur 2 gezeigten Betriebszustand bewegt, indem ein Benutzer in der in Figur 2 mit einem Pfeil 200 gezeigten Richtung eine Druckkraft auf das
Steckelement 110 ausübt. Dadurch verschiebt sich das Steckelement 110 relativ zu der Steckelementaufnahme 112, womit die Kontaktelemente 106 durch die Kontaktlöcher 104 durchgeführt werden. Aufgrund der zuvor durchgeführten Vorjustierung fluchten direkt vor dem Einstecken die Kontaktelemente 106 bereits mit den zugehörigen Kontaktlöchern 104. Wie in Figur 1 gezeigt, überragt im in der Steckelementaufnahme 112 aufgenommenen Zustand des Steckelements 108 und vor der
Einsteckbewegung die Steckelementaufnahme 112 die Kontaktelemente 106 leiterplattenseitig um einen Abstand D. Erst durch die Bewegung von dem Zustand gemäß Figur 1 in den Zustand gemäß Figur 2 treten die Kontaktelemente 106 mit ihren Beinchen 118 aus der Unterseite der Steckelementaufnahme 112 hervor und durch die Leiterplatte 102 hindurch. Figur 1 zeigt ferner zwei seitliche Rasthaken 120, die zum
vibrationsfesten Verrasten des Steckelements 110 mit einer
korrespondierenden Verrastöffnung 122 in der Leiterplatte 102
eingerichtet sind. Ein Benutzer kann mittels eines Griffstücks 124 die Rasthaken 120 betätigen, um diese nach einem Einrasten (siehe Zustand in Figur 2) wieder aus den Verrastöffnungen 122 herauszuführen. In Figur 1 und Figur 2 sind die Verrasthaken 120 separat von den
Kontaktelementen 106 gebildet.
In dem Zustand gemäß Figur 2 ist die Direktsteckvorrichtung 108 hochstromfähig und vibrationsrobust mit der Leiterplatte 102 gekoppelt. Um diese Kopplung wieder rückgängig zu machen, kann ein Benutzer zunächst die Griffstücke 124 betätigen, um die Rasthaken 120 aus den Verrastöffnungen 122 der Leiterplatte 102 zu lösen. Nachfolgend kann ein Benutzer von Hand die Direktsteckvorrichtung 108 von der
Leiterplatte 102 abziehen. Durch diesen Trennvorgang bewegt sich das Steckelement 110 gegenüber der Steckelementaufnahme 112 so, dass nachfolgend die Steckelementaufnahme 112 die Kontaktelemente 106 wieder lateral umgibt bzw. leiterplattenseitig überragt. Figur 3 zeigt, dass die Steckelementaufnahme 112 einen Klemmbügel 300 aufweist, der zum Anklemmen des Steckelements 108 an die
Steckelementaufnahme 112 vorgesehen ist. Der Klemmbügel 300 ist ein flexibles Bügelelement, das Steckelement 110 und
Steckelementaufnahme 112 in Position hält und als Verrutschschutz dient. Ferner kann der Klemmbügel 300 eine Dickentoleranz der beteiligten Komponenten ausgleichen.
Wie in Figur 1 bis Figur 3 zu erkennen ist, kann die Leiterplatte 102 sockelfrei, das heißt ohne aufgesetzte Sockel vorgesehen werden, das heißt nur mit Durchgangslöchern und ggf. montierten elektronischen Bauelementen wie elektronischen Chips, Widerständen, Kondensatoren, etc. Somit ist eine kompakte und im Wesentlichen flache Leiterplatte 102 bereitgestellt, die kostengünstig fertigbar ist.
Figur 4 zeigt eine räumliche Draufsicht der Verbindungsanordnung 100 und stellt insbesondere die Form der krimpfähigen Abschnitte 116 dar.
Obgleich dies in den Figuren nicht gezeigt ist, kann ein
leiterplattenseitiger Rand 160 der Steckelementaufnahme 112 zumindest abschnittsweise eine flexible Lippe aufweisen. Diese kann einen Gegenoder Vordruck ausüben, wenn die Steckelementaufnahme 112 gegen die Leiterplatte 102 gedrückt wird. Funktionell vorteilhafte Aspekte des Rechtecksteckers gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 sind insbesondere:
-Es ist ein mechanischer Schutz der Kontaktelemente 106 gegen
Beschädigungen vorgesehen, solange das Steckelement 110 nicht gesteckt ist. Der Schutz wird gewährleistet durch die als Kunststoffschürze ausgebildete Steckelementaufnahme 112, die flexibel mit dem Steckelement 110 verbunden ist, so dass die Kontaktelemente 106 seitlich abgedeckt sind. - Beim Einstecken verschiebt sich das Steckelement 110 gegen die Steckelementaufnahme 112, so dass die Kontaktelemente 106 in die Leiterplatte 102 sicher und ohne beschädigt zu werden, also vorjustiert, eintauchen können. - Beim Einstecken verrastet das Steckelement 110 mit der Leiterplatte 102. Dies erfolgt über einen Verrastungsmechanismus 120, 122, der am Steckelement 110 und an der Leiterplatte 102 angebracht ist oder über einen Verrastungsmechanismus, der direkt über die Kontaktelemente 106 realisiert ist (nicht gezeigt).
- Beim Herausziehen des Steckelements 110 kann die
Steckelementaufnahme 112 wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeschoben werden, so dass die Kontaktelemente 106 wiederum geschützt sind.
- Eine flexible Gummilippe (nicht eingezeichnet) am unteren Rand der Steckelementaufnahme 112, die beim Einführen des Steckelements 110 in die Leiterplatte 102 deren Oberfläche berührt und dabei etwas elastisch verformt wird, sorgt dafür, dass es eine gewisse Rückstell kraft gibt, die für eine zusätzliche Fixierung der Kontaktelemente 106 relativ zur Leiterplatte 102 bei allfälligen Dickentoleranzen der Leiterplatte 102 sorgt. Im Weiteren wird Bezug nehmend auf Figur 6 bis Figur 9 eine
Verbindungsanordnung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Figur 6 zeigt eine erste Hülse 600 einer Steckelementaufnahme einer solchen Verbindungsanordnung, die als Hohlzylinder ausgebildet ist. Die Hülse 600 hat eine Nut 602 und umfänglich verteilte Rastzapfen 604, die an der Unterseite der Hülse 600 angeordnet sind. Zwei
gegenüberliegende Griffstücke 124, die mit Rasthaken 120 gekoppelt sind, sind seitlich an der Außenfläche der ersten Hülse 600 ausgebildet. Ferner ist eine Längsführungsnut 606 an einer Innenfläche der ersten Hülse 600 gebildet.
Figur 7 zeigt eine zweite Hülse 700, die gemeinsam mit der ersten Hülse 600 die Steckelementaufnahme der beschriebenen
Verbindungsanordnung bildet. Ein unterer Teil der zweiten Hülse 700 ist in der ersten Hülse 600 derart aufnehmbar, dass im aufgenommenen Zustand die zweite Hülse 700 gegenüber der ersten Hülse 600
verdrehbar ist. Ein oberer Teil der zweiten Hülse 700 steht über der ersten Hülse 600 hervor, wenn der untere Teil der zweiten Hülse 700 in der ersten Hülse 600 aufgenommen ist. Die zweite Hülse 700 hat ein Innengewinde 702 und an der Außenseite eine geriffelte Oberfläche 704. Der obere Teil der zweiten Hülse 700 wird in die erste Hülse 600 geschoben, verrastet an der Nut 602 und ist dann drehbar gelagert. In diesem in den Figuren nicht gezeigten Zustand bilden die erste Hülse 600 und die zweite Hülse 700 gemeinsam die Steckelementaufnahme.
Figur 8 zeigt ein Steckelement 800, das gemeinsam mit den ineinander aufgenommenen Hülsen 600, 700 eine Direktsteckvorrichtung bildet. Das Steckelement 800 enthält einen oder mehrere Bayonettzapfen 802 oder ein Außengewinde (nicht gezeigt), das oder die korrespondierend zu dem Innengewinde 702 der zweiten Hülse 700 ausgebildet ist oder sind.
Ferner sind auf der Stirnfläche des Steckelements 800 eine Mehrzahl von Kontaktelementen 106 gebildet (am Steckelement 800 nicht gezeigt). Darüber hinaus ist optional an der unterseitigen Stirnfläche des
Steckelements 800 ein nicht gezeigter zentraler Rastzapfen vorgesehen, der als Verrastelement zum Verrasten in einer optionalen
korrespondierenden zentralen Verrastöffnung einer Leiterplatte 102 dient (siehe Figur 9). Eine Führungsnase 804 an einer Außenfläche des
Steckelements 800 wird entlang der Langsführungsnut 606 der ersten Hülse 600 geführt , wenn das Steckelement 800 in die erste Hülse 600 eingeführt wird.
Nachdem die beiden Hülsen 600, 700 ineinander angeordnet worden sind, wird das Steckelement 800 mit der zweiten Hülse 700 verschraubt. Zuvor wird jedoch die Steckelementaufnahme, gebildet aus den Hülsen 600, 700 auf eine Leiterplatte 102 aufgesetzt, die in Figur 9 gezeigt ist. Die Leiterplatte 102 enthält Vorjustieröffnungen 500, so dass die
Rastzapfen 604 der ersten Hülse 600 mit den drei Rastaufnahmen 500 verbunden werden, indem die Steckelementaufnahme, gebildet aus den Hülsen 600 und 700, auf die Leiterplatte 102 aufgesetzt wird. Figur 9 zeigt ferner, dass in einem zentralen Abschnitt der Leiterplatte 102 eine Rastelementaufnahme (ohne Bezugszeichen) gebildet ist, welche den zentralen Rastzapfen verriegelnd aufnehmen kann. Zwei andere
Rastelementaufnahmen 122 sind zum Aufnehmen der Rasthaken 120 ausgebildet. Um die zentrale Rastelementaufnahme 122 herum sind Kontaktöffnungen 104 gebildet, von denen jede zum Aufnehmen eines entsprechenden Kontaktelements 106 eingerichtet ist. Es wird also die Hülse 600 so auf die Leiterplatte 102 aufgesetzt, dass die Vorjustierzapfen 604 in die Vorjustieröffnungen 500 eintauchen. Das Steckelement 800 wird in die zweite Hülse 700 eingeschraubt, indem die zweite Hülse 700 gedreht wird und das Steckelement 800 drehfrei sukzessive nach unten bewegt wird. Dadurch wird aufgrund der
Drehbewegung der zweiten Hülse 700 das Steckelement 800 in die Leiterplatte 102 eingeführt und gleichzeitig mit der zweiten Hülse 700 verschraubt, so dass es zu einer Verrastung durch die Rastnase und die zentrale Rastöffnung sowie zu einer elektrischen Kontaktierung durch das Eintauchen der Kontaktelemente 106 in die Kontaktöffnungen 104 kommt. Wiederum dienen die beiden Hülsen 600, 700 als lateraler und als unterseitiger Schutz für die Kontakte des Kontaktelements 800.
Funktionell vorteilhafte Aspekte des Rundsteckers gemäß Fig. 6 bis Fig. 9 sind insbesondere:
- Es besteht ein mechanischer Schutz der Kontaktelemente 106 gegen Beschädigungen, solange das Steckelement 800 nicht gesteckt ist. Der Schutz wird gewährleistet durch die Kunststoffschürze aus den Hülsen 600, 700, die flexibel mit dem Steckelement 800 verbunden ist, so dass die Kontaktelemente 106 seitlich abgedeckt sind.
- Die Schürze besitzt an der Unterseite die Rastzapfen 604 zur richtigen Positionierung auf der Leiterplatte 102.
- In die Hülse 600 wird die zylindrische Hülse 700 so eingerastet, dass es in der Hülse 600 frei drehbar ist. Desweiteren besitzt die zylindrische Hülse 700 das Innengewinde 702. - Das Steckelement 800 wird mit einer fest vorgegebenen Orientierung (so dass das Bild der Kontaktelemente 106 mit dem der
Durchkontaktierungen 104 der Leiterplatte 102 übereinstimmt)
gegenüber der Hülse 600 azimutal fixiert, so dass das Steckelement 800 aber gegenüber der Hülse 700 in Richtung der Zylinderachse der Hülsen 600, 700 beweglich bleibt.
- Bei Aufsetzen des Steckelements 800 auf die Einheit aus den Hülsen 600, 700 wird das Steckelement 800, das den oder die Bayonettzapfen 802 besitzt, durch Drehen der Hülse 700 mit Innengewinde 702 in diese kontrolliert hineingezogen. Auf diese Weise kann durch kontinuierliches Drehen der Hülse 700 das Steckelement 800 in die Leiterplatte 102 gesteckt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die
Kontaktelemente 106 durch Dejustage oder Ähnliches beschädigt werden.
- Eine Verrastung des gesamten Steckers mit der Leiterplatte 102 kann insbesondere in dreierlei Weise geschehen : durch Verrastung über die Kontaktelemente 106 selbst (Multi-Fork); durch Verrastung über einen Zapfen im Zentrum des Steckelements 800; durch Verrastung über Zapfen, die an der Seite des Steckelements 800 angebracht sind, und bei Verbindung mit der Hülse 600 entlang deren Außenwandung gleiten und in der Leiterplatte 102 verrasten.
- Im nicht montierten Zustand bilden die Hülse 600, die Hülse 700 und das Steckelement 800 eine funktionale Einheit (Stecker). Nach dem
Herauslösen des Steckers aus der Leiterplatte 102 sind aufgrund des Gewindemechanismus die Kontaktelemente 106 wiederum geschützt.
- Die Führungsnase oder Führungsnasen (Haken) 804 und die
Längsführungsnut oder Längsführungsnuten 606 bilden eine axiale Führung und ermöglichen somit die axiale Bewegung des Steckelements (Kontaktträgers) 800 durch die Drehbewegung der Hülse (des Rings) 700. Ohne Führungsnase 804 würde sich das Steckelement 800
mitdrehen und keine axiale Verschiebung erfahren.
Figur 10 zeigt die Komponenten gemäß Figur 6 bis Figur 9 im
aneinander montierten Zustand.
Im Weiteren wird Bezug nehmend auf Figur 11 bis Figur 13 eine
Verbindungsanordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, die aus einem Steckelement 1100, einer
Steckelementaufnahme 1200 und einer Leiterplatte 102 gebildet ist.
Figur 11 zeigt zunächst, dass das Steckelement 1100 mit einer Mehrzahl von elektrischen Leitern in Aufnahmeöffnungen 1102 elektrisch gekoppelt werden kann, von denen jede mit einem Kontaktelement 106 gekoppelt ist. Ferner ist in Figur 11 eine Kammer für ein Zahnrad zu sehen, vergleiche Bezugszeichen 1104. Figur 12 zeigt eine Steckelementaufnahme 1200, die wiederum als Schürze zum Schutz der Kontaktelemente 106 dient. Zum Aufnehmen des Steckelements 1100 durch die Steckelementaufnahme 1200 wird das Steckelement 1100 in die Steckelementaufnahme 1200 eingeführt, wobei das Steckelement 1100 über ein Zahnrad gefangen wird. Hierfür ist ein Schwenkhebel 1202 für das Zahnrad vorgesehen. Ferner sind
Vorjustierhaken 1204 an unteren Ecken der Steckelementaufnahme 1200 angeordnet. Figur 13 zeigt eine entsprechende Leiterplatte 102 mit
Vorjustieröffnungen 500, die korrespondierend zu den Positionen der Vorjustierhaken 1204 angeordnet sind. Figur 13A zeigt, wie die Steckelementaufnahme 1200 mit
aufgenommenem Steckelement 1100 auf die Leiterplatte 102 aufgesetzt ist.
Ist das Steckelement 1100 in der Steckelementaufnahme 1200
aufgenommen, so kann diese Anordnung zunächst mittels Aufsetzens der Vorjustiernasen 1204 auf die Vorjustieröffnungen 500 vorjustiert werden, und nachfolgend kann das Steckelement 1100 gegenüber der
Steckelementaufnahme 1200 nach unten gedrückt werden, womit jedes der Kontaktelemente 106 in einer zugehörigen Kontaktelementöffnung 104 versenkt wird. Die Rasthaken 1204 (oder Rastnasen) der Schürze bzw. der Steckelementaufnahme 1200 können, müssen aber keine Haltefunktion für das Steckelement 1100 erfüllen. Dessen
Kontaktelemente 106 können sei bstver rastend sein, oder sie können mit einem Rastzapfen ausgestattet sein.
Im Weiteren wird Bezug nehmend auf Figur 14 bis Figur 18 eine
Verbindungsanordnung gemäß einem anderen exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, die dem
Ausführungsbeispiel von Figur 6 bis Figur 9 ähnelt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Hülse 700\ die in Figur 15 gezeigt ist, über eine Hülse 600' gemäß Figur 14 aufgesetzt bzw.
übergeschoben. Bei diesem Fügevorgang werden Bayonettzapfen 1402 an einer äußeren Umfangsfläche der Hülse 600' mit einem Innengewinde 702 der Hülse 700' verschraubt. Ein in Figur 16 gezeigtes Steckelement 800' wird bei diesem Fügeprozess in das Innere der Hülse 600'
eingeführt, so dass umfängliche Zapfen 1600 mit entsprechend
ausgebildeten Nuten 1400 an einer Innenfläche der Hülse 600' in Eingriff gebracht werden. Ein Ringteil 1602 des Steckelements 800' ist auf eine Nut 702 der Hülse 700' aufgestützt. Übt ein Benutzer auf ein Rändel 1500 der Hülse 700' eine Drehbewegung aus, so führt dies zu einer axialen Absenkung des Rändeis 1500. Diese Drehbewegung am Rändel 1500 nimmt das Steckelement 800' anschaulich axial nach unten mit, ohne dass dieses eine Drehbewegung vollführt, da eine solche Drehbewegung durch die korrespondierenden Elemente 1400, 1600 verhindert wird. Durch das Drehen am Rändel 1500 wird somit das Steckelement 80' abgesenkt und taucht mit den Steckelementen 106 dann in die
Leiterplatte 102 ein, die in Figur 17 gezeigt ist. Figur 18 zeigt ein entsprechend zusammengesetztes Steckelement 1000\ nachdem dieses in eine Leiterplatte 102 eingeführt worden ist.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Direktsteckvorrichtung (108) zum direkten Stecken auf eine
Leiterplatte (102), wobei die Direktsteckvorrichtung (108) aufweist:
ein Steckelement (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und eine
Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren, insbesondere
federartigen, Kontaktelementen (106) aufweist;
eine Steckelementaufnahme (112), die zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Steckelements (110) derart eingerichtet ist, dass im aufgenommenen Zustand des Steckelements (110) die
Steckelementaufnahme (112) die Kontaktelemente (106) lateral zumindest teilweise bedeckt;
wobei die Steckelementaufnahme (112) mindestens eine
leiterplattenseitig angeordnete Vorjustierstruktur (502) aufweist, die mittels Aufsetzens der Steckelementaufnahme (112) auf die Leiterplatte (102) mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur (500) der Leiterplatte (102) derart verbindbar ist, dass im verbundenen
Zustand die Kontaktelemente (106) zu korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) der Leiterplatte (102) ausgerichtet sind; wobei das Steckelement (110) gegenüber der auf die Leiterplatte
(102) vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme (112) derart bewegbar ist, dass dadurch die Kontaktelemente (104) aus der
Steckelementaufnahme (112) ausfahrbar und in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) einführbar sind.
2. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine Vorjustierstruktur (502) der Steckelementaufnahme (112)
mindestens einen Vorjustierzapfen aufweist und die mindestens eine korrespondierende Vorjustierstruktur (500) der Leiterplatte (102) mindestens eine Vorjustieröffnung aufweist.
3. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im aufgenommenen Zustand des Steckelements (110) und vor der
Bewegung die Steckelementaufnahme (112) die Kontaktelemente (104) leiterplattenseitig überragt.
4. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steckelement (110) mindestens eine Verraststruktur (120) aufweist, die zum Verrasten, insbesondere zum vibrationsfesten
Verrasten, des Steckelements (110) mit einer korrespondierenden Verrastöffnung (122) in der Leiterplatte (102) eingerichtet ist.
5. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß Anspruch 4, wobei die mindestens eine Verraststruktur (120) mit mindestens einem der Mehrzahl von Kontaktelementen (106) integral gebildet ist und/oder separat von der Mehrzahl von Kontaktelementen (106) gebildet ist.
6. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Steckelement (110) und die Steckelementaufnahme (112) derart ausgebildet sind, dass ausgehend von einem Zustand, in dem die Kontaktelemente (104) in die korrespondierend ausgebildeten
Kontaktelementöffnungen (104) eingeführt sind, das Steckelement (110) von der Leiterplatte (102) derart trennbar ist, dass sich bei dem Trennen das Steckelement (110) gegenüber der Steckelementaufnahme (112) zurückbewegt, so dass die Steckelementaufnahme (112) die
Kontaktelemente (106) wieder lateral bedeckt.
7. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein leiterplattenseitiger Rand (160) der Steckelementaufnahme (112) zumindest abschnittsweise eine flexible Lippe aufweist.
8. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steckelementaufnahme (112) einen Klemmbügel (300) zum Anklemmen des Steckelements (110) an die Steckelementaufnahme (112) aufweist.
9. Direktsteckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steckelementaufnahme eine erste Hülse (600, 700') und eine zumindest teilweise in der ersten Hülse (600, 700,)drehbar aufnehmbare oder aufgenommene zweite Hülse (700, 600') aufweist.
10. Direktsteckvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Hülse (700) ein Innengewinde (702) und das Steckelement (800) ein
korrespondierendes Außengewinde oder mindestens einen
korrespondierenden Zapfen (802) zum Eingriff in das Innengewinde (702) aufweist, so dass das Steckelement (800) mittels Drehens der zweiten Hülse (700) in die zweite Hülse (700) einschraubbar ist und dabei eine drehfreie Längsbewegung vollführt, womit die
Kontaktelemente (106) in die korrespondierend ausgebildeten
Kontaktelementöffnungen (104) eingeführt werden.
11. Direktsteckvorrichtung gemäß Anspruch 9,
wobei die erste Hülse (700Λ) einen Stützabschnitt (702) zum Abstützen einer Auflagestruktur (1602) des Steckelements (800) aufweist;
wobei die zweite Hülse (600Λ) und das Steckelement (800) korrespondierende Linearführungsmittel (1400, 1600) aufweisen, die eine relative Drehbewegung zwischen der zweiten Hülse (600Λ) und dem Steckelement (800Λ) verhindern; wobei die erste Hülse (700Λ) ein Rändel (1500) aufweist, so dass mittels Drehens an dem Rändel (1500) der Stützabschnitt (702) absenkbar ist, womit das Steckelement (800Λ) absenkbar ist und dabei eine drehfreie Längsbewegung vollführt, womit die Kontaktelemente (106) in die korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) eingeführt werden.
12. Direktsteckvorrichtung (108) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steckelementaufnahme (112) aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gebildet ist.
13. Direktsteckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend ein Relais und/oder eine Sicherung, das und/oder die mit den steckbaren Kontaktelementen (106) elektrisch gekoppelt ist oder sind.
14. Verbindungsanordnung (100), aufweisend
eine Leiterplatte (102), die mindestens eine Vorjustierstruktur (500) und eine Mehrzahl von Kontaktelementöffnungen (104) aufweist; eine Direktsteckvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die zum direkten Stecken auf die Leiterplatte (102) mittels
Verbindens der mindestens einen Vorjustierstruktur (502) der
Steckelementaufnahme (112) mit der mindestens einen
korrespondierenden Vorjustierstruktur (500) der Leiterplatte (102) und mittels nachfolgenden Bewegens des Steckelements (110) gegenüber der auf die Leiterplatte (102) vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme (112) eingerichtet ist, womit die Mehrzahl von Kontaktelementen (106) aus der Steckelementaufnahme (112) ausfahrbar und in die Mehrzahl von Kontaktelementöffnungen (104) einführbar ist.
15. Verbindungsanordnung (100) gemäß Anspruch 14, wobei die
Leiterplatte (102) sockelfrei ist.
16. Fahrzeug, aufweisend eine Direktsteckvorrichtung (108) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder eine Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Fahrzeug nach dem vorangehenden Anspruch, eingerichtet als eines aus der Gruppe bestehend aus einem Kraftfahrzeug, einem
Personenkraftfahrzeug, einem Lastkraftfahrzeug, einem Bus, einem landwirtschaftlichen Kraftfahrzeug, einer Ballenpresse, einem
Mähdrescher, einer Selbstfahrspritze, einer Straßenbaumaschine, einem Traktor, einem Luftfahrzeug, einem Flugzeug, einem Hubschrauber, einem Raumschiff, einem Zeppelin, einem Wasserfahrzeug, einem Schiff, einem Schienenfahrzeug und einer Bahn.
18. Verfahren zum direkten Stecken einer Direktsteckvorrichtung (108) auf eine Leiterplatte (102), wobei das Verfahren aufweist:
Bereitstellen eines Steckelements (110), das ein Aufnahmegehäuse (114) und eine Mehrzahl von daran aufgenommenen steckbaren, insbesondere federartigen, Kontaktelementen (106) aufweist;
zumindest teilweises Aufnehmen des Steckelements (110) in einer Steckelementaufnahme (112) derart, dass im aufgenommenen Zustand des Steckelements (110) die Steckelementaufnahme (112) die
Kontaktelemente (106) lateral zumindest teilweise bedeckt;
Aufsetzen der Steckelementaufnahme (112) auf die Leiterplatte (102) zum Verbinden von mindestens einer leiterplattenseitig
angeordneten Vorjustierstruktur (502) der Steckelementaufnahme (112) mit mindestens einer korrespondierenden Vorjustierstruktur (500) der Leiterplatte (102) derart, dass im verbundenen Zustand die Kontaktelemente (106) zu korrespondierend ausgebildeten
Kontaktelementöffnungen (104) der Leiterplatte (102) ausgerichtet sind;
Bewegen des Steckelements (110) gegenüber der auf die
Leiterplatte (102) vorjustiert aufgesetzten Steckelementaufnahme (112) derart, dass dadurch die Kontaktelemente (106) aus der
Steckelementaufnahme (112) ausgefahren werden und in die
korrespondierend ausgebildeten Kontaktelementöffnungen (104) eingeführt werden.
19. Verwendung einer Verbindungsanordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Übertragen eines elektrischen Stroms von mindestens 5 Ampere, insbesondere von mindestens 10 Ampere, weiter insbesondere von mindestens 20 Ampere, zwischen einem
Kontaktelement (106) der Direktsteckvorrichtung (108) und der daran befestigten Leiterplatte (102).
PCT/EP2012/052332 2011-02-11 2012-02-10 Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze WO2012107569A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12702850.4A EP2673846A1 (de) 2011-02-11 2012-02-10 Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011011017A DE102011011017A1 (de) 2011-02-11 2011-02-11 Direktsteckvorrichtung mit Stecker und Schürze
DE102011011017.8 2011-02-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012107569A1 true WO2012107569A1 (de) 2012-08-16

Family

ID=45567031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/052332 WO2012107569A1 (de) 2011-02-11 2012-02-10 Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2673846A1 (de)
DE (1) DE102011011017A1 (de)
WO (1) WO2012107569A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015035967A1 (de) 2013-09-13 2015-03-19 Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg Direktsteckvorrichtung mit vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer verriegelungseinrichtung

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015119478A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Elektrische Anschlussklemme
DE102015119484A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Steckkontakt
LU93039B1 (de) 2016-04-22 2017-10-27 Phoenix Contact Gmbh & Co Kg Intellectual Property Licenses & Standards Steckkontakt
DE102016107482A1 (de) 2016-04-22 2017-10-26 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Steckkontakt
DE202016008242U1 (de) 2016-04-22 2017-05-10 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Steckkontakt
DE202016102148U1 (de) 2016-04-22 2017-07-26 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Steckkontakt
DE102016216507B4 (de) 2016-09-01 2020-03-26 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Schaltungsanordnung, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
DE102017110621B3 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Anordnung aus einer Leiterplatte und mindestens einem Steckkontakt
DE202017102932U1 (de) 2017-05-16 2018-08-28 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Anordnung aus einer Leiterplatte und mindestens einem Steckkontakt
DE102018101669B3 (de) 2018-01-25 2019-03-28 Lumberg Connect Gmbh Steckverbinder mit verriegelnder Sicherungshaube
DE102018126145A1 (de) 2018-10-22 2020-04-23 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Elektrischer Verbinder zum Anschluss elektrischer Leiter an eine Leiterplatte
DE102018126148A1 (de) 2018-10-22 2020-04-23 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Elektrischer Verbinder zum Anschluss elektrischer Leiter an eine Leiterplatte
CN112677788B (zh) * 2021-01-22 2021-10-29 江西络鑫科技有限公司 一种自适应调整充电头
DE102022104038B4 (de) 2022-02-21 2024-02-08 Provertha Connectors, Cables & Solutions Gmbh Steckverbinder und Verfahren zur Montage eines Steckverbinders auf einer Leiterplatte

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5842873A (en) * 1996-05-17 1998-12-01 Radiall Device for connecting a coaxial cable to a printed circuit card
DE102007001902A1 (de) * 2006-01-23 2007-07-26 Tyco Electronics Amp K.K., Kawasaki Elektrischer Verbinder
WO2010063459A1 (de) 2008-12-03 2010-06-10 Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg Verbindungsanordnung an leiterplatten
DE202010011546U1 (de) * 2010-08-18 2010-11-04 Erni Electronics Gmbh Vorrichtung zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterbahn und Kontaktträger für eine solche Vorrichtung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5462451A (en) * 1994-06-13 1995-10-31 Yeh; Te-Hsin Electrical connector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5842873A (en) * 1996-05-17 1998-12-01 Radiall Device for connecting a coaxial cable to a printed circuit card
DE102007001902A1 (de) * 2006-01-23 2007-07-26 Tyco Electronics Amp K.K., Kawasaki Elektrischer Verbinder
WO2010063459A1 (de) 2008-12-03 2010-06-10 Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg Verbindungsanordnung an leiterplatten
DE202010011546U1 (de) * 2010-08-18 2010-11-04 Erni Electronics Gmbh Vorrichtung zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterbahn und Kontaktträger für eine solche Vorrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015035967A1 (de) 2013-09-13 2015-03-19 Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg Direktsteckvorrichtung mit vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer verriegelungseinrichtung
DE102013218441A1 (de) 2013-09-13 2015-04-02 Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg Direktsteckvorrichtung mit Vorjustiereinrichtung und relativ zu dieser verschiebbarer Verriegelungseinrichtung
CN105723567A (zh) * 2013-09-13 2016-06-29 维特电子Ics有限两合公司 具有预调校装置和能够相对于预调校装置推移的闩锁装置的直接插接装置
US9812799B2 (en) 2013-09-13 2017-11-07 Wurth Elektronik ICS GmbH & Co. KG Printed circuit board plug device having a pre-adjusting device which serves as a locking device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2673846A1 (de) 2013-12-18
DE102011011017A1 (de) 2012-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012107569A1 (de) Direktsteckvorrichtung mit stecker und schürze
EP2899812B1 (de) Verbindungsanordnung an Leiterplatten
EP3028349B1 (de) Endlagenfixierung einer steckverbindung zur erhöhung der vibrationsfestigkeit
EP1919026B1 (de) Montagebaugruppe für eine Kraftfahrzeugantenne
DE102012101094B4 (de) Steckverbinder, Einrichtung mit Steckverbinder und entsprechende Steckverbinderanordnung
EP3122589B1 (de) Als kupplung oder stecker ausgebildete steckvorrichtung
EP3613110B1 (de) Baugruppe für ein steckverbinderteil mit einem kontakteinsatz und einem erdungselement
EP3878060B1 (de) Hochstromsteckverbinder und steckverbindersystem
WO2011033128A1 (de) Multi fork einpresspin
DE102015213849B4 (de) Steckverbindung und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Steckverbindung
DE102010034790B4 (de) Kontaktträger für wenigstens eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterbahn
EP2789219B1 (de) Elektronikmodul
DE202008014541U1 (de) Steckverbinder mit einem Kodiergehäuse
WO2005081365A1 (de) Direktsteckverbindung mit kabelendhülse
EP1986281B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung
DE602004008094T2 (de) Elektrischer verbinder für einen flexiblen flachleiter und schalteinrichtung
DE102014109282B3 (de) Metallisches Primärstrukturelement für einen Potentialausgleich in einem Luftfahrzeug
DE102009036411B3 (de) Kombinierter elektrischer Steckverbinder mit Toleranzausgleich
EP4078735B1 (de) Elektrische steckverbindung
EP2942838B1 (de) Verbinder und damit gebildete leiterplattenanordnung
DE102021206605B4 (de) Verbindungselement für ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung
WO2013010836A2 (de) Steckermodul, insbesondere für fensterheberantriebe, sowie verfahren zu dessen herstellung
EP2562885B1 (de) Stecker mit Anpressfedervorrichtung zur elektrischen Direktkontaktierung einer Leiterplatte
DE102007025605A1 (de) Fahrzeugantenne
WO2006074709A1 (de) Kontaktpartner zur montage auf einer leiterplatte

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12702850

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012702850

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE