DE102011051644A1

DE102011051644A1 - Schnittstellenstecker

Info

Publication number: DE102011051644A1
Application number: DE201110051644
Authority: DE
Inventors: Sven Filipon
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: DE102011051644A9; WO2013004412A1; EP2729993A1; DE102011051644B4; DE202012002975U1

Abstract

Ein Schnittstellenstecker (1) zum elektrischen Anschluss eines Steckers (50) an eine Leiterplatte mit: – einem Schnittstellengehäuse (2) mit einer planen Auflagefläche (3) zur Auflage auf der Leiterplatte und eine rückseitig zur Auflagefläche (3) vorgesehenen Steckeranschluss (4) zur Aufnahme des Steckers (50), – einem von der Auflagefläche (3) umgebenen Funktionsraum (5) zur Durchführung mindestens eines Kontakts (6, 6'), – mindestens einem sich von der Auflagefläche (3) erstreckenden ersten Rastmittel (7) und – mindestens einem sich aus dem Funktionsraum (5) erstreckenden weiteren Rastmittel (8, 8').

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnittstellenstecker zum elektrischen Anschluss eines Steckers an eine Leiterplatte gemäß Patentanspruch 1 sowie ein System aus dem Stecker und dem Schnittstellenstecker gemäß Patentanspruch 8.
Leiterplatten-Steckverbindungslösungen der gattungsgemäßen Art, insbesondere für Ströme bis 10 Ampere für alle möglichen Elektronikanwendungen, insbesondere mit Temperaturen bis 180° Celsius, gelten die nachfolgend aufgeführten technischen Probleme.
Die Schnittstelle soll insgesamt eine kompakte Bauform, gleichzeitig aber sichere Verrastung und eine Dichtigkeit zumindest der stromführenden Bauteile gewährleisten.
Desweiteren ist eine einfache mechanische und stabile Verrastung mit der Leiterplatte wünschenswert, so dass bei der Montage keine auf der Leiterplatte vorhandenen Strukturen beschädigt werden.
Darüber hinaus ist eine Temperaturstabilität der Schnittstelle wünschenswert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach und sicher montierbaren Schnittstellenstecker zum elektrischen Anschluss eines Steckers an eine Leiterplatte vorzusehen, der darüber hinaus eine möglichst kompakte Bauform aufweisen soll.
Die vorliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs I gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar rein.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, eine im Inneren (also mit Abstand zum Seitenrand des Schnittstellensteckers zu einer Steckrichtung S) des Schnittstellensteckers liegende Verrastung mit einer an der Auflagefläche vorgesehenen Verrastung zu kombinieren. Die innenliegende Verrastung fügt sich optimal in den Schnittstellenstecker ein, so dass eine kompakte Bauform gewährleistet ist und in Kombination mit der äußeren Verrastung ergibt sich eine stabile Verbindung zwischen dem Schnittstellenstecker und der Leiterplatte trotz der kompakten Bauform.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das weitere Rastmittel von einer, insbesondere den Funktionsraum nahezu ausfüllenden, Dichtung mit einer, insbesondere parallel zur Auflagefläche verlaufenden, Dichtfläche umgeben, insbesondere umschlossen, ist. Somit lässt sich trotz der Kompakten Bauform des erfindungsgemäßen Schnittstellensteckers eine nicht nur mechanisch stabile Verrastung, sondern eine zur Leiterplatte dichte Verbindung schaffen. Durch die parallel zur Auflagefläche verlaufende Dichtfläche wird eine besonders gleichmäßige und wirksame Abdichtung erreicht. Weiterhin ergibt sich aus der Bauweise und der dabei verwendbaren Materialien eine hohe Temperaturstabilität.
Soweit die Dichtung eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des/der Kontakte aufweist, ist die Abdichtung praktisch flächendeckend entlang quasi der gesamten Auflagefläche des Schnittstellensteckers möglich.
Indem ein die Dichtung umgebender Kompressionsspalt zur Aufnahme der Dichtung bei durch Anschluss des Schnittstellensteckers an die Leiterplatte vorgesehener Kompression vorgesehen ist, fügt sich die Dichtung beim Anschluss des Schnittstellensteckers an die Leiterplatte, insbesondere nahtlos, so dass die Auflagefläche des Schnittstellengehäuses und die Dichtfläche eine bündige und ebene gemeinsame im angeschlossenen Zustand bilden.
Es ist weiterhin von Vorteil, die Dichtfläche im nicht angeschlossenen Zustand in Richtung der Leiterplatte vorstehen zu lassen, damit durch die Kompression der Dichtfläche im angeschlossenen Zustand eine wirkungsvolle Abdichtung erreicht wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Dichtfläche mindestens um die maximale oder überwiegend konstante Ringbreite des Kompressionsspalts im nicht angeschlossenen Zustand gegenüber der Auflagefläche vorsteht.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtung zumindest überwiegend, insbesondere vollständig aus einem, insbesondere bei Temperaturen von –40° Celsius bis 120° Celsius, temperaturbeständigen Dichtungsmaterial, insbesondere Zellkautschuk, besteht. Die Temperaturbeständigkeit gilt nicht nur für das Dichtungsmaterial, sondern auch für die weiteren Materialien, so dass der gesamte Schnittstellenstecker für Elektronikanwendungen mit großen Temperaturschwankungen, insbesondere in der Automobiltechnologie, verwendbar ist.
Mit Vorteil ist weiterhin vorgesehen, dass der Stecker dichtend im Steckeranschluss aufnehmbar ist, insbesondere durch eine den/die Kontakt(e) radial umgebende Umfangswand zur Anlage mindestens einer, insbesondere radial verlaufenden, Dichtlippe des Steckers. Somit wird durch den erfindungsgemäßen Schnittstellenstecker eine Dichtigkeit sowohl zur Leiterplatte als auch zum Interface gewährleistet.
Zum Schnittstellenstecker offenbarte Merkmale gelten auch für das erfindungsgemäß beanspruchte System aus Stecker und dem Schnittstellenstecker.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, den Patentansprüchen und den Figuren. Diese zeigen in:
1a eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform einer Auflagefläche eines erfindungsgemäßen Schnittstellensteckers,
1b eine perspektivische Ansicht auf den Schnittstellenstecker gemäß
1a von der gegenüberliegenden Seite,
1c eine geschnittene Ansicht des Schnittstellensteckers gemäß Figur 1a,
1d eine Seitenansicht des Schnittstellensteckers gemäß 1a,
1e eine Aufsicht auf die Auflagefläche des Schnittstellensteckers gemäß 1a,
2a eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stecker eines Systems aus dem Schnittstellenstecker gemäß 1a und dem Stecker,
2b eine Seitenansicht des Steckers gemäß 2a und
2c eine Vergrößerung eines Details AD aus 2b.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 1a bis 1b zeigen einen Schnittstellenstecker 1, der überwiegend aus einem Schnittstellengehäuse 2 mit korrespondiereden Anbauteile oder Einbauteilen besteht, die zum Teil integral mit dem Schnittstellengehäuse 2 ausgebildet sind.
Die in der 1a oben liegende Seite des Schnittstellensteckers 1 dient zum Anschluss an eine Leiterplatte, wobei eine Auflagefläche 3 des Schnittstellengehäuses 2 in einer montierten Position plan eben auf der Leiterplatte aufliegen soll.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Schnittstellensteckers 1 ist gemäß 1b ein Steckeranschluss 4 an dem Schnittstellengehäuse 2 integral ausgebildet, in welchem ein Stecker 50 gemäß 2a bis 2c zum elektrischen Anschluss des Steckers 50 an die Leiterplatte aufnehmbar ist.
Zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Anschlüssen der Leiterplatte mit dem Stecker 50 sind zwei sich durch den Schnittstellenstecker 1 erstreckende, insbesondere gerade verlaufende, Kontakte 6, 6' vorgesehen. Die Kontakte 6, 6' verlaufen in einer Steckrichtung S und überragen leiterplattenseitig eine durch die Auflagefläche 3 gebildete Auflageebene. Steckeranschlussseitig enden die Kontakte 6, 6' dagegen innerhalb eines Aufnahmeraums 14 des Steckeranschlusses 4. Die Kontakte 6, 6' werden durch in 1e im Querschnitt gezeigte, in Steckrichtung S verlaufende, Durchtrittsöffnungen 15, 15' klemmend in dem Schnittstellengehäuse 2 gehalten.
Der Stecker 50 weist ein zum Steckeranschluss 4 korrespondierend konturiertes Steckgesicht 52 mit zwei Steckkontakten 53, 53' zur elektrischen Kontaktierung der Kontakte 6, 6' auf. Die Steckkontakte 53, 53' sind als Kontaktfedern ausgebildet. Weiterhin weist der Stecker 50 überhegend angeordnete Rastarme 54, 54' zur Verrastung mit korrespondierenden Rastarmen 16, 16' des Schnittstellensteckers 1 auf Rastarme 54, 54' sind im Aufnahmeraum 14 angeordnet.
Zur Abdichtung des Schnittstellensteckers 1, insbesondere des Steckeranschlusses 4, ist am Stecker 50, insbesondere am Steckgesicht 52, ein Dichtlippen 51, 51' aufweisender Dichtring 55 vorgesehen, wobei die Dichtlippen 51, 51' am Innenumfang des Dichtrings in Umfangsrichtung parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, und zwar quer zur Steckrichtung S. Die Dichtlippen 51, 51' liegen in montiertem Zustand des Steckers 50 am Schnittstellenstecker 1 an einem außenliegenden Umfang 13a einer Umfangswand 13 des Steckeranschlusses 4 an. Auch eine umgekehrte Anordnung, also an dem außenliegenden Umfang 13a der Umfangswand 13 angeordnete Dichtlippen, sind erfindungsgemäß denkbar.
Zur Verrastung und zum elektrischen Anschluss des Schnittstellensteckers 1 an die Leiterplatte sind Rastmittel 7, 8, 8' in Form von Rastarmen an der zum Steckeranschluss 4 gegenüberliegenden Seite angeordnet, wobei die Rastarme in Steckrichtung S verlaufen. Das Rastmittel 7 erstreckt sich von einem Seitenrand 17 des Schnittstellengehäuses 2 von der Auflagefläche 3 in Steckrichtung S. Das Rastmittel 7 ist integral mit dem Schnittstellengehäuse 2 ausgebildet. Das Rastmittel 7 weist eine nach außen, also quer zur Steckrichtung S vom Seitenrand 17 nach außen abstehende Rastnase 7r auf, die zur Verrastung mit einer korrespondierenden Rastausnehmung der Leiterplatte dient. Die Rastnase 7r weist demnach von den Kontakten 6, 6' weg.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Kontakte 6, 6' zum Rastmittel 7 sind die Rastmittel 8, 8' in Form zweier Rastarme angeordnet, die beide in Steckrichtung S verlaufen, Die Rastmittel 8, 8' weisen jeweils Rastnasen 8r, 8r' auf, die in etwa zu einem Zentrum beziehungsweise einer in Steckrichtung S verlaufenden Längsmittelachse des Schnittstellengehäuses 2 weisen. Somit weisen die Rastnasen 7r, 8r, 8r' alle in unterschiedliche Richtungen, insbesondere aber zu einer Seite des Schnittstellensteckers 1, und stellen somit eine sichere Verrastung her.
Die Rastmittel 8, 8' sind in einem von der Auflagefläche 3 umgebenen Funktionsraum 5 angeordnet, während – wie oben beschrieben – das Rastmittel 7 von der Auflagefläche 3 am Seitenrand 17 absteht.
Der Funktionsraum 5 wird seitlich durch einen umlaufenden Absatz 18 begrenzt, der gleichzeitig die Auflagefläche 3 gegenüber dem Funktionsraum 5 abgrenzt.
Die Auflageflache 3 erstreckt sich von dem Absatz 18 bis zu einer Außenkante 3a der Auflagefläche 3.
Im Funktionsraum 5 ist weiterhin eine Dichtung 9 vorgesehen, die zwei Ausnehmungen 19, 19' für die Rastmittel 8, 8' aufweist. Weiterhin weist die Dichtung 9 eine Durchgangsöffnung 11 für die Durchführung der Kontakte 6, 6' auf.
Die Dichtung 9 weist weiterhin eine parallel zur Auflagefläche 3 angeordnete Dichtfläche 10 auf, die gegenüber der Auflagefläche 3 in Steckrichtung S in nicht montiertem Zustand hervorsteht.
Beim Montieren wird die Dichtung 9 komprimiert, bis die Rastmittel 7, 8, 8' in korrespondierende Rastaufnahmen der Leiterplatte einrasten und die Dichtfläche 10 mit der Auflagefläche 3 fluchtet.
Während der Komprimierung der Dichtung 9 wird ein im nicht montierten Zustad 18 und dem Absatz 18 und der Dichtung 9 vorgesehener, umlaufender Kompressionsspalt 12 von der Dichtung ausgefüllt, wobei Volumen des Dichtung 9 so bemessen ist, dass die Dichtung 9 im montierten Zustand des Schnittstellensteckers 1 den Kompressionsspalt 12 möglichst vollständig ausfüllt. Gleichzeitig werden bei der Komprimierung der Dichtung 9 bei der Montage auch die Durchgangsöffnung 11 und die Ausnehmungen 19, 19' kleiner.
Es lässt sich sehr gut erkennen, dass die im Verhältnis zur Größe des Schnittstellensteckers 1 sehr große, wirksame Dichtfläche, die nicht nur aus der Dichtfläche 10 bestehen muss, sondern auch aus der gegenüberliegenden Fläche der Dichtung 9 und dem Seitenumfang der Dichtung 9, falls diese an dem Absatz 18 anliegt, eine effektive und sichere Dichtwirkung gewährleistet. Die Dichtung 9 hat die zusätzliche Funktion des Schutzes der Rastmittel 8, 8' sowie der Kontakte 6, 6' und dient außerdem der Dämpfung von Vibrationen. Es wird eine sehr hohe Dichtigkeit nicht nur zwischen dem Stecker und dem Schnittstellenstecker 1, sondern auch zwischen dem Schnittstellenstecker 1 und der Leiterplatte erreicht.
Durch die gerade Steckgeometrie kann der Stecker 50 gleichzeitig mit dem Schnittstellenstecker 1 und der Leiterplatte in einer kontinuierlichen Bewegung in Steckrichtung S montiert werden, so dass die Montage des Steckers 50 mit dem Schnittstellenstecker 1 und der Leiterplatte denkbar einfach ist. An der Außenkante 3a und deren planer Auflage auf der Leiterplatte ist außerdem sofort erkennbar, ob der Schnittstellenstecker 1 richtig montiert worden ist.
Bezugszeichenliste

1: Schnittstellenstecker
2: Schnittstellengehäuse
3: Auflagefläche
3a: Außenkante
4: Steckeranschluss
5: Funktionsraum
6, 6': Kontakte
7: Rastmittel
7r: Rastnase
8, 8': Rastmittel
8r, 8r': Rastnase
9: Dichtung
10: Dichtfläche
11: Durchgangsöffnung
12: Kompressionsspalt
13: Umfangswand
13a: außenliegender Umfang
14: Aufnahmeraum
15, 15': Durchtrittsöffnungen
16, 16': Rastarme
17: Seitenrand
18: Absatz
19, 19': Ausnehmungen
50: Stecker
51, 51': Dichtlippe
52: Steckgesicht
53, 53': Steckkontakt
54, 54': Rastarme
55: Dichtring
S: Steckrichtung

Claims

Schnittstellenstecker (1) zum elektrischen Anschluss eines Steckers (50) an eine Leiterplatte mit: – Schnittstellengehäuse (2) mit einer planen Auflagefläche (3) zur Auflage auf der Leiterplatte und eine rückseitig zur Auflagefläche (3) vorgesehenen Steckeranschluss (4) zur des Steckers (50), – einem von der Auflagefläche (3) umgebenen Funktionsraum (5) zur Durchführung mindestens eines Kontakts (6, 6'), – mindestens einem sich von der Auflagefläche (3) erstreckenden ersten Rastmittel (7) und – mindestens einem sich aus dem Funktionsraum (5) erstreckenden weiteren Rastmittel (8, 8').
Schnittstellenstecker nach Anspruch 1, bei dem das weitere Rastmittel (8, 8') von einer, insbesondere den Funktionsraum (5) nahezu ausfüllenden, Dichtung (9) mit einer insbesondere parallel zur Auflagefläche (3) verlaufenden, Dichtfläche (10) umgeben, insbesondere umschlossen, ist.
Schnittstellenstecker nach Anspruch 2, bei dem die Dichtung (9) eine Durchgangsöffnung (11) zur Aufnahme des/der Kontakte (6, 6') aufweist.
Schnittstellenstecker nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem ein die Dichtung (9) umgebender Kompressionsspalt (12) zur Aufnahme der Dichtung (9) bei durch Anschluss des Schnittstellensteckers (1) an die Leiterplatte vorgesehene Kompression vorgesehen ist.
Schnittstellenstecker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Dichtfläche (10) ist nicht angeschlossenem Zustand in Richtung Leiterplatte vorsteht.
Schnittstellenstecker nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Dichtung (9) zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, aus einem, insbesondere bei Temperaturen von –40° Celsius bis 120° Celsius, temperaturbeständigem Dichtungsmaterial, insbesondere Zellkautschuk, besteht.
Schnittstellenstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stecker (50) dichtend im Steckeranschluss (4) aufnehmbar ist, insbesondere durch eine den/die Kontakt(e) (6, 6') radial umgebende Umfangswand (13) zur Anlage mindestens einer, insbesondere radial verlaufenden, Dichtlippe (51, 51') des Steckers (50), insbesondere am außenliegenden Umfang der Umfangswand (13).
System aus Stecker (50) und Schnittstellenstecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.