DE102019109471A1

DE102019109471A1 - Anordnung von modularen Leiterplattensteckverbindern

Info

Publication number: DE102019109471A1
Application number: DE102019109471.2A
Authority: DE
Inventors: Jana Büttemeyer
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-10-15
Also published as: KR20210148308A; CN113678327A; CN117977248A; WO2020207529A1; US11978974B2; CN113678327B; US20220224031A1; KR102645369B1; EP3954001A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung bestehend einem ersten modularen Leiterplattensteckverbinder (1) und zumindest einem zweiten modularen Leiterplattensteckverbinder (1') zur Montage auf einer Leiterplatte, wobei die Leiterplattensteckverbinder(1, 1', 1", 1"', 1IV, 1V) jeweils aus mehreren einzelnen Steckverbindermodulen (2, 2', 2") zusammengesetzt sind und die Steckverbindermodule (2, 2', 2") jeweils auf zumindest einem Verbinder (4) aufgereiht und daran reversibel befestigt sind, wobei der erste Leiterplattensteckverbinders (1) und der zumindest zweite Leiterplattensteckverbinders (1') über ein Koppelelement (5, 5', 5", 5"') miteinander reversibel verbunden sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung bestehend aus einem ersten modularen Leiterplattensteckverbinder und zumindest einem zweiten modularen Leiterplattensteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Leiterplattensteckverbinder sind dafür vorgesehen, einzelne Leiter mit einer zugehörigen Leiterbahn einer Leiterplatte oder einer sogenannten PCB (engl.: Printed Circuit Board, für gedruckte Leiterplatten) zu verbinden.
Stand der Technik
Die DE 10 2013 110 082 A1 zeigt einen Leiterplattensteckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einer Leiterplatte. Durch die Anordnung der Kontaktelemente im Isolierkörper kann eine platzsparende Dimensionierung des Leiterplattensteckverbinders realisiert werden. Für unterschiedliche Leiterplatten müssen jedoch auch unterschiedliche Isolierkörper bereitgestellt werden.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Leiterplattensteckverbinder vorzuschlagen, der flexibel eingesetzt werden kann und der gleichzeitig einen geringen Platzbedarf hat.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem ersten modularen Leiterplattensteckverbinder und zumindest einem zweiten modularen Leiterplattensteckverbinder. Die Anordnung kann auch noch weitere Leiterplattensteckverbinder, beispielsweise einen dritten und einen vierten Leiterplattensteckverbinder, umfassen. Die Anordnung aus mehreren modularen Leiterplattensteckverbindern ist zur Montage auf einer Leiterplatte vorgesehen.
Die modularen Leiterplattensteckverbinder sind jeweils aus mehreren einzelnen Steckverbindermodulen zusammengesetzt. Die Steckverbindermodule können unterschiedlich ausgeführt sein und insbesondere sich in der Art, der Anordnung und der Anzahl der Kontaktelemente stark unterscheiden. Durch die unterschiedlichen Steckverbindermodule können die modularen Leiterplattensteckverbinder je nach Bedarf zusammengestellt werden.
Erfindungsgemäß sind die Steckverbindermodule jeweils auf zumindest einem Verbinder aufgereiht und daran reversibel befestigt. Vorzugsweise weisen die Steckverbindermodule dazu so genannte Schwalbenschwanzführungen auf. Die Verbinder weisen eine dazu passende Kontur auf, so dass sich die Steckverbindermodule bündig in einen Verbinder einfügen lassen. Eine Schwalbenschwanzführung, auch Schwalbenschwanzverbindung genannt, ist eine Verbindung ähnlich einer Spundung, bei der die Form des Spunds (auch: Feder, Zinken oder Zapfen) entfernt an die gegabelte Form des Schwanzes einer Schwalbe erinnert. Im Gegensatz zu einer Spundung ist die Schwalbenschwanzführung in höherem Maße formschlüssig, nicht nur quer zum Schwalbenschwanz, sondern auch in dessen Längsrichtung. Sie kann Belastungen in beliebige Richtungen aufnehmen und ein Kippen oder Abheben des Körpers, hier des Verbinders, verhindern. Die Vorteile der Schwalbenschwanzführung werden durch die dadurch erreichbare niedrige Bauhöhe des Verbinders noch verstärkt, denn für den Verbinder muss kein zusätzlicher Platz geschaffen werden.
Die Verbinder sind vorzugsweise aus einem flachen, länglichen Werkstück gebildet. Die Verbinder bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Die Materialdicke des Verbinders orientiert sich an der oben erwähnten Schwalbenschwanzführung.
Erfindungsgemäß sind der erste Leiterplattensteckverbinder und der zumindest zweite Leiterplattensteckverbinder über ein Koppelelement miteinander reversibel verbunden. Das Koppelelement gewährleistet eine mechanisch feste Kopplung bzw. Verbindung der Leiterplattensteckverbinder miteinander. Dadurch können die Leiterplattensteckverbinder als so genanntes Array zusammen auf eine Leiterplatte montiert oder mit einem passenden Gegensteckverbinder-Array gesteckt werden.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung haben die Koppelelemente eine quaderförmige Gestalt. Die Koppelelemente haben in diesem Fall eine schmale Seitenfläche bzw. zwei schmale Seitenflächen und zumindest eine breitere Deckfläche. Die schmalen Seitenflächen sind parallel zum Verbinder ausgerichtet. Die breite Deckfläche ist nach außen gerichtet.
In einer alternativen Variante besteht das Koppelement aus zwei im Wesentlichen quaderförmigen Teilen, die über einen Steg miteinander verbunden sind. Auch in diesem Fall weisen die quaderförmigen Teile der Koppelelemente jeweils schmale Seitenflächen auf, die parallel zu den Verbindern ausgerichtet sind.
Ein quaderförmiges Teil des Koppelelements weist vorzugsweise einen Kodierzapfen oder eine dazu passende Kodieröffnung zur Vermeidung von Fehlsteckungen zweier Anordnungen von Leiterplattensteckverbindern auf.
Vorzugsweise weist jeder modulare Leiterplattensteckverbinder jeweils zwei Verbinder auf. Die Verbinder sind parallel zueinander ausgerichtet. Zwischen den Verbindern sind die Steckverbindermodule angeordnet. Dadurch werden die Steckverbindermodule zu einem besonders stabilen modularen Leiterplattensteckverbinder zusammengefasst.
Vorzugsweise übertrifft die Länge zumindest eines Verbinders des Leiterplattensteckverbinders die Länge der auf ihm aneinandergereihten Steckverbindermodule. In diesem Fall steht der Verbinder an den Rändern der aufgereihten Steckverbindermodule jeweils seitlich über.
Es ist vorteilhaft wenn die Länge, die der Verbinder bei den auf ihn aufgereihten Steckverbindermodulen übersteht, der Breite der schmalen Seitenflächen der quaderförmigen Koppelelemente entspricht.
Vorzugsweise sind zumindest ein Verbinder des ersten Leiterplattensteckverbinders und zumindest ein Verbinder des zweiten Leiterplattensteckverbinders über das Koppelelement reversibel miteinander verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise an den überstehenden Randbereichen der Verbinder erfolgen. Hierdurch wird kein Platz verschwendet. Über die Kopplung der Verbinder sind schließlich auch die Leiterplattensteckverbinder miteinander verbunden.
In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung sind zwei Verbinder des ersten Leiterplattensteckverbinders und zwei Verbinder des zweiten Leiterplattensteckverbinders über das Koppelelement reversibel miteinander verbunden. Diese Variante ist besonders stabil. Dadurch kann die Anordnung von Leiterplattensteckverbindern einfach auf der Leiterplatte montiert bzw. mit einem Gegensteckverbinder gesteckt werden.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Anordnung bestehend aus mehreren modularen Leiterplattensteckverbindern,
2 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Koppelelements zur Verbindung zweier modularer Leiterplattensteckverbinder,
3 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Koppelelements zur Verbindung zweier modularer Leiterplattensteckverbinder,
4 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anordnung bestehend aus mehreren modularen Leiterplattensteckverbindern,
5 eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Koppelelements zur Verbindung zweier modularer Leiterplattensteckverbinder und
6 eine perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines Koppelelements zur Verbindung zweier modularer Leiterplattensteckverbinder.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Anordnung bestehend einem ersten modularen Leiterplattensteckverbinder 1, einem zweiten modularen Leiterplattensteckverbinder 1' und einem dritten modularen Leiterplattensteckverbinder 1". Ein solche Anordnung von modularen Leiterplattensteckverbindern 1, 1', 1" ist zur Montage auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) vorgesehen. Zu einer solchen Stecker-Anordnung gibt es eine passende Buchsen-Anordnung, die in 1 aus den modularen Leiterplattensteckverbindern 1"', 1^IV und 1^V besteht. Im Folgenden wird für einen Leiterplattensteckverbinder 1, 1', 1", 1"' , 1^IV , 1^V ggf. nur das Bezugszeichen „1“ verwendet. Gemeint sind dann die gemeinsamen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen.
Die Leiterplattensteckverbinder 1 bestehen jeweils aus mehreren einzelnen Steckverbindermodulen 2, 2', 2". Die Steckverbindermodule 2, 2', 2" können unterschiedlich ausgeführt sein und beispielsweise unterschiedliche Arten und eine unterschiedliche Anzahl von Kontaktelementen 3, 3', 3" enthalten. Die Steckverbindermodule 2, 2', 2" können auch geometrisch unterschiedlich ausgeführt sein und beispielsweise eine unterschiedliche Breite, quer zur Steckrichtung gesehen, aufweisen.
Die Steckverbindermodule 2, 2', 2" sind jeweils auf einem Verbinder 4 aufgereiht und an diesen auch reversibel, über ein Schwalbenschwanzprofil, befestigt. Der erste Leiterplattensteckverbinder 1 und der zweite Leiterplattensteckverbinder 1' sind über ein Koppelelement 5, 5' reversibel miteinander verbunden.
Bei der Stecker-Anordnung ist das Koppelelement 5 einseitig mit dem Verbinder 4 und anderseitig mit einem Steckverbindermodul 2 verbunden. Zur Arretierung an dem Verbinder 4 weist das Koppelelement 5 eine innenliegende Schwalbenschwanzführung 6 auf. Der Verbinder 4 weist eine dazu passende Schwalbenschwanzkontur 10 auf. Zur Arretierung am Steckverbindermodul 2 weist das Koppelelement 5 eine innenliegende Kontur 7 auf.
Bei der Buchsen-Anordnung ist das Koppelelement 5' an einem Ende mit dem Verbinder des ersten modularen Leiterplattensteckverbinders 1"' und mit dem anderen Ende mit dem Verbinder 4 des zweiten modularen Steckverbinders 1^IV verbunden. In diesem Fall ist das Koppelelement 5' also beidseitig mit einem Verbinder 4 verbunden.
Damit die Koppelemente 5, 5' an einem Verbinder 4 fixiert werden können, muss die Länge Lv des Verbinders 4 größer sein als die Länge Ls des modularen Leiterplattensteckverbinder 1 (Lv> Ls).
Die 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen durch das Koppelelement 5", durch welches die modularen Leiterplattensteckverbindern 1, 1'; 1", 1"' miteinander verbunden sind. Daher beschränkt sich die Beschreibung dieser Ausführungsform im Wesentlichen auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform.
Der Verbinder 4 überragt die aneinandergereihten Steckverbindermodule 2, 2', 2" beidseitig. Das bedeutet, dass die Länge Lv des Verbinders 4 größer ist als die Länge Ls der aneinandergereihten Steckverbindermodule 2, 2', 2".
Das Koppelelement 5" der Stecker-Anordnung besteht aus zwei quaderförmigen Teilen 8, die über einen Steg 9 miteinander verbunden sind. Jeder quaderförmige Teil 8 verfügt über zwei Schwalbenschwanzführungen 6, die mit entsprechenden Schwalbenschwanzkonturen 10 des Verbinders 4 korrespondieren.
Das Koppelement 5" der Stecker-Anordnung verfügt über einen Kodierzapfen 1, der während des Steckvorgangs in eine Kodieröffnung 12 der Buchsen-Anordnung eingeführt wird. Dadurch werden Fehlsteckungen vermieden.
Das Koppelelement 5"' der Buchsen-Anordnung ist geometrisch invers zum Koppelelement 5" der Stecker-Anordnung ausgeführt. Dadurch können die Koppelelemente 5" und 5"' im Steckvorgang ebenfalls miteinander gesteckt werden. Hierdurch wird eine besonders passgenaue Führung beim Steckvorgang erreicht. Außerdem kann hierdurch die Zugkraft der Steckverbindung erhöht und dadurch ein versehentliches Trennen der Steckverbindung verhindert werden.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Modularer Leiterplattensteckverbinder
2: Steckverbindermodul
3: Kontaktelement
4: Verbinder
5: Koppelelement
6: Schwalbenschwanzführung
7: Kontur
8: Quaderförmiges Teil
9: Steg
10: Schwalbenschwanzkontur
11: Kodierzapfen
12: Kodieröffnung
LV: Länge des Verbinders
LS: Länge des modularen Leiterplattensteckverbinders

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013110082 A1 [0003]

Claims

Anordnung bestehend aus einem ersten modularen Leiterplattensteckverbinder (1) und aus zumindest einem zweiten modularen Leiterplattensteckverbinder (1'), wobei die Anordnung zur Montage auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Leiterplattensteckverbinder (1, 1', 1", 1"', 1^IV, 1^V) jeweils aus mehreren einzelnen Steckverbindermodulen (2, 2', 2") zusammengesetzt sind, wobei der erste Leiterplattensteckverbinders (1) und der zumindest zweite Leiterplattensteckverbinder (1') über ein Koppelelement (5, 5', 5", 5"') miteinander reversibel verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindermodule (2, 2', 2") jeweils auf zumindest einem Verbinder (4) aufgereiht und daran reversibel befestigt sind.
Anordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass jeder modulare Leiterplattensteckverbinder (1, 1', 1", 1"', 1^IV, 1^V) jeweils zwei Verbinder (4) aufweist, die parallel zueinander ausgerichtet sind und dass zwischen den Verbindern die Steckverbindermodule (2, 2', 2") angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Lv) zumindest eines Verbinders (4) größer ist als die Länge (Ls) der aneinandergereihten Steckverbindermodule (2, 2', 2").
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verbinder (4) des ersten Leiterplattensteckverbinders (1) und zumindest ein Verbinder des zweiten Leiterplattensteckverbinders (1') über das Koppelelement (5, 5', 5") reversibel miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 3 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verbinder (4) des ersten Leiterplattensteckverbinders (1) und zwei Verbinder (4) des zweiten Leiterplattensteckverbinders (1') über das Koppelelement (5, 5") reversibel miteinander verbunden sind.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (5", 5"') einen Kodierzapfen (11) oder eine dazu passende Kodieröffnung (12) zur Vermeidung von Fehlsteckungen zweier Anordnungen von Leiterplattensteckverbindern (1, 1', 1", 1"', 1^IV, 1^V) aufweist.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindermodule (2, 2', 2") über eine Schwalbenschwanzverbindung (6, 10) mit dem Verbinder (4) verbunden sind.