EP2673847B1 - Direktsteckverbinder zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte - Google Patents

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EP2673847B1
EP2673847B1 EP12703033.6A EP12703033A EP2673847B1 EP 2673847 B1 EP2673847 B1 EP 2673847B1 EP 12703033 A EP12703033 A EP 12703033A EP 2673847 B1 EP2673847 B1 EP 2673847B1
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EP
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plug connector
contact elements
cable ends
direct
connector according
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EP12703033.6A
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Frank Sellmer
Ulrich Schmatz
Peter Rehbein
Markus Kroeckel
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/721—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures cooperating directly with the edge of the rigid printed circuits

Definitions

  • the invention is based on a direct plug connector for the direct electrical contacting of contact surfaces on a printed circuit board according to the preamble of claim 1.
  • control devices that are mounted in the vehicle in various ways and then on the connectors (harness connector) are plugged.
  • the control devices usually consist of a printed circuit board on which electronic components are placed, and a housing.
  • a male connector is usually mounted on the circuit board to make the electrical connection between a harness connector and the circuit board.
  • the male connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit.
  • direct connectors are known in which the male connector is omitted and the individual poles of the wiring harness are contacted directly on the circuit board.
  • electrical contact surfaces (“Kontaktlands") are provided on the circuit board, which are contacted by contact elements of the direct connector.
  • FIGS. 1a-1c show two such known direct connector 101 to the reversible electric direct contacting of contact surfaces 102 on a circuit board 103.
  • Each edge connector 101 includes a connector housing 104 with a number of adjacent chambers 105, a plurality of contact elements 106, each in the chambers 105 to the electrical direct contacting of the contact surfaces 102 are arranged and electrical connection cable 107, which are each electrically connected to their stripped cable ends 108 to the contact elements 106.
  • the isolated cable ends 109 of the connection cables 107 adjoining the stripped cable ends 108 lie in the same plane and in each case against one another, whereby the smallest possible periodic row spacing ("grid spacing") A of the contact elements 106 is fixed to the cable diameter B of the insulated connection cables 107.
  • grid spacing periodic row spacing
  • connection cable 107 with a cable outer diameter of 1.3 mm for a contact element 106 with a contact width of 1.1 mm, for a connector housing 104 with 0.3 mm thick chamber partitions and at a clearance of 0.1 mm, a grid dimension of 1.7mm.
  • the insulated cable ends of the connection cables, which adjoin the stripped cable ends, of adjacent contact elements are not arranged in the same plane, but offset in height with respect to one another with mutual overlap.
  • the overlap is chosen smaller than twice the wall thickness of the insulation sheath of the connection cable, so that adjacent stripped cable ends do not touch.
  • FIGS. 2a-2c shown direct connector 1 is used for both sides electrical direct contacting of contact surfaces 2 on a circuit board . 3
  • Each direct connector 1 comprises a connector housing (contact holder) 4 with a series of adjacent chambers 5, a plurality of contact elements 6, which are respectively disposed in the chambers 5 to the electrical direct contacting of the contact surfaces 2 and a plurality of electrical connection cable 7 with their stripped ends 8 are each electrically connected to the contact elements 6.
  • the isolated cable ends 9a, 9b adjoining the stripped cable ends 8 adjacent cable 7 are not in the same plane, but in the direction 10 perpendicular to the contact elements 6 and the circuit board 3 each offset in height and each with a mutual overlap eleventh arranged.
  • the overlap 11 is smaller than twice the wall thickness of the insulation sheath of the connecting cable 7, so that adjacent stripped cable ends 8 do not touch. Due to the overlap 11 is geometrically due to the row spacing ("pitch") A of the contact elements 6 smaller than the outer diameter B of the insulated connection cable 7.
  • the insulated cable ends 9a, 9b of adjacent connection cable 7 are tilted against each other, namely alternately to one and on the other side, so in relation to the circuit board 3 alternately upwards and downwards.
  • the insulated cable ends 9a, 9b of adjacent connection cable 7 are led out alternately in two different rows from the connector housing 4.
  • the connector housing 4 alternately with the two in Fig. 3 shown contact elements 6a, 6b are fitted.
  • the height offset of the insulated cable ends 9a, 9b is achieved by fastening the stripped cable ends 8 at one contact element 6a above and at the other contact element 6b below at a connection section (welding lug / crimp section) 14 of the contact elements 6.
  • the insulated cable ends 9a, 9b can be led out parallel to each other from the connector housing 4.
  • the terminal portions 14 of the two contact elements 6a, 6b be bent obliquely upwards and obliquely downwards.
  • the crimp section 14 comprises the insulated cable end 9a, 9b and thus has an insulation crimp connection.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Direktsteckverbinder zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Bekannt sind Steuergeräte, die im Fahrzeug auf verschiedene Art und Weise befestigt werden und auf die dann die Steckverbindungen (Kabelbaumstecker) aufgesteckt werden. Die Steuergeräte bestehen meist aus einer Leiterplatte, auf der elektronische Bauelemente platziert sind, und einem Gehäuse. In Motorsteuergeräten wird auf die Leiterplatte üblicherweise eine Messerleiste montiert, um die elektrische Verbindung zwischen einem Kabelbaumstecker und der Leiterplatte herzustellen. Die Messerleiste stellt somit ein zusätzliches Bauteil bei der Montage des Steuergerätes dar. Es sind auch so genannte Direktsteckverbindungen bekannt, bei denen die Messerleiste entfällt und die einzelnen Pole des Kabelbaumes direkt auf der Leiterplatte kontaktiert werden. Dazu sind auf der Leiterplatte elektrische Kontaktflächen ("Kontaktlands") vorgesehen, die durch Kontaktelemente des Direktsteckverbinders kontaktiert werden.
  • Fign. 1a-1c zeigen zwei solche bekannten Direktsteckverbinder 101 zur beidseitigen elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen 102 auf einer Leiterplatte 103. Jeder Direktsteckverbinder 101 umfasst ein Steckverbindergehäuse 104 mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Kammern 105, mehrere Kontaktelemente 106, die jeweils in den Kammern 105 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 102 angeordnet sind, sowie elektrische Anschlusskabel 107, die jeweils mit ihren abisolierten Kabelenden 108 mit den Kontaktelementen 106 elektrisch leitend verbunden sind. Die sich an die abisolierten Kabelenden 108 anschließenden isolierten Kabelenden 109 der Anschlusskabel 107 liegen in der gleichen Ebene und jeweils aneinander an, wodurch der kleinstmögliche periodische Reihenabstand ("Rastermaß") A der Kontaktelemente 106 auf den Kabeldurchmesser B der isolierten Anschlusskabel 107 festgelegt ist. So ergibt sich beispielsweise für ein Anschlusskabel 107 mit einem Kabelaußendurchmesser von 1,3mm, für ein Kontaktelement 106 mit einer Kontaktbreite von 1,1mm, für ein Steckverbindergehäuse 104 mit 0,3mm starken Kammertrennwänden und bei einem Spiel von 0,1 mm ein Rastermaß von 1,7mm.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, bei einem Direktsteckverbinder der eingangs genannten Art das Rastermaß weiter zu reduzieren.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Direktsteckverbinder mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß sind die sich an die abisolierten Kabelenden anschließenden isolierten Kabelenden der Anschlusskabel jeweils benachbarter Kontaktelemente nicht in der gleichen Ebene, sondern jeweils zueinander mit gegenseitiger Überlappung höhenversetzt angeordnet. Die Überlappung ist dabei kleiner als die doppelte Wandstärke der Isolationsummantelung der Anschlusskabel gewählt, damit sich benachbarte abisolierte Kabelenden nicht berühren. So ergibt sich im oben genannten Beispielfall für ein Anschlusskabel mit einem Kabelaußendurchmesser von 1,3mm, für ein Kontaktelement mit einer Kontaktbreite von 1,1mm, für ein Steckverbindergehäuse mit 0,3mm starken Kammertrennwänden und bei einem Spiel von 0,1mm ein Rastermaß von nur 1,5mm, also eine Reduktion des Rastermaßes um ca. 10% bzw. um ca. 0,2mm pro Pol.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
    • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fign. 1a-1c
    zwei Direktsteckverbinder nach dem Stand der Technik zur beidseitigen Direktkontaktierung einer Leiterplatte in einer Querschnittansicht (Fig. 1 a), in einer Draufsicht (Fig. 1 b) auf die Kontaktierseite eines Direktsteckverbinders und in einer Seitenansicht (Fig. 1 c);
    Fign. 2a-2c
    zwei erfindungsgemäße Direktsteckverbinder zur beidseitigen Direktkontaktierung einer Leiterplatte in einer Querschnittansicht (Fig. 2a), in einer Draufsicht (Fig. 2b) auf die Kontaktierseite eines Direktsteckverbinders und in einer Seitenansicht (Fig. 2c);
    Fign. 3, 4
    jeweils zwei modifizierte Kontaktelemente für den in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Direktsteckverbinder in einer Seitenansicht; und.
    Fig. 5
    zwei erfindungsgemäße Direktsteckverbinder, von denen der eine eine Isolationscrimpverbindung aufweist, in einer Seitenansicht analog zu Fig. 2c.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die beiden in Fign. 2a-2c gezeigten Direktsteckverbinder 1 dient zur beidseitigen elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen 2 auf einer Leiterplatte 3.
  • Jeder Direktsteckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse (Kontaktträger) 4 mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Kammern 5, mehrere Kontaktelemente 6, die jeweils in den Kammern 5 zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen 2 angeordnet sind, sowie mehrere elektrische Anschlusskabel 7, die mit ihren abisolierten Enden 8 jeweils mit den Kontaktelementen 6 elektrisch leitend verbunden sind.
  • Wie insbesondere in Fign. 2a und 2c gezeigt, liegen die sich an die abisolierten Kabelenden 8 anschließenden isolierten Kabelenden 9a, 9b benachbarter Anschlusskabel 7 nicht in der gleichen Ebene, sondern sind in Richtung 10 rechtwinklig zu den Kontaktelementen 6 bzw. zur Leiterplatte 3 jeweils zueinander höhenversetzt und jeweils mit einer gegenseitigen Überlappung 11 angeordnet. Die Überlappung 11 ist kleiner als die doppelte Wandstärke der Isolationsummantelung der Anschlusskabel 7, so dass sich benachbarte abisolierte Kabelenden 8 nicht berühren. Aufgrund der Überlappung 11 ist geometrisch bedingt der Reihenabstand ("Rastermaß") A der Kontaktelemente 6 kleiner als der Außendurchmesser B der isolierten Anschlusskabel 7. Zur Ausbildung des Höhenversatzes sind die isolierten Kabelenden 9a, 9b benachbarter Anschlusskabel 7 gegeneinander verkippt, und zwar abwechselnd zur einen und zur anderen Seite, also in Bezug auf die Leiterplatte 3 abwechselnd nach oben und nach unten. Wie in Fig. 2a gezeigt, sind die isolierten Kabelenden 9a, 9b benachbarter Anschlusskabel 7 abwechselnd in zwei unterschiedlich hohen Reihen aus dem Steckverbindergehäuse 4 herausgeführt.
  • Bei den baugleichen Kontaktelementen 6 der Fig. 2 wird die abwechselnde Verkippung der isolierten Kabelenden 9a, 9b aufgrund der Biegbarkeit der abisolierten Kabelenden (Litzen) 8 und durch entsprechende Kabelführungen 12 im Steckverbindergehäuse 4 selbst und/oder, wie in Fig. 2c schematisch angedeutet, durch eine Dichtmatte 13 erreicht, die abwechselnd in unterschiedlichen Höhen von den Anschlusskabeln 7 durchgriffen wird.
  • Statt wie in Fig. 2 mit baugleichen Kontaktelementen 6 kann das Steckverbindergehäuse 4 abwechselnd mit den beiden in Fig. 3 gezeigten Kontaktelementen 6a, 6b bestückt werden. Bei diesen baugleichen Kontaktelementen 6a, 6b wird der Höhenversatz der isolierten Kabelenden 9a, 9b dadurch erreicht, dass die abisolierten Kabelenden 8 beim einen Kontaktelement 6a oben und beim anderen Kontaktelement 6b unten an einem Anschlussabschnitt (Schweißfahne/Crimpabschnitt) 14 der Kontaktelemente 6 befestigt sind. Auf diese Weise können die isolierten Kabelenden 9a, 9b parallelversetzt zueinander aus dem Steckverbindergehäuse 4 herausgeführt werden. Für einen noch größeren Höhenversatz können, wie in Fig. 4 gezeigt, die Anschlussabschnitte 14 der beiden Kontaktelementen 6a, 6b schräg nach oben und schräg nach unten gebogen sein.
  • Von Fig. 2 unterscheidet sich das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass hier bei dem in Fig. 5 unteren Direktsteckverbinder 1 der Crimpabschnitt 14 das isolierte Kabelende 9a, 9b umfasst und somit eine Isolationscrimpverbindung aufweist.

Claims (9)

  1. Direktsteckverbinder (1) zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3), aufweisend:
    ein Steckverbindergehäuse (4) mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Kammern (5),
    mehrere Kontaktelemente (6; 6a, 6b), die jeweils in den Kammern (5) angeordnet sind, zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen (2), sowie
    mehrere Anschlusskabel (7), die jeweils mit ihren abisolierten Kabelenden (8) mit den Kontaktelementen (6; 6a, 6b) elektrisch leitend verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Reihenabstand (A) der Kontaktelemente (6; 6a, 6b) kleiner als der Kabeldurchmesser (B) der isolierten Anschlusskabel (7) ist und dass die sich an die abisolierten Kabelenden (8) anschließenden isolierten Kabelenden (9a, 9b) der Anschlusskabel (7) jeweils benachbarter Kontaktelemente (6; 6a, 6b) in Richtung (10) rechtwinklig zu den Kontaktelementen (6; 6a, 6b) zueinander höhenversetzt sind und sich in dieser Richtung (10) überlappen.
  2. Direktsteckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Kabelenden (9a, 9b) benachbarter Anschlusskabel (7) gegeneinander verkippt oder zueinander parallelversetzt angeordnet sind.
  3. Direktsteckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Höhenversatz die abisolierten Kabelenden (8) abwechselnd zur einen und zur anderen Seite der Kontaktelemente (6) hin gebogen sind.
  4. Direktsteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (6a, 6b) Anschlussabschnitte (14) aufweisen, an denen die isolierten Kabelenden (9a, 9b) befestigt oder die abisolierten Kabelenden (8) befestigt, insbesondere verschweißt sind, und dass die Anschlussabschnitte (14) benachbarter Kontaktelemente (6a, 6b) in Richtung (10) rechtwinklig zu den Kontaktelementen (6a, 6b) zueinander höhenversetzt sind.
  5. Direktsteckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussabschnitte (14) benachbarter Kontaktelemente (6a, 6b) abwechselnd zur einen und zur anderen Seite der Kontaktelemente (6a, 6b) hin gerichtet sind.
  6. Direktsteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die abisolierten Kabelenden (8) benachbarter Anschlusskabel (7) an einander gegenüberliegenden Seiten der Kontaktelemente (6a, 6b) befestigt sind.
  7. Direktsteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Kabelenden (9a, 9b) benachbarter Anschlusskabel (7) in mindestens zwei höhenversetzten Reihen angeordnet sind.
  8. Direktsteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Kabelenden (9a, 9b) benachbarter Anschlusskabel (7) abwechselnd zur einen und zur anderen Seite der Kontaktelemente (6; 6a, 6b) aus dem Steckverbindergehäuse (4) herausgeführt sind.
  9. Direktsteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Kabelenden (9a, 9b) benachbarter Anschlusskabel (7) im Steckverbindergehäuse (4) und/oder in einer Dichtmatte (13) höhenversetzt geführt sind.
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