EP2702638A1 - Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte - Google Patents

Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte

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EP2702638A1
EP2702638A1 EP12710063.4A EP12710063A EP2702638A1 EP 2702638 A1 EP2702638 A1 EP 2702638A1 EP 12710063 A EP12710063 A EP 12710063A EP 2702638 A1 EP2702638 A1 EP 2702638A1
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EP
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plug
circuit board
contact
receptacle
printed circuit
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Juergen Stein
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Peter Rehbein
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement

Definitions

  • the invention is based on a plug connection for electrical
  • 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 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.
  • electrical connector thus represents an additional component in the assembly of the control unit.
  • Direct contacts 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 are provided on the circuit board, which are contacted by contact elements, which in the
  • Harness connector are inserted.
  • Harness Connector "adversely affects a reduction in the size of the harness connector.
  • Harness connector require necessary expansions. This has an unfavorable effect on the dimensioning of the pressure spring and the insertion force.
  • the functional component "contact force support for the harness connector” not as in known solutions in Jardinbaumsiecker housed, but is part of the plug-in receptacle (interface), by a plug-in collar or a socket
  • the force on the structure of the connector can be optimized.
  • Plug-in receptacle arranged pressure spring necessary.
  • the travel of the pressure spring can be optimized to the minimum necessary for the Anpressvorgang.
  • the contact pressure can ideally be applied directly in the area directly above the contact as a line load on the plug.
  • FIGS. 1 a, 1 b the connector according to the invention in the not yet plugged state ( Figure 1 a) and in the inserted state ( Figure 1 b), each in a side view.
  • FIGS. 2, 3 is a plan view of the invention shown in Fig. 1 b
  • the in Fign. 1a, 1b shown connector 1 are used for electrical
  • circuit board 3 On the circuit board 3 is an open in an insertion direction 4 plug-in receptacle 5 of a plug-in collar or a sump provided, in which the
  • a plug (for example a cable harness plug) 6 is plugged into the plug-in receptacle 5 in the insertion direction 4, which has two contact carrier halves 8 which are articulated to one another at 7.
  • the printed circuit board 3 is inserted between the two cage magnets 8, which contact the contact surfaces 2 of the printed circuit board 3 electrically with resilient contact elements 9. The leading to the contact elements 9
  • a pressure spring device 11 in the form of pressure springs 12 is provided, which in the plug-in receptacle 5 to both
  • the pressure springs 12 are arranged at the level of the contact elements 9 of the inserted harness connector 6 so that the contact force can be applied directly in the area directly above the contact elements 9 as a line load on the contact carrier halves 8.
  • a single pressure spring 12 may be provided which extends for a linear force introduction over almost the entire width of the plug-in receptacle 5.
  • a plurality of pressure springs 12 may be provided, which are arranged along the width of the plug-in receptacle 5 side by side for a linear force introduction.
  • Plug-in receptacle 5 laterally next to the two side edges of the in the

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Bei einer Steckverbindung (1) zur elektrischen Direktkontaktierung von Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3) mit einer der Leiterplatte (3) zugeordneten Steckaufnahme (5), in welche die Leiterplatte (3) hineinragt, mit einem in die Steckaufnahme (5) einsteckbaren Stecker (6), der einen Kontaktträger (8) mit Kontaktelementen (9) zur elektrischen Direktkontaktierung der Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) aufweist, und mit einer Anpressfedereinrichtung (11) zum Anpressen der Kontaktelemente (9) des Kontaktträgers (8) in Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) ist erfindungsgemäss die Anpressfedereinrichtung (11) in der Steckaufnahme (5) vorgesehen.

Description

Beschreibung Titel
Steckverbindung zur elektrischen Direktkontaktierunq einer Leiterplatte
Die Erfindung geht aus von einer Steckverbindung zur elektrischen
Direktkontaktierung von Kontaktflächen auf einer Leiterplatte nach der Gattung des Anspruchs 1 .
Stand der Technik
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 elektrische
Direktkontaktierungen 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 („Lands") vorgesehen, die durch Kontaktelemente kontaktiert werden, welche in den
Kabelbaumstecker eingesteckt sind.
Die bisher bekannten Ausführungen von Direktsteckverbindungen benötigen bei einseitiger Kontaktierung der Kontakte auf der Leiterplatte in der Regel eine Anpresskraftunterstützung für die Steckverbindung. Diese wirkt der Summe der Kontaktnormalkräfte, die von elektrischen Kontaktelementen des Steckers auf die Kontaktflächen ausgeübt werden, entgegen. Derzeit umgesetzte Lösungen sehen hierfür Federelemente vor, welche Bestandteile des Kabelbaumsteckers sind. Hierbei treten allerdings die folgenden Nachtteile auf: - Der funktionale Bestandteil„Anpresskraftunterstützung für den
Kabelbaumstecker" wirkt sich ungünstig auf eine Reduzierung der Größe des Kabelbaumsteckers aus.
- Bestehende Lösungen zeigen eine in der Praxis nicht einfach zu
optimierende Krafteinleitung auf die Struktur des Kabelbaumsteckers. Da der Kabelbaumstecker üblicherweise aus Kunststoff besteht und daher, abhängig von Temperatur und Belastung, einem permanenten Fließverhalten unterliegt, ist dies ein nicht zu vernachlässigender Aspekt.
- Bestehende Lösungen weisen Federelemente auf, welche auch bei nicht kontaktiertem Kabelbaumstecker bereits eine vorgespannte Anpressfeder erfordern. Dies wirkt sich ungünstig auf die Dimensionierung der Feder aus.
- Bestehende Lösungen weisen Auslegungen auf, welche Federaufweitungen entgegen der im Beanspruchungsfall (d.h. bei gestecktem
Kabelbaumstecker) notwendigen Aufweitungen erfordern. Dies wirkt sich ungünstig auf die Dimensionierung der Anpressfeder und der Steckkraft auf.
- Bestehende Lösungen weisen Auslegungen auf, welche bei Aufbringung der Anpresskraft durch die Anpressfeder Gegenkräfte bzw. Momente erzeugen, welche der eigentlichen Anpresskraft entgegenwirken. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße
Steckverbindung dahingehend weiterzubilden, dass auf eine steckerseitige Anpressfeder verzichtet und die Miniaturisierung des Steckers weiter erhöht werden kann. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäßen ist der funktionale Bestandteil„Anpresskraftunterstützung für den Kabelbaumstecker" nicht wie bei bekannten Lösungen im Kabelbaumsiecker untergebracht, sondern ist Bestandteil der Steckaufnahme (Schnittstelle), die durch einen Steckkragen oder eine Steckwanne
ausgebildet sein kann. Durch den erfindungsgemäßen Entfall der bisher am Stecker vorgesehenen „Anpresskraftunterstützung" ergeben sich insbesondere folgende Vorteile:
- Die Miniaturisierung des Steckers kann erhöht werden.
- Die Krafteinleitung auf die Struktur des Steckers kann optimiert werden.
- keine Vorspannung der in der leiterplatten- bzw. schnittstellenseitigen
Steckaufnahme angeordneten Anpressfeder notwendig.
- Der Federweg der Anpressfeder kann auf das für den Anpressvorgang notwendige Minimum optimiert werden.
- Die Anpresskraft kann im Idealfall unmittelbar im Bereich direkt über der Kontaktierung als Linienlast auf den Stecker aufgebracht werden.
Gegenkräfte bzw. Momente werden so vermieden.
Der Kraftaufbau durch die in der Steckaufnahme positionierten Federelemente erfolgt erst ganz am Ende des Steckvorgangs. Somit kann der Steckvorgang über einen weiten Weg nahezu kraftlos erfolgen. Dies reduziert prinzipiell die Gefahr der Beschädigung von Kontaktelementen durch die Leiterplatte und deren Kontaktflächen und erleichtert die Ausbildung der Steckverbindung während des Steckvorgangs, da dieser in einem Bereich stattfindet, in dem die Anpresskraft noch nicht wirkt. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung
exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fign. 1 a, 1 b die erfindungsgemäße Steckverbindung im noch nicht gesteckten Zustand (Fig. 1 a) und im gesteckten Zustand (Fig. 1 b), jeweils in einer Seitenansicht; und
Fign. 2, 3 eine Draufsicht der in Fig. 1 b gezeigten erfindungsgemäßen
Steckverbindung mit einer sich über die gesamte Steckerbreite erstreckenden Anpressfeder (Fig. 2) und mit mehreren, entlang der gesamten Steckerbreite angeordneten Anpressfedern (Fig. 3).
Ausführungsformen der Erfindung
Die in Fign. 1a, 1 b gezeigte Steckverbindung 1 dienen zur elektrischen
Direktkontaktierung von Kontaktflächen („Lands") 2 auf einer auch als „Steuergerät" bezeichneten Leiterplatte 3, wobei die Kontaktflächen 2 auf oder auf beiden Seiten der Leiterplatte 3 vorgesehen sein können.
An der Leiterplatte 3 ist eine in einer Steckrichtung 4 offene Steckaufnahme 5 eines Steckkragens oder einer Steckwanne vorgesehen, in welche die
Leiterplatte 3 im Bereich ihrer Kontaktflächen 2 entgegen der Steckrichtung 4 hineinragt. In die Steckaufnahme 5 wird in Steckrichtung 4 ein Stecker (z.B. Kabelbaumstecker) 6 eingesteckt, der zwei bei 7 gelenkig miteinander verbundene Kontaktträgerhälften 8 aufweist. Wie in Fig. 1 b gezeigt, wird die Leiterplatte 3 zwischen den beiden Ko n ta ktträ g e rh ä Ifte n 8 eingesteckt, die dabei mit federnden Kontaktelementen 9 die Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 elektrisch kontaktieren. Die zu den Kontaktelementen 9 hinführenden
elektrischen Leitungen des Kabelbaumsteckers 6 sind mit 10 bezeichnet.
In der Steckaufnahme 5 ist eine Anpressfedereinrichtung 11 in Form von Anpressfedern 12 vorgesehen, die in der Steckaufnahme 5 zu beiden
Plattenseiten der Leiterplatte 3 angeordnet sind und in die Steckbahn der beiden Kontaktträgerhälften 8 eingreifen. Durch diese Anpressfedern 12 werden die beiden Kontaktträgerhälften 8 des eingesteckten Kabelbaumsteckers 6 in Richtung aufeinander zu gespannt, wodurch ihre Kontaktelemente 9 mit entsprechender Anpresskraft in Anlage an die Kontaktflächen 2 der Leiterplatte 3 anpresst werden. Der Aufbau der Anpresskraft erfolgt also über den die Steckaufnahme 5 bildenden Steckkragen (Gegenlager) und über die
Anpressfedern 12 auf die Kontaktträgerhälften 8 und deren Kontaktelemente 9. Vorteilhaft sind die Anpressfedern 12 auf Höhe der Kontaktelemente 9 des eingesteckten Kabelbaumsteckers 6 angeordnet, damit die Anpresskraft unmittelbar im Bereich direkt über den Kontaktelementen 9 als Linienlast auf die Kontaktträgerhälften 8 aufgebracht werden kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann eine einzige Anpressfeder 12 vorgesehen sein, die sich für eine linienförmige Krafteinleitung über nahezu die gesamte Breite der Steckaufnahme 5 erstreckt. Wie in Fig. 3 gezeigt, können alternativ auch mehrere Anpressfedern 12 vorgesehen sein, die entlang der Breite der Steckaufnahme 5 nebeneinander für eine linienförmige Krafteinleitung angeordnet sind.
Um die Zuverlässigkeit der Steckverbindung 1 zu steigern, sind in der
Steckaufnahme 5 seitlich neben den beiden Seitenkanten der in die
Steckaufnahme 5 hineinragenden Leiterplatte 3 jeweils Spannfedern 13
vorgesehen, die den eingesteckten Kabelbaumstecker 6 innerhalb der
Steckaufnahme 5 rechtwinklig zu der von den Anpressfedern 12 ausgeübten Anpresskraft verspannen.

Claims

Patentansprüche
Steckverbindung (1 ) zur elektrischen Direktkontaktierung von
Kontaktflächen (2) auf einer Leiterplatte (3),
mit einer der Leiterplatte (3) zugeordneten Steckaufnahme (5), in welche die Leiterplatte (3) hineinragt, mit einem in die Steckaufnahme (5) einsteckbaren Stecker (6), der einen Kontaktträger (8) mit
Kontaktelementen (9) zur elektrischen Direktkontaktierung der
Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) aufweist, und mit einer
Anpressfedereinrichtung (1 1 ) zum Anpressen der Kontaktelemente (9) des Kontaktträgers (8) in Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3), dadurch gekennzeichnet,
dass die Anpressfedereinrichtung (1 1 ) in der Steckaufnahme (5) vorgesehen ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass d Anpressfedereinrichtung (1 1 ) zu beiden Plattenseiten der in die
Steckaufnahme (5) hineinragenden Leiterplatte (3) vorgesehen ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anpressfedereinrichtung (1 1 ) über nahezu die gesamte Breite der Steckaufnahme (5) erstreckt.
Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedereinrichtung (1 1 ) auf Höhe der Kontaktelemente (9) des eingesteckten Steckers (6) angeordnet sind.
Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedereinrichtung (1 1 ) durch eine oder mehrere Anpressfedern (12) gebildet ist, die in die Steckbahn des
Kontaktträgers (8) eingreifen.
6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine einzige Anpressfeder (12) über nahezu die gesamte Breite der Steckaufnahme (5) erstreckt.
7. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Breite der Steckaufnahme (5) mehrere Anpressfedern (12)
vorgesehen sind. 8. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (8) zwei gelenkig miteinander verbundene Kontaktträgerhälften aufweist, zwischen denen die
Leiterplatte (3) eingesteckt wird, und dass die Anpressfedereinrichtung (1 1 ) zu beiden Seiten des eingesteckten Kontaktträgers (8) vorgesehen ist und die beiden Kontaktträgerhälften mit ihren Kontaktelementen (9) in
Anlage an die Kontaktflächen (2) der Leiterplatte (3) anpresst.
9. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steckaufnahme (5) jeweils seitlich neben den beiden Seitenkanten der in die Steckaufnahme (5) hineinragenden
Leiterplatte (3) jeweils eine Spannfeder (13) vorgesehen ist, die in die Steckbahn des Steckers () eingreift und den eingesteckten Stecker (6) innerhalb der Steckaufnahme (5) rechtwinklig zu der von der
Anpressfedereinrichtung (1 1 ) ausgeübten Anpresskraft verspannt.
EP12710063.4A 2011-04-29 2012-03-13 Steckverbindung zur elektrischen direktkontaktierung einer leiterplatte Not-in-force EP2702638B1 (de)

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