DE102011005565A1

DE102011005565A1 - Kontaktierungsstecker zur Direktkontaktierung einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE102011005565A1
Application number: DE201110005565
Authority: DE
Inventors: Timo Gaiser; Michael Schoenfeld; Lars Berger; Michael Fleig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-20
Also published as: CN103415961B; TW201251213A; CN103415961A; WO2012123222A1; TWI539686B; EP2686909B1; BR112013023594A2; EP2686909A1

Abstract

Bei einem Kontaktierungsstecker (30) zur elektrischen Direktkontaktierung von beidseitig auf einer Leiterplatte (2) vorgesehenen Kontaktflächen (3) mit zwei miteinander gelenkig verbundenen Kontaktträgern (6), die zwischen sich eine Steckaufnahme (7) für die Leiterplatte (2) ausbilden und jeweils mindestens ein in die Steckaufnahme (7) hineinragendes Kontaktelement (8) zur elektrischen Direktkontaktierung einer Kontaktfläche (3) aufweisen, mit einer Feder (31), die mit zwei Federschenkeln (32) jeweils außen an den beiden Kontaktträgern (6) anliegt und die beiden Kontaktträger (6) in Richtung aufeinander zu vorspannt, und mit einem zwischen den beiden Kontaktträgern (6) und seitlich neben der Steckaufnahme (7) ausgebildeten Steuerkanal (10), der durch zwei einander gegenüber liegende Steuervorsprünge (12) der beiden Kontaktträger (6) verengt ist und im Zusammenwirken mit einem an der Leiterplatte (2) vorgesehenen Steuerkeil (11) die beiden Kontaktträger (6) beim Einstecken der Leiterplatte (2) aufschwenkt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich die Federschenkel (32) in Steckrichtung (4) des Kontaktierungssteckers (30) erstrecken und dass die Feder (31) mit ihren beiden Federschenkeln (32) auf den Kontaktträgern (6) zwischen einer Endstellung und einer Vorraststellung verschiebbar ist, wobei die Krafteinleitung der beiden Federschenkeln (32) auf die Kontaktträger (6) in der Endstellung in einem größeren Abstand (L1) zur Drehachse (36) der beiden Kontaktträger (6) erfolgt als in der Vorraststellung.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kontaktierungsstecker nach der Gattung des Anspruchs 1.
Steuergeräte im Automotive-Bereich 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 direkt durch Kontaktelemente des Kabelbaumsteckers kontaktiert werden.
Bei der aus der DE 10 2005 063 239 A1 bekannten Direktkontaktierung weist der Kontaktierungsstecker zwei gelenkig miteinander verbundene Kontaktträger auf, die durch eine entgegen der Steckrichtung des Kontaktierungssteckers offene Bügelfeder in Richtung aufeinander zu vorgespannt sind. Beim Steckvorgang muss die gesamte Federkraft aufgewandt werden, um über einen leiterplattenseitigen Steuerkeil die beiden Kontaktträger aufzuschenken. Wenn dabei die kundenseitig maximal vorgegebene Bedienkraft überschritten wird, kann über den Einsatz eines zusätzlichen Hebels oder Schiebers die Bedienkraft eingehalten werden. Allerdings führt ein solches zusätzliches Bauteil zu Mehrkosten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber dann, bei einem Kontaktierungsstecker der eingangs genannten Art die bei der Montage und Demontage auftretenden Bedien- bzw. Steckkräfte zu reduzieren.
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kontaktierungsstecker mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird bei der Montage und Demontage der Steckverbindung die Feder zunächst in ihre Vorraststellung geschoben, in der die auf die Kontaktträger wirkende Federkraft reduziert ist, und anschließend in ihre Endstellung geschoben, in der die auf die Kontaktträger wirkende Federkraft maximal ist und die Kontaktelemente mit entsprechender Normalkraft auf den Kontaktflächen der Leiterplatte aufliegen. Durch die verschiebbare Feder können weitgehend polzahlunabhängige Steck- und Abziehkräfte des Kontaktierungssteckers erreicht werden. Durch diese reduzierte Bedienkraft kann die Grenze, ab der ein zusätzlicher Hebel oder Schieber eingesetzt werden muss, deutlich nach oben verschoben werden.
Vorzugsweise sind in der Endstellung der Feder die Federschenkel jeweils auch in denjenigen Zwischenraum eingeschoben, in den die beiden Kontaktträger im Zusammenwirken mit dem an der Leiterplatte vorgesehenen Steuerkeil aufgeschwenkt werden. Auf diese Weise ist der Kontaktierungsgegenstecker gegen Herausziehen aus dem z. B. in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kontaktierungsstecker geschützt (Diebstahlschutz).
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Seitenansicht eines bekannten Kontaktierungssteckers;
2a–2d einen Längsschnitt durch die aus der DE 10 2005 063 239 A1 bekannte Kontaktierungssteckverbindung mit einem Kontaktierungsgegenstecker, in den der Kontaktierungsstecker von 1 teilweise (2a, 2b), fast vollständig (2c) bzw. vollständig (2d) eingesteckt ist, wobei die 2a einen Längsschnitt außerhalb des Kontaktierungssteckers und die 2b bis 2d einen Längsschnitt durch den Kontaktierungsstecker zeigen;
3a, 3b einen zu 2a analogen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Kontaktierungsstecker, wobei eine Kontaktträgerfeder in ihrer Endstellung (3a) und in einer Vorraststellung (3b) gezeigt ist; und
4a, 4b den Kontaktierungsstecker von 3 mit einer modifizierten Kontaktträgerfeder, die in ihrer Endstellung (4a) das Herausziehen des Kontaktierungsgegensteckers blockiert und erst in ihrer Vorraststellung (4b) den Kontaktierungsgegenstecker freigibt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der in 1 gezeigte Kontaktierungsstecker (z. B. Kabelbaumstecker) 1 dient zur elektrischen Direktkontaktierung von beidseitig auf einer Leiterplatte 2 vorgesehenen Kontaktflächen („Lands”) 3 (2c). Die Steckrichtung des Kontaktierungssteckers 1 ist mit 4 bezeichnet.
Der mit der Leiterplatte 2 steckverbindbare Kontaktierungsstecker 1 umfasst zwei, z. B. durch ein Filmscharnier 5 miteinander gelenkig verbundene Kontaktträger 6, die zwischen sich eine Steckaufnahme 7 (2b) für die Leiterplatte 2 ausbilden und jeweils eine Reihe von in die Steckaufnahme 7 hineinragenden federnden Kontaktelementen 8 aufweisen, eine entgegen der Steckrichtung 4 offene V- bzw. U-förmige Bügelfeder 9, die die beiden Kontaktträger 6 in Richtung aufeinander zu vorspannt, sowie einen zwischen den beiden Kontaktträgern 6 und seitlich neben der Steckaufnahme 7 ausgebildeten Steuerkanal 10, der im Zusammenwirken mit einem an der Leiterplatte 2 vorgesehenen Steuerkeil 11 (2a) die beiden Kontaktträger 6 beim Einstecken der Leiterplatte 2 gegen die Wirkung der Bügelfeder 9 auf- und durch die Wirkung der Bügelfeder 9 zuschwenkt. Der Steuerkanal 10 ist durch zwei einander gegenüber liegende Steuervorsprünge 12 der beiden Kontaktträger 6 verengt. Eine Dichtung 13 dichtet den Kontaktierungsstecker 1 in einer Steckbuchse 14 eines Kontaktierungsgegensteckers 15 nach außen ab.
2 zeigt eine bekannte Kontaktierungssteckverbindung 20 zwischen dem Kontaktierungsstecker 1 und dem Kontaktierungsgegenstecker 15. 2a, 2b zeigt die Kontaktierungssteckverbindung 20 mit teilweise ineinander gesteckten Steckern 1, 15. Der Steuerkeil 11 befindet sich im Steuerkanal 10, aber wirkt noch nicht mit den Steuervorsprüngen 12 zusammen. Die Leiterplatte 2 befindet sich zwischen den beiden Kontaktträgern 6, aber wirkt noch nicht mit den Kontaktelementen 8 zusammen. Beim weiteren Ineinanderstecken läuft der Steuerkeil 11 auf die beiden Steuervorsprünge 12 auf, wodurch die beiden Kontaktträger 6 gegen die Wirkung der Bügelfeder 9 gegeneinander aufgespreizt werden und die Kontaktelemente 8 bezüglich der Leiterplatte 2 angehoben werden (2c). Wenn beim weiteren Ineinanderstecken der Steuerkeil 11 dann an den Steuervorsprüngen 12 vorbeigeschoben ist, schwenken aufgrund der Bügelfeder 9 die beiden Kontaktträger 6 wieder zurück. Dadurch werden die Kontaktelemente 8 auf die Kontaktflächen 3 der Leiterplatte 2 abgesenkt und kontaktieren diese in der Endsteckposition (2d).
Vom Kontaktierungsstecker 1 der 1 und 2 unterscheidet sich der in 3 gezeigte Kontaktierungsstecker 30 dadurch, dass hier die Bügel- oder Schenkelfeder 31 mit ihren beiden Federschenkeln 32 auf den Kontaktträgern 6 zwischen der in 3a gezeigten Endstellung und der in 3b gezeigten Vorraststellung verschiebbar ist. Die beiden Federschenkeln 32 erstrecken sich durch die Dichtung 13 hindurch, so dass sich der mittlere Federabschnitt 33 der Bügelfeder 31 außerhalb des abgedichteten Bereichs befindet. Die zwischen den beiden Federschenkeln 32 wirkende Federkraft ist mit F bezeichnet. Die Kontaktträgerfeder 31 ist manuell mithilfe eines beidseitig vorgesehenen Schiebers 34 verschiebbar, der außen auf dem Steckergehäuse 35 verschiebbar geführt und am mittleren Federabschnitt 33 befestigt ist.
Die Krafteinleitung der beiden Federschenkeln 32 auf die Kontaktträger 6 erfolgt in der Endstellung in einem Abstand L1 zur Drehachse 36 der beiden Kontaktträger 6 und in der Vorraststellung in einem negativen Abstand –L2 (L2 < L1) jenseits der Drehachse 36. Die Federkräfte sind in allen Stellungen wirksam. Werden die Federkräfte durch die Drehachse 36 geleitet, ist kein Hebelarm vorhanden (L = 0). Das bedeutet, dass es kein wirksames Drehmoment mehr gibt, welche die beiden Kontaktträger 6 zusammendrückt. Damit die beiden Kontaktträger 6 in der Vorraststellung definiert offen stehen, werden die beiden Federschenkeln 32 über die Drehachse 36 hinaus bewegt. Die Krafteinleitung der Bügelfeder 31 erfolgt dann in einem negativen Abstand (–L2) zur Drehachse und bewirkt ein die beiden Kontaktträger 6 öffnendes Drehmoment.
Vor dem Ineinanderstecken (Montage) der beiden Stecker 1, 15 wird die Bügelfeder 31 mithilfe des Schiebers 34 in ihre Vorraststellung geschoben. Beim Ineinanderstecken der beiden Stecker 1, 15 läuft der Steuerkeil 11 auf die beiden Steuervorsprünge 12 auf, wodurch die beiden Kontaktträger 6 kraftlos gegeneinander aufgespreizt werden und die Kontaktelemente 8 bezüglich der Leiterplatte 2 angehoben werden. Abschließend wird die Kontaktträgerfeder 31 in ihre Endstellung geschoben, wodurch die beiden Kontaktträger 6 aufeinander zu ausgelenkt und gespannt werden und die Kontaktelemente 8 mit entsprechender Normalkraft auf die Kontaktflächen 3 der Leiterplatte 2 abgesenkt werden. Vor der Demontage der beiden Stecker 1, 15 wird die Bügelfeder 31 mithilfe des Schiebers 34 in ihre Vorraststellung geschoben.
Vom Kontaktierungsstecker der 3 unterscheidet sich der in 4 gezeigte Kontaktierungsstecker 30 dadurch, dass hier in der in 4a gezeigten Endstellung der Bügelfeder 31 die Federschenkel 32 jeweils auch in denjenigen Zwischenraum 37, in den die beiden Kontaktträger 6 durch den an der Leiterplatte 2 vorgesehenen Steuerkeil 11 aufgeschwenkt werden, eingeschoben sind und mit ihren verlängerten freien Enden 32a jeweils in eine Aussparung 38 des Steckergehäuses 35 eingreifen. In der Endstellung der Bügelfeder 31 sind die beiden Kontaktträger 6 durch die Federschenkel 32 somit gegen ein Aufschwenken blockiert, und die Kontaktierungssteckverbindung zwischen den beiden Steckern 1, 15 kann nicht gelöst werden. Erst wenn die Bügelfeder 31 in ihre in 4b gezeigte Vorraststellung verschoben ist, in der die Federschenkel 32 nicht mehr in den Zwischenraum 37 eingreifen, können die beiden Kontaktträger 6 durch den an der Leiterplatte 2 vorgesehenen Steuerkeil 11 aufgeschwenkt und die Kontaktierungssteckverbindung zwischen den beiden Steckern 1, 15 gelöst werden. Die Feder 31 muss also zuerst in die Vorraststellung geschoben werden, bevor der Kontaktierungsgegenstecker 15 aus dem Kontaktierungsstecker 30 herausgezogen werden kann. Auf diese Weise ist der Kontaktierungsgegenstecker 15 gegen Herausziehen aus dem z. B. in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kontaktierungsstecker 30 geschützt (Diebstahlschutz), sofern die Schieber 34 im verschraubten Zustand des Kontaktierungsgegensteckers 15 nicht oder nur erschwert zugängig sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005063239 A1 [0004, 0012]

Claims

Kontaktierungsstecker (30) zur elektrischen Direktkontaktierung von beidseitig auf einer Leiterplatte (2) vorgesehenen Kontaktflächen (3), mit zwei miteinander gelenkig verbundenen Kontaktträgern (6), die zwischen sich eine Steckaufnahme (7) für die Leiterplatte (2) ausbilden und jeweils mindestens ein in die Steckaufnahme (7) hineinragendes Kontaktelement (8) zur elektrischen Direktkontaktierung einer Kontaktfläche (3) aufweisen, mit einer Feder (31), die mit zwei Federschenkeln (32) jeweils außen an den beiden Kontaktträgern (6) anliegt und die beiden Kontaktträger (6) in Richtung aufeinander zu vorspannt, und mit einem zwischen den beiden Kontaktträgern (6) und seitlich neben der Steckaufnahme (7) ausgebildeten Steuerkanal (10), der durch zwei einander gegenüber liegende Steuervorsprünge (12) der beiden Kontaktträger (6) verengt ist und im Zusammenwirken mit einem an der Leiterplatte (2) vorgesehenen Steuerkeil (11) die beiden Kontaktträger (6) beim Einstecken der Leiterplatte (2) aufschwenkt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federschenkel (32) in Steckrichtung (4) des Kontaktierungssteckers (30) erstrecken und dass die Feder (31) mit ihren beiden Federschenkeln (32) auf den Kontaktträgern (6) zwischen einer Endstellung und einer Vorraststellung verschiebbar ist, wobei die Krafteinleitung der beiden Federschenkeln (32) auf die Kontaktträger (6) in der Endstellung in einem größeren Abstand (L1) zur Drehachse (36) der beiden Kontaktträger (6) erfolgt als in der Voraststellung.
Kontaktierungsstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorraststellung die Krafteinleitung der beiden Federschenkeln (32) auf die Kontaktträger (6) in der Drehachse (36) der beiden Kontaktträger (6) erfolgt.
Kontaktierungsstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorraststellung die Krafteinleitung der beiden Federschenkeln (32) auf die Kontaktträger (6) in einem negativen Abstand (–L2) jenseits der Drehachse (36) der beiden Kontaktträger (6) erfolgt.
Kontaktierungsstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außen auf dem Steckergehäuse (35) ein Schieber (34) verschiebbar geführt ist, der mit der Feder (31) bewegungsgekoppelt ist.
Kontaktierungsstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (31) als eine Bügel- oder Schenkelfeder ausgebildet ist.
Kontaktierungsstecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Endstellung der Feder (31) die Federschenkel (32) jeweils auch in denjenigen Zwischenraum (37) eingeschoben sind, in den die beiden Kontaktträger (6) im Zusammenwirken mit dem an der Leiterplatte (2) vorgesehenen Steuerkeil (11) aufgeschwenkt werden.
Kontaktierungsstecker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (32a) der Federschenkel (32) in eine Aussparung (38) des Steckergehäuses (35) eingreifen.
Direktkontaktierungssteckverbindung mit einem Kontaktierungsstecker (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Kontaktierungsgegenstecker (15), der die Leiterplatte (2) und den Steuerkeil (11) aufweist.