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EP2710681B1 - Vorrichtung zur elektrischen kontaktierung einer leiterplatte mit einem stecker - Google Patents

Vorrichtung zur elektrischen kontaktierung einer leiterplatte mit einem stecker Download PDF

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Publication number
EP2710681B1
EP2710681B1 EP12721825.3A EP12721825A EP2710681B1 EP 2710681 B1 EP2710681 B1 EP 2710681B1 EP 12721825 A EP12721825 A EP 12721825A EP 2710681 B1 EP2710681 B1 EP 2710681B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
circuit board
spring
printed circuit
plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12721825.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2710681A1 (de
Inventor
Emilien Massias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2710681A1 publication Critical patent/EP2710681A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2710681B1 publication Critical patent/EP2710681B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • H01R12/82—Coupling devices connected with low or zero insertion force
    • H01R12/85—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures
    • H01R12/87—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures acting automatically by insertion of rigid printed or like structures
    • 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
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/714—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit with contacts abutting directly the printed circuit; Button contacts therefore provided on the printed circuit

Definitions

  • Out US 5,531,615 is known a plug-in contact, in which an electronic connection element for edge attachment to electronic devices is used.
  • the connector includes a pair of housing members adapted to define an elongate slot. This is a pair of oppositely disposed, mutual forces generating spring elements which are arranged such that they receive a plug contact and exert on this a pressing force.
  • Out US2011 / 0070775A1 and US2009 / 0258515A1 are also plug contacts known.
  • a device according to claim 1 is proposed.
  • a method according to claim 8 is also proposed.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • a plug-in contact in which standing by an insertion of a plug-in element with contacts in electrical connection contacting elements are deflected such that they are applied with a contact force on contact surfaces ("Lands"), for example, at the top and bottom of the axial direction located in a plug inserted plug contact.
  • the solution proposed according to the invention makes it possible to design a printed circuit board or a contacting provided thereon in such a way that it provides only a guiding function.
  • the contacting elements each having a contact point, designed as elastic elements, so for example as a spring blades.
  • These on the one hand can cause a deflection of contact elements provided on the contact points and on the other hand compensate for tolerances, since the Maisleitersweg, the contacting elements for contacting the at least one contact surface (“Lands") is sized to the plug contact so that match or compensate for manufacturing tolerances can be.
  • spaced contacts are arranged such that they limit an insertion opening for a plug contact.
  • the insertion opening for the plug contact limiting contacts each have a resiliently formed contacting element, which is deflected by insertion of the plug contact in such a way that on the resilient contact elements formed contact points on contact surfaces ("Lands"), at least one contact surface , which is located on the plug contact in an axial extension, are employed.
  • the contact surfaces or "lands" which are formed on at least one side of the plug contact, dimensioned in the axial direction such that a sufficiently large area for the contact is given by the contact points of the contacting elements on the plug contact.
  • the plug contact has a rounded trained, for example, made of molding compound deflecting element, which deforms the contacting elements during execution of the insertion process such that elongated by the deflection of, for example, resiliently formed fins in one direction, an adjusting movement of contact points to the in the axial direction formed contact surfaces on at least one side of the plug contact.
  • the plug contact remains between the contacting elements, it is ensured on account of the deflection of the resiliently configured spring blades that the contact points with a well-defined spring force are set against the contact surfaces extending in the axial direction on at least one side of the plug contact.
  • a nose-shaped deflection element is arranged on one of the insertion opening facing the front side of the printed circuit board, which is formed rounded on its side facing the insertion opening.
  • the in the insertion direction preferably horizontally extending contact surfaces on one or both sides of the printed circuit board end are elongated, so that it is ensured that when generating a contact force on the contact points, which are formed at the ends of resiliently formed contact arms, and the contact surfaces, an electrical connection can be made by maintaining a contact force.
  • resiliently formed contact elements in particular the resiliently formed contact arms and the contact elements formed thereon are employed with a well-defined contact force to the provided on at least one side of the circuit board contact surface.
  • the resilient contact arms With contact points formed against the contact surfaces on at least one side of the PCB end.
  • FIG. 1 shows a plug 10 having a plug housing 12 which are received in a series of contact straps 14.
  • the contact clip 14 are embodied on a contact carrier 16, which is enclosed by the plug housing 12.
  • FIG. 2 shows the in the connector housing according to FIG. 1 insertable plug-in elements 18, which have a contact cheek 20, wherein the plug-in elements 18 via a crimp connection 22 with a cable are connected.
  • the plug-in elements 18 are provided with latching hooks 24.
  • the representation according to FIG. 3 is a first embodiment of the present invention proposed device for making an electrical contact in more detail.
  • a nose-shaped deflecting element for example, is designed as a nose molded from molding compound.
  • the printed circuit board substrate 30 has a first side 32 and a second side 34 lying opposite to it, which extend parallel to one another in a substantially horizontal direction.
  • first contact surface 42 "land"
  • second contact surface 44 "land"
  • Both contact surfaces 42, 44 also extend substantially in the horizontal direction parallel to each other and extend substantially parallel to an insertion direction, see position 66 in FIG. 3 ,
  • a first contact element 46 and a second contact element 48 lying opposite are arranged on plug-side contacts 64 which define an insertion region 62.
  • the two opposing contact elements 46 and 48 are formed substantially resilient and are made of metallic material.
  • the contacted part 54 extends - also with resilient properties - starting from the opposite plug-side contacts 64, which limit the insertion 62, to a branch 52nd At the branch 52, the contacted part 54 of the contact elements 46, 48 merges into a resilient contact arm indicated by reference numeral 80, at the end of which a thickened trained contact point 50 formed as a material accumulation is located.
  • Run from the branch 52 in the opposite direction to the spring-trained contact arm 80 extend on the first contact element 46 and the second contact element 48 each personallylenkende parts 56 of the contact elements 46, 48, each terminating in an open end 58.
  • the parts to be deflected 56 of the first contact element 46 and the second contact element 48 at the open end 48 extend converging, ie, the open ends 58 run towards each other.
  • the deflecting element 38 is arranged in nose shape, preferably made of a molding compound and provided with a rounding 40, which already to a Part in insertion 66 (also referred to as axial feed) is inserted into the insertion portion 62.
  • the representation according to FIG. 4 It can be seen that in this position of the printed circuit board substrate 30, this, with respect to the insertion portion 62, partially inserted into this, without the provided with the rounding 40 deflecting 38 facing each other deflectable parts 56 of both the first contact element 46, as well touches the second contact element 44 opposite this.
  • the representation according to FIG. 4 corresponds substantially to a reduced scale of the representation according to FIG. 3 as described above.
  • FIG. 5 shows the time at which the preferred nose-shaped deflecting element 38 just touching each other to be deflected parts 56 of the first and second contact element 46 and 48 respectively.
  • the printed circuit board substrate 30 is inserted in the insertion direction 66 (axial feed) in the limited by the opposing contact points 50 insertion region 62.
  • FIG. 3 shows that the distance 60 between the inner sides of the opposing contact points 50, the thickness of the PCB substrate 30 in the region of the first contact surface 42 and the second contact surface 44 exceeds, so that insertion of the printed circuit board end 30 between the two contact elements 46, 48 takes place with play, whereby manufacturing tolerances can be compensated in an advantageous manner and a simpler mounting option is given.
  • FIG. 6 It can be seen that with a further insertion of the end over an edge of the printed circuit board substrate 30 between the contact elements 46, 48 whose parts to be deflected 56 by the deflection element 38, a deflection movement 72 of the open ends 58, deformed. From the illustration according to FIG. 6 shows that the parts to be deflected 56 of the first contact element 46 and the second contact element 48 are spread outwards. With this deflection movement 42 of the parts 56 to be deflected, an adjustment movement of the contact points 50 identified by reference number 74 simultaneously accompanies the contact surfaces 42, 44.
  • FIG. 7 It can be seen that, as long as the deflecting element 38 is inserted between the parts to be deflected 56 of the resilient contact elements 46, 48, they are spread apart, so that taking advantage of the spring action of the contact arms 80, the contact points 50 with a force 78 on both sides of the opposite, are made in a substantially parallel and horizontally extending contact surfaces 42, 44. This means that as long as the printed circuit board substrate 30 with its deflecting element 38 between the deflected Parts 46 is immersed, at the same time the contact force 78 of the contact points 50 at the ends of the resilient contact arms 80 are made with the contact force 78 to the contact surfaces 42, 44.
  • the electrical contact is generated by the insertion of the example nose-shaped with a rounding 40 deflecting element 38.
  • the two substantially opposing contact elements 46, 48 are preferably made of a highly conductive material or a good electrical conductivity properties having alloy. Due to the distance of the two opposing contact points 50 in the non-contacted state, compare distance 60 as shown in FIG. 3 , on the one hand, easy assembly is possible and on the other hand ensures a balance of tolerances.
  • FIG. 8 shows an inserted printed circuit board with attached to the side surface of the rounded deflecting element 38 employed shortened designed monocytes 57.
  • the deflection elements 57 formed shortened, so that they are no longer placed against the insertion direction in its final position, ie after complete impressions, but are employed exactly in the transverse direction of the deflection element 38.
  • force components which act counter to the insertion direction of the printed circuit board substrate 30 are excluded, the resulting force is directed perpendicular to the deflection element 38.
  • the representation according to FIG. 9 is a non-inventive embodiment of the device for making an electrical contact can be seen.
  • FIG. 9 shows that also in this embodiment, analogous to the embodiment according to FIG. 3 , the printed circuit board 30 at one, preferably both sides 32, 34 each having a substantially horizontally extending contact surface 42 and 44, respectively.
  • the two opposite, substantially planar and extending parallel to each other contact surfaces 42, 44 have a length which extends in the insertion direction 66.
  • the nose-shaped deflection element 38 is arranged, which has the rounding 40.
  • each resiliently formed contact elements 46 and 48 each resiliently formed contact elements 46 and 48 respectively.
  • the contact elements 46 and 48 each comprise mutually facing Homelandlenkende parts 56. These extend, starting from the open end 58, in the direction of a joint 82. At the hinge points 82, each via a joint carrier 84 with the facing plug-side contacts 64th are electrically connected, go the parts to be deflected 46, which are contacted by the rounding 40 having deflecting element 38 in the contact arms 80, at the end of the facing each other points of contact 50 are.
  • reference numeral 60 the distance is indicated, in which the facing inner sides of the contact points 50 at the ends of the contact arms 80 are opposite to each other.
  • first embodiment of the inventively proposed device for making an electrical contact goes with the deflection of the specialtylenkenden parts 56 of the contact elements 46 and 48 whose rotation 86 around the hinge points 82 and at the same time with the deflection of the mecaniclenkenden parts 56, the contact points 50 of the resilient formed contact arms 80 against the end of the insertion movement 66 of the circuit board edge or the printed circuit board end 30 in the insertion region 42 to the contact surfaces 42, 44 employed, which can achieve the already mentioned above, in connection with the first embodiment already described advantageous effects.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Aus US 5,531,615 ist eine Steckkontaktierung bekannt, bei der ein elektronisches Verbindungselement zur Kantenbefestigung an elektronischen Einrichtungen eingesetzt wird. Der Verbinder umfasst ein Paar von Gehäuseelementen, welche derart beschaffen sind, dass diese einen länglichen Schlitz definieren. Darin befindet sich ein Paar einander gegenüberliegend angeordnete, gegenseitige Kräfte erzeugende Federelemente die derart angeordnet sind, dass diese einen Steckkontakt aufnehmen und auf diesen eine Presskraft ausüben. Aus US2011/0070775A1 und US2009/0258515A1 sind auch Steckkontaktierungen bekannt.
  • Bei bisher eingesetzten Steckkontaktierungen gemäß des Standes der Technik sind zur Herstellung einer Steckkontaktierung höhere Steckkräfte erforderlich; ferner ist die Erzeugung der Steckverbindung recht mühselig. Des Weiteren kann es bei Steckkontaktierungen zu potentiellen Beschädigungen miteinander zu kontaktierenden Fügepartner kommen, wobei es sowohl zu Beschädigungen an den Steckkontakten als auch zu Beschädigungen der Kontakte an der jeweils zu kontaktierenden Leiterplatte kommen kann.
    • Darstellung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.
  • Eine Steckkontaktierung wird vorgeschlagen, bei der durch eine Einsteckbewegung eines Steckelementes mit Kontakten in elektrischer Verbindung stehende Kontaktierungselemente derart ausgelenkt werden, dass diese mit einer Anstellkraft an Kontaktflächen ("Lands") aufgebracht werden, die sich beispielsweise an Ober- und Unterseite des in axiale Richtung in einen Stecker eingeschobenen Steckkontaktes befinden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich eine Leiterplatte bzw. eine an dieser vorgesehene Kontaktierung derart ausgestalten, dass diese lediglich eine Führungsfunktion bereitstellt. Das Einschieben in Steckrichtung eines Steckkontaktes
  • erfordert lediglich vor Erreichen der schlussendlichen elektrischen Kontaktierung eine bestimmte Kraft, die jedoch linear ansteigt und nicht stufenweise. Durch diese Kraft ist eine potentielle Beschädigung der Kontaktflächen ("Lands"), die sich an mindestens einer Seite des Steckkontaktes befinden sowie eine Beschädigung der entsprechenden Gegenkontaktierung an der Leiterplatte ausgeschlossen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens sind die Kontaktierungselemente, die jeweils einen Kontaktpunkt aufweisen, als elastische Elemente, so zum Beispiel als Federlamellen ausgestaltet. Diese vermögen einerseits eine Auslenkung von an den Kontaktierungselementen vorgesehenen Kontaktpunkten zu bewirken und können andererseits Toleranzen ausgleichen, da der Kontaktierungsweg, den die Kontaktierungselemente zur Kontaktierung der mindestens einen Kontaktfläche ("Lands") an dem Steckkontakt so bemessen ist, dass Spiel bzw. Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens sind voneinander beabstandete Kontakte derart angeordnet, dass diese eine Einführöffnung für einen Steckkontakt begrenzen. Einander gegenüberliegende, die Einschuböffnung für den Steckkontakt begrenzende Kontakte, weisen jeweils ein federnd ausgebildetes Kontaktierungselement auf, welches durch Einschieben des Steckkontaktes ausgelenkt wird und zwar derart, dass an den federnd ausgebildeten Kontaktierungselementen ausgebildete Kontaktpunkte an Kontaktflächen ("Lands"), an mindestens einer Kontaktfläche, die sich am Steckkontakt in einer axialen Erstreckung befindet, angestellt werden. Durch die Einsteckbewegung des Steckkontaktes in die federnd ausgebildeten Kontaktierungselemente, die die Einstecköffnung des Steckkontaktes begrenzen, wird durch die Präsenz bzw. die Auslenkung der Kontaktierungselemente eine Anstellung der Kontaktpunkte an die sich in axiale Richtung an mindestens einer Seite des Steckkontaktes erstreckende Kontaktflächen gewährleistet. Damit ist durch erfindungsgemäße Lösung einerseits durch die Erzeugung der elektrischen Kontaktierung die Aufrechterhaltung einer Kontaktierungskraft gewährleistet, andererseits sind die Kontaktflächen bzw. "Lands", die an mindestens einer Seite des Steckkontaktes ausgebildet sind, in axiale Richtung derart bemessen, dass ein genügend großer Bereich für die Kontaktierung durch die Kontaktpunkte der Kontaktierungselemente am Steckkontakt gegeben ist.
  • In vorteilhafter Weise weist der Steckkontakt ein gerundet ausgebildetes, beispielsweis aus Moldmasse gefertigtes Auslenkelement auf, welches die Kontaktierungselemente bei Ausführung des Einsteckvorganges derart deformiert, dass durch die Auslenkbewegung von beispielsweise federnd ausgebildeten Lamellen in eine Richtung, eine Anstellbewegung von Kontaktpunkten an die in axiale Richtung länglich ausgebildete Kontaktflächen an mindestens einer Seite des Steckkontaktes erfolgt.
  • Solange der Steckkontakt zwischen den Kontaktierungselementen verbleibt, ist aufgrund der Auslenkung der federnd ausgebildeten Federlamellen gewährleistet, dass die Kontaktpunkte mit einer wohldefinierten Federkraft an die sich in axiale Richtung an mindestens einer Seite des Steckkontaktes erstreckenden Kontaktflächen angestellt sind.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist an einer der Stecköffnung zugewandten Stirnseite der Leiterplatte ein nasenförmiges Auslenkelement angeordnet, welches auf seiner der Einstecköffnung zuweisenden Seite gerundet ausgebildet ist. Die sich in Einsteckrichtung, bevorzugt horizontal erstreckenden Kontaktflächen auf einer oder auf beiden Planseiten des Leiterplattenendes sind länglich ausgebildet, so dass gewährleistet ist, dass bei Erzeugung einer Anstellkraft auf die Kontaktpunkte, die an den Enden von federnd ausgebildeten Kontaktarmen ausgebildet sind, und den Kontaktflächen, eine elektrische Verbindung durch Aufrechterhaltung einer Anstellkraft hergestellt werden kann. Solange an den federnd ausgebildeten Kontaktelementen ausgebildete auszulenkende Teile durch das Auslenkelement ausgelenkt bleiben, werden federnd ausgebildete Kontaktelemente, insbesondere die federnd ausgebildeten Kontaktarme und die daran ausgebildeten Kontaktelemente mit einer wohldefinierten Anstellkraft an die mindestens an einer Seite der Leiterplatte vorgesehene Kontaktfläche angestellt.
  • Solange das Auslenkelement zwischen die auszulenkenden Teile des mindestens einen Kontaktelementes eingeführt bleibt, solange sind in einer Gegenbewegung entgegen der Auslenkbewegung der federnden Kontaktelemente im Bereich der auszulenkenden Teile die federnd ausgebildeten Kontaktarme mit daran ausgebildeten Kontaktpunkten an die Kontaktflächen an mindestens einer Seite des Leiterplattenendes angestellt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Figur 1 und 2
    Steckergehäuse und Steckkontakte gemäß einer Ausführung aus dem Stand der Technik,
    Figur 3
    eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung,
    Figur 4
    eine Einführphase des Leiterplattenendes,
    Figur 5
    den Berührungszeitpunkt, an dem das gerundet ausgebildete Auslenkelement die federnd ausgebildeten, elektrischen Kontaktelemente berührt,
    Figur 6
    den weiteren Einsteckvorgang des Leiterplattenendes und des daran aufgenommenen Auslenkmittels zwischen die federnd ausgebildeten Kontaktelemente, die Auslenkbewegung derselben sowie die Anstellbewegung der Kontaktarme mit Kontaktpunkten,
    Figur 7
    die schlussendlich hergestellte elektrische Kontaktierung,
    Figur 8
    eine eingesteckte Leiterplatte und
    Figur 9
    eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung.
  • Den Darstellungen gemäß der Figuren 1 und 2 sind Ausführungsvarianten von Steckergehäusen und Kontakten gemäß des Standes der Technik zu entnehmen.
  • Figur 1 zeigt einen Stecker 10, der ein Steckergehäuse 12 aufweist, die in einer Reihe von Kontaktbügeln 14 aufgenommen sind. Die Kontaktbügel 14 sind an einem Kontaktträger 16 ausgeführt, der vom Steckergehäuse 12 umschlossen ist. Figur 2 zeigt die in das Steckergehäuse gemäß Figur 1 einführbaren Steckelemente 18, die eine Kontaktwange 20 aufweisen, wobei die Steckelemente 18 über eine Crimp-Verbindung 22 mit einem Kabel verbunden sind. Auf der der Kontaktwange 20 gegenüberliegenden Seite sind die Steckelemente 18 mit Rasthaken 24 versehen.
    • Ausführungsvarianten
  • Der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung detaillierter zu entnehmen.
  • Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass an einem Ende eines Leiterplattensubstrates 30 ein nasenförmig ausgebildetes Auslenkelement, so zum Beispiel ausgebildet als aus Moldmasse gespritzter Nase angeordnet ist. Das Leiterplattensubstrat 30 weist eine erste Seite 32 sowie eine dieser gegenüberliegende zweite Seite 34 auf, die sich im wesentlichen in horizontaler Richtung parallel zueinander erstrecken. Auf der ersten Seite 32 des Leiterplattensubstrates 30 befindet sich eine erste Kontaktfläche 42 ("Land"), während sich auf der zweiten Seite 34 des Leiterplattensubstrates 30 eine zweite Kontaktfläche 44 ("Land") befindet. Beide Kontaktflächen 42, 44 erstrecken sich ebenfalls im Wesentlichen in horizontale Richtung parallel zueinander und erstrecken sich im Wesentlichen in parallel zu einer Einsteckrichtung, vergleiche Position 66 in Figur 3.
  • Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht des Weiteren hervor, dass an steckerseitigen Kontakten 64, die einen Einführbereich 62 definieren, jeweils ein erstes Kontaktelement 46 und ein diesem gegenüberliegendes zweites Kontaktelement 48 angeordnet sind. Die beiden einander gegenüberliegenden Kontaktelemente 46 bzw. 48 sind im Wesentlichen federnd ausgebildet und werden aus metallischem Werkstoff gefertigt. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante der federnd ausgebildeten Kontaktelemente 46 bzw. 48, umfassen diese einen kontaktierten Teil 54. Der kontaktierte Teil 54 erstreckt sich - ebenfalls mit federnden Eigenschaften - ausgehend von den einander gegenüberliegenden steckerseitigen Kontakten 64, welche den Einführbereich 62 begrenzen, bis zu einer Verzweigung 52. An der Verzweigung 52 geht der kontaktierte Teil 54 der Kontaktelemente 46, 48 in einen mit Bezugszeichen 80 kenntlich gemachten federnden Kontaktarm über, an dessen Ende sich ein verdickt ausgebildeter als Materialanhäufung ausgebildeter Kontaktpunkt 50 befindet.
  • Von der Verzweigung 52 in entgegengesetzte Richtung zum federnd ausgebildeten Kontaktarm 80 verlaufend, erstrecken sich am ersten Kontaktelement 46 bzw. am zweiten Kontaktelement 48 jeweils auszulenkende Teile 56 der Kontaktelemente 46, 48, die jeweils in einem offenen Ende 58 auslaufen.
  • Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, erstrecken sich die auszulenkenden Teile 56 des ersten Kontaktelementes 46 und des zweiten Kontaktelementes 48 am offenen Ende 48 aufeinander konvergierend, d.h. die offenen Enden 58 laufen aufeinander zu.
  • In der in Figur 3 dargestellten - nicht kontaktierten - Position des Leiterplattensubstrates 30 mit dem ersten Kontaktelement 46 sowie dem zweiten Kontaktelement 48, definieren die beiden unausgelenkt dargestellten Kontaktpunkten 50 an den Enden der federnden Kontaktarme 80 einen Öffnungsabstand 60. Dieser Öffnungsabstand 60 ist größer als die Dicke des Leiterplattensubstrates 30, bezogen auf die Planseiten der beiden in horizontaler Richtung verlaufenden, einander gegenüberliegend angeordneten Kontaktflächen 42, 44. An einer Stirnseite 36 des Leiterplattensubstrates 30 ist das Auslenkelement 38 in Nasenform, bevorzugt hergestellt aus einer Moldmasse und mit einer Rundung 40 versehen angeordnet, welches bereits zu einem Teil in Einsteckrichtung 66 (auch als axialer Vorschub bezeichnet) in den Einführbereich 62 eingeführt ist.
  • Der Darstellung gemäß Figur 4 ist zu entnehmen, dass in dieser Position des Leiterplattensubstrates 30 dieses, in Bezug auf den Einführbereich 62, teilweise in diesen eingeschoben ist, ohne dass das mit der Rundung 40 versehene Auslenkelement 38 die aufeinander zuweisenden auslenkbaren Teile 56 sowohl des ersten Kontaktelementes 46, als auch des diesem gegenüberliegenden zweiten Kontaktelementes 44 berührt. Die Darstellung gemäß Figur 4 entspricht im Wesentlichen in einem verkleinerten Maßstab der Darstellung gemäß Figur 3, wie weiter oben beschrieben.
  • Figur 5 zeigt den Zeitpunkt, an dem das bevorzugt nasenförmig ausgebildete Auslenkelement 38 einander zuweisenden auszulenkenden Teile 56 des ersten und des zweiten Kontaktelementes 46 bzw. 48 gerade berührt. Wie einer Zusammenschau der Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist, wird das Leiterplattensubstrat 30 in Einsteckrichtung 66 (axialer Vorschub) in den durch die einander gegenüberliegenden Kontaktpunkte 50 begrenzten Einführbereich 62 eingeschoben. Figur 3 zeigt, dass der Abstand 60 zwischen den Innenseiten der einander gegenüberliegenden Kontaktpunkte 50 die Dicke des Leiterplattensubstrates 30 im Bereich der ersten Kontaktfläche 42 und der zweiten Kontaktfläche 44 übersteigt, so dass ein Einführen des Leiterplattenendes 30 zwischen die beiden Kontaktelemente 46, 48 mit Spiel erfolgt, wodurch in vorteilhafter Weise Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können sowie eine einfachere Montagemöglichkeit gegeben ist.
  • In Figur 5, die den Berührungszeitpunkt 70 zwischen dem Auslenkelement 38 und den auszulenkenden Teilen 56 zeigt, befinden sich die Kontaktpunkte 50 an den Enden der Kontaktarme 80 in einem von den Kontaktflächen 42, 44 ("Lands") abgestellten Position.
  • Figur 6 ist zu entnehmen, dass bei einem weiteren Einschieben des Endes über einer Kante des Leiterplattensubstrates 30 zwischen die Kontaktelemente 46, 48 deren auszulenkende Teile 56 durch das Auslenkelement 38, eine Auslenkbewegung 72 der offenen Enden 58 bewirkend, deformiert werden. Aus der Darstellung gemäß Figur 6 geht hervor, dass die auszulenkenden Teile 56 des ersten Kontaktelementes 46 sowie des zweiten Kontaktelementes 48 nach außen aufgespreizt werden. Mit dieser Auslenkbewegung 42 der auszulenkenden Teile 56 geht gleichzeitig eine durch Bezugszeichen 74 identifizierte Anstellbewegung der Kontaktpunkte 50 an die Kontaktflächen 42, 44 einher. Durch die Ausbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung wird gleichzeitig mit der Auslenkbewegung 72 der offenen Enden 78 der federnd ausgebildeten Kontaktelemente 46, 48 eine Anstellbewegung in Anstellrichtung 74 der Kontaktarme 80 mit den daran angeordneten Kontaktpunkten 50 erreicht. Aufgrund des Umstandes, dass das Auslenkelement 38, beispielsweise nasenförmig ausgebildet und aus Moldmasse gefertigt, zwischen die auszulenkenden Teile 56 der federnd ausgebildeten Kontaktelemente 46, 48 dauerhaft angestellt ist, werden die Kontaktpunkte 50 gleichzeitig in Gegenrichtung zur Auslenkrichtung 72, d.h. in Anstellrichtung 74 an die Kontaktflächen 42, 44 angestellt.
  • Figur 7 ist zu entnehmen, dass, solange das Auslenkelement 38 zwischen die auszulenkenden Teile 56 der federnd ausgebildeten Kontaktelemente 46, 48 eingeführt bleibt, diese auseinandergespreizt werden, so dass unter Ausnutzung der Federwirkung der Kontaktarme 80 die Kontaktpunkte 50 mit einer Anstellkraft 78 beidseits die einander gegenüberliegenden, sich im Wesentlichen parallel und in horizontaler Richtung erstreckenden Kontaktflächen 42, 44 angestellt werden. Dies bedeutet, dass solange, wie das Leiterplattensubstrat 30 mit seinem Auslenkelement 38 zwischen die auszulenkenden Teile 46 eingetaucht ist, gleichzeitig die Anstellkraft 78 der Kontaktpunkte 50 an den Enden der federnd ausgebildeten Kontaktarme 80 mit der Anstellkraft 78 an die Kontaktflächen 42, 44 angestellt werden. Zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes und zu dessen Sicherung sind Kräfte in der Höhe zwischen 2 N und 3 N erforderlich, bezogen auf einen jeden Kontaktpunkt. Wenn man mehrere Kontaktpunkte einbezieht, kann diese Kraft relativ hoch werden. Jedoch werden Bauelemente wie Leiterplatte bzw. Steuergeräte im Endzustand mittels Rastelementen fixiert, so dass die Kontaktkraft nicht durch die elektrische Kontaktierung alleine übernommen werden muss, sondern über Rastelemente aufgebracht wird, so dass sich die elektrische Kontaktierung nicht von alleine, beispielsweise durch im Betrieb auftretende Erschütterungen löst.
  • Wie aus der Figurensequenz der Figuren 4, 5, 6, 7 zu entnehmen ist, wird die elektrische Kontaktierung durch das Eingestecktsein des beispielsweise nasenförmig mit einer Rundung 40 ausgebildeten Auslenkelementes 38 erzeugt. Die beiden im Wesentlichen einander gegenüberliegenden Kontaktelemente 46, 48 sind vorzugsweise aus einem gut leitfähigen Material oder einer gute elektrische Leiteigenschaften aufweisenden Legierung gefertigt. Aufgrund des Abstandes der beiden einander gegenüberliegenden Kontaktpunkte 50 im nicht kontaktierten Zustand, vergleiche Abstand 60 gemäß der Darstellung in Figur 3, ist einerseits eine leichte Montage möglich und andererseits ein Ausgleich von Toleranzen gewährleistet.
  • Der Darstellung gemäß der Figurensequenz 4, 5, 6 und 7 ist ferner entnehmbar, dass erst kurz vor Erreichen der Endposition, d.h. nach Durchfahren des Einführweges 66, eine Kraft benötigt wird, nämlich dann, wenn die auszulenkenden Teile 56 der Kontaktelemente 46, 48 auseinandergedrängt werden, was durch das die Rundung 40 aufweisende Auslenkmittel 38 erfolgt. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird ein kraftfreies Stecken bis kurz vor die Endposition der Steckverbindung erreicht. Erst dann ist eine Kraftbeaufschlagung nötig. Da die Anstellkraft 74, mit der die Kontaktpunkte 50 an den Enden der federnd ausgebildeten Kontaktarme 80 an die Kontaktflächen 42, 44 gegen Ende der Einschubbewegung des Leiterplattenendes 30 in den Einführbereich 62 erzeugt wird, werden die Kontaktflächen 42, 44 auch erst gegen Ende der Einführbewegung 66 durch die Anstellkraft 74 beaufschlagt, wodurch in vorteilhafter Weise eine Beschädigung der Kontaktflächen 42, 44 bzw. der Leiterplatte 30 vermieden werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist lediglich eine Führung des Leiterplattenendes bzw. der Leiterplattenkante 30, an dem das Auslenkelement 38 angeordnet ist, erforderlich; es ist keine Öffnungskraft mehr vonnöten. Erst kurz vor Erreichen der Endposition der Leiterplattenkante bzw. des Leiterplattenendes 30 zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktelementen 46, 44, wird die Anstellkraft 74 erzeugt. Figur 8 zeigt eine eingesteckte Leiterplatte mit an die Seitenfläche des gerundet ausgebildeten Auslenkelementes 38 angestellten verkürzt ausgebildeten auszulenkenden Teilen 57. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 7 sind bei der Darstellung gemäß Figur 8 die Auslenkelemente 57 verkürzt ausgebildet, so dass diese in ihrer Endposition, d.h. nach dem vollständigen Eindrücken, nicht mehr gegen die Einschubrichtung gestellt sind, sondern exakt in Querrichtung an das Auslenkelement 38 angestellt sind. Dadurch werden Kraftkomponenten, die entgegen der Einschubrichtung des Leiterplattensubstrates 30 wirken, ausgeschlossen, die resultierende Kraft senkrecht zum Auslenkelement 38 gerichtet ist.
  • Der Darstellung gemäß Figur 9 ist eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zu entnehmen.
  • Figur 9 zeigt, dass auch in dieser Ausführungsvariante, analog zur Ausführungsvariante gemäß Figur 3, die Leiterplatte 30 an einer, bevorzugt beiden Seiten 32, 34 jeweils eine sich im Wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckende Kontaktfläche 42 bzw. 44 aufweist. Die beiden einander gegenüberliegenden, im Wesentlichen plan verlaufenden und sich parallel zueinander erstreckenden Kontaktflächen 42, 44 haben eine Länge, die sich in Einführrichtung 66 erstreckt. An der Leiterplattenkante bzw. dem Leiterplattenende 30 ist das nasenförmig ausgebildete Auslenkelement 38 angeordnet, welches die Rundung 40 aufweist.
  • Auch in der in Figur 9 dargestellten nicht erfindungsgemäße Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung, sind innerhalb des Einführbereiches 62 zwischen zwei einander gegenüberliegenden steckerseitigen Kontakten 64 jeweils federnd ausgebildete Kontaktelemente 46 bzw. 48 angeordnet. Die Kontaktelemente 46 bzw. 48 umfassen jeweils aufeinander zuweisende auszulenkende Teile 56. Diese erstrecken sich, ausgehend von dem offenen Ende 58, in Richtung auf ein Gelenk 82. An den Gelenkpunkten 82, die jeweils über einen Gelenkträger 84 mit den einander zuweisenden steckerseitigen Kontakten 64 elektrisch verbunden sind, gehen die auszulenkenden Teile 46, die durch das die Rundung 40 aufweisende Auslenkelement 38 kontaktiert werden in die Kontaktarme 80 über, an deren Ende sich die einander zuweisenden Kontaktpunkte 50 befinden. Durch Bezugszeichen 60 ist der Abstand kenntlich gemacht, in welchem die einander zuweisenden Innenseiten der Kontaktpunkte 50 an den Enden der Kontaktarme 80 einander gegenüberliegen.
  • Sobald bei einer fortschreitenden Einsteckbewegung 66 (axialer Vorschub) der Leiterplattenkante bzw. des Leiterplattenendes 30 das Auslenkelement 38, das bevorzugt nasenförmig ausgebildet ist, die offenen Enden 58 der einander zuweisenden auszulenkenden Teile 56 berührt, erfolgt eine gleichzeitige Schwenkbewegung in Drehrichtung 86 der die Kontaktpunkte 50 aufnehmenden Kontaktarme 80 an die Kontaktflächen 42, 44. Analog zum in Figur 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung, geht mit der Auslenkung der auszulenkenden Teile 56 der Kontaktelemente 46 bzw. 48 deren Verdrehung 86 um die Gelenkpunkte 82 einher und gleichzeitig mit der Auslenkung der auszulenkenden Teile 56 werden die Kontaktpunkte 50 der federnd ausgebildeten Kontaktarme 80 gegen Ende der Einführbewegung 66 der Leiterplattenkante bzw. des Leiterplattenendes 30 in den Einführbereich 42 an die Kontaktflächen 42, 44 angestellt, womit sich die vorstehend bereits erwähnten, im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsvariante bereits beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erzielen lassen.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem Leiterplattensubstrat (30), welches mindestens eine Kontaktfläche (42, 44) aufweist, und einem Stecker, wobei die Vorrichtung mindestens einem steckerseitigen Kontakt (64) aufweist, wobei in einem Einführbereich (62) mindestens ein federnd ausgebildetes Kontaktelement (46, 48) angeordnet ist, das einen federnd ausgebildeten kontaktierten Teil (54), einen auslenkbaren Teil (56) und einen federnd ausgebildeten Kontaktarm (80) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der federnd ausgebildete kontaktierte Teil (54) sich bis zu einer Verzweigung (52) erstreckt, an welcher der federnd ausgebildete kontaktierte Teil (54) in den federnd ausgebildete Kontaktarm (80) übergeht, wobei sich der auslenkbare Teil (56) von der Verzweigung (52) aus in entgegengesetzter Richtung zum federnd ausgebildeten Kontaktarm (80) verlaufend an dem mindestens einen Kontaktelement (46, 48) erstreckt und in einem offenen Ende (58) ausläuft.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (36) des Leiterplattensubstrates (30) ein eine Rundung (40) aufweisendes Auslenkelement (38) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Ende (58) des auslenkbaren Teils (56) des mindestens eine Kontaktelements (46, 48) dem Auslenkelement (38) gegenüberliegt.
  4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Kontaktelement (46, 48) der Kontaktarm (80) unter Ausbildung eines Kontaktpunktes (50) angeformt ist.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpunkt (50) an dem Kontaktarm (80) mit einem gegenüberliegenden Kontaktpunkt (50) den Einführbereich (62) begrenzt.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Leiterplattensubstrat (30) - in Einführrichtung (66) gesehen - die mindestens eine Kontaktfläche (42, 44) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktarm (80) über den kontaktierten Teil (54) ausgehend von der Verzweigung (52), elektrisch mit dem stirnseitigen Kontakt (64) verbunden ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem Leiterplattensubstrat (30) und einem Stecker mit einer Vorrichtung mit mindestens einem steckerseitigen Kontakt (64), wobei in einem Einführbereich (62) mindestens ein federnd ausgebildetes Kontaktelement (46, 48) angeordnet ist, das einen federnd ausgebildeten kontaktierten Teil (54), einen auslenkbaren Teil (56) und einen federnd ausgebildeten Kontaktarm (80) umfasst, wobei der federnd ausgebildete kontaktierte Teil (54) sich bis zu einer Verzweigung (52) erstreckt, an welcher der federnd ausgebildete kontaktierte Teil (54) in den federnd ausgebildete Kontaktarm (80) übergeht, wobei sich der auslenkbare Teil (56) von der Verzweigung (52) aus in entgegengesetzter Richtung zum federnd ausgebildeten Kontaktarm (80) verlaufend an dem mindestens einen Kontaktelement (46, 48) erstreckt und in einem offenen Ende (58) ausläuft, mit nachfolgenden Verfahrensschritten:
    a) Einführen einer an einer Leiterplatte (30) vorgesehenen Auslenkeinrichtung (38) in den Einführbereich (62),
    b) Auslenken des zumindest einen Kontaktelements (46, 48) bei Bewegung der Leiterplatte (30) in Einführrichtung (66) und
    c) gleichzeitig mit Verfahrensschritt b) erfolgendem Anstellen des Kontaktarmes (80) an mindestens eine Kontaktfläche (42, 44) der Leiterplatte (30),
    d) Aufrechterhalten einer Anstellkraft (78) an die mindestens eine Kontaktfläche (42, 44) durch Beibehaltung der Auslenkbewegung (72) des mindestens einen Kontaktelementes (46, 48) bei eingesteckter Leiterplatte (30).
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