[go: up one dir, main page]

WO2024052179A1 - Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe - Google Patents

Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe Download PDF

Info

Publication number
WO2024052179A1
WO2024052179A1 PCT/EP2023/073722 EP2023073722W WO2024052179A1 WO 2024052179 A1 WO2024052179 A1 WO 2024052179A1 EP 2023073722 W EP2023073722 W EP 2023073722W WO 2024052179 A1 WO2024052179 A1 WO 2024052179A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical
interface
contact
connector
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/073722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Schichl
Folke Michelmann
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.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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
Priority claimed from EP22201201.5A external-priority patent/EP4336659A1/de
Application filed by Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG filed Critical Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority to JP2025512927A priority Critical patent/JP2025527850A/ja
Priority to CN202380064285.2A priority patent/CN119836714A/zh
Publication of WO2024052179A1 publication Critical patent/WO2024052179A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01R12/716—Coupling device provided on the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/03—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations
    • H01R11/05—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the relationship between the connecting locations the connecting locations having different types of direct connections
    • 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
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144—Stacked arrangements of planar printed circuit boards

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector, in particular a circuit board connector, with a first electrical interface, a second electrical interface and a third electrical interface, wherein the first interface and the second interface are preferably plug-in compatible with one another.
  • the invention further relates to a circuit arrangement, comprising at least one electrical plug connector and an electrical circuit, wherein the electrical plug connector contacts at least one electrical conductor of the electrical circuit.
  • the invention also relates to an electrical assembly, comprising a carrier device and a plurality of circuit arrangements arranged on the carrier device.
  • a connector or mating connector can be a plug, a circuit board connector, a built-in plug, a socket, a coupling or an adapter.
  • the term “connector” or “mating connector” used in the context of the invention represents all variants.
  • Electrical assemblies are sometimes used in electrical engineering, which can be modularly equipped with individual circuit arrangements, for example in order to vary or expand the functionality of the electrical assembly. It is necessary to distribute electrical signals (e.g. supply signals) to the electrical circuits of the respective circuit arrangements.
  • electrical signals e.g. supply signals
  • the electrical assembly is to be modular, it can be advantageous to arrange an electrical connector on opposite sides of the individual circuit arrangements or circuits in order to forward the electrical signals from circuit arrangement to circuit arrangement. In this way, adjacent circuit arrangements can be electrically connected to one another using the mutually facing plug connectors and the preceding circuit arrangement can supply the subsequent circuit arrangements with electrical data and/or supply signals.
  • Such an electrical assembly can be used extremely flexibly.
  • the object of the present invention is to provide an electrical connector that can be manufactured and assembled with preferably little economic effort and that is particularly suitable for use with an electrical assembly that can be modularly equipped with individual circuit arrangements.
  • the present invention is also based on the object of providing a circuit arrangement with an electrical plug connector which can be produced and assembled with preferably little economic effort and which is particularly suitable for the modular assembly of an electrical assembly.
  • the task is solved for the electrical connector with the features listed in claim 1. With regard to the circuit arrangement, the task is solved by the features of claim 13 and with regard to the electrical assembly by claim 14.
  • An electrical connector is provided, in particular a circuit board connector. In principle, however, it can be any type of electrical connector, for example a cable connector. Preferably, however, the electrical connector is an electrical connector that can be connected to an electrical circuit (but not necessarily an electrical circuit on an electrical circuit board).
  • the electrical plug connector has a first end section and a second end section, with a first electrical interface being formed on the first end section and a second electrical interface being formed on the second end section.
  • the first electrical interface and the second electrical interface are preferably each an interface that can be contacted electrically and/or mechanically by a further, compatible plug connector or "mating plug connector", preferably a pluggable interface, so that plugging together with the further plug connector or . is possible with the mating connector.
  • the first interface and the second interface can preferably be connected independently of one another to a respective mating connector, in particular can be plugged together.
  • the first end section and/or second end section of the electrical plug connector does not necessarily have to be a respective end of the plug connector.
  • the respective electrical interface can be spaced from the immediate end of the electrical connector.
  • the first electrical interface can also be referred to as the first contact section and the second electrical interface as the second contact section.
  • the terms are accordingly interchangeable.
  • a connecting section or connecting area can be provided between the first interface or the first contact section and the second interface or the second contact section.
  • the first electrical interface and the second electrical interface are formed on sides of the electrical connector facing away from each other.
  • only the first interface and no further interface is formed in the first end section.
  • only the second interface and no further interface is formed in the second end section.
  • the electrical connector preferably extends along a longitudinal axis and preferably has a substantially elongated design.
  • An extension axis runs between the first interface and the second interface, which is preferably the longitudinal axis of the electrical plug connector.
  • the extension axis preferably runs between the two end sections and therefore preferably also extends through the above-mentioned connecting section arranged between the two end sections, in particular in the manner of a central axis.
  • the first interface and the second interface can each be connected at least along a first plug-in direction oriented transversely to the extension axis with a corresponding mating interface of an electrical mating connector, in particular with an electrical mating connector of the same or at least a compatible design as the connector according to the invention.
  • the first interface and the second interface can therefore be connected to a respective mating connector.
  • the first plug-in direction can preferably run orthogonally or at least substantially orthogonally to the extension axis.
  • the first plug-in direction can also be at any angle to the extension axis, for example tilted by 45° or more to the extension axis, preferably tilted by 60° or more to the extension axis, particularly preferably tilted by 80° or more to the extension axis.
  • first interface and the second interface can each be connected to the corresponding mating interface of the mating electrical connector along a second mating direction aligned parallel or at least substantially parallel to the extension axis, in addition to the first plug-in direction.
  • a third electrical interface is formed between the two end sections for contacting at least one electrical conductor of an electrical circuit.
  • the third interface is preferably designed for direct contacting of the electrical conductor, but if necessary also only for indirect contacting, for example using an electrically conductive intermediate contact element.
  • the third interface can in particular be directly connectable to at least one electrical conductor of an electrical circuit of an electrical printed circuit board (“Printed Circuit Board”, PCB), i.e. in particular to a conductor track, a plated-through hole (“Via”) or a soldering area (“Pad”) .
  • PCB printed circuit board
  • Via plated-through hole
  • Pad soldering area
  • the third interface is preferably electrically connected to the first interface and the second interface.
  • the third interface is formed in the above-mentioned connection section.
  • the third interface can in principle be formed in any section of the electrical connector between the two end sections, for example in a central section of the electrical connector. Preferably, however, the third electrical interface is closer to one of the two end sections. Preferably, the third electrical interface is also arranged on an end section of the electrical plug connector, for example on the first end section or the second end section of the electrical plug connector.
  • An electrical plug connector can advantageously be provided which is able to supply data and/or supply signals to an electrical circuit and which can also be further connected to other electrical plug connectors of the corresponding plug connector type.
  • the further connection i.e. the transfer of the data and/or supply signals, can take place between said end sections of the electrical plug connector.
  • the electrical signal can be branched off to the electrical circuit via the third interface.
  • the electrical connector can be designed to electrically distribute at least one data and/or supply signal between the mentioned electrical interfaces.
  • electrical paths that are electrically isolated and/or shielded from one another can run between the interfaces, for example at least a first electrical path, but preferably also at least one separate, second electrical path.
  • the electrical connector can therefore in particular be designed to have multiple poles, for example for transmitting both poles of a direct voltage or the connections of an at least single-phase alternating voltage.
  • any number of power and/or data paths can be provided, each of which is distributed through the first, second and third interfaces in an isolated and/or shielded manner from the other power and/or data paths.
  • the first interface and the second interface are compatible with one another, preferably plug-in compatible with one another.
  • compatible interfaces mean that the interfaces can be easily (directly) connected to one another mechanically and electrically, in particular can be plugged together.
  • the first interface and the second interface can therefore be designed in such a way that they can be directly connected to one another mechanically and electrically in a functional manner, in particular can be plugged in (if the two interfaces were not arranged at different ends of the same plug connector).
  • first interface and the second interface are plug-in compatible with one another means that the first interface can be plugged together with the second interface in order to establish an electrical and mechanical connection.
  • this is not provided with the same plug connector, but with a further, compatible plug connector or mating plug connector, in particular with a further plug connector according to the invention according to the above and following statements.
  • a first interface of a first plug connector according to the invention can therefore be connectable to a second interface of a second plug connector according to the invention - or vice versa.
  • the electrical plug connector has at least one electrical contact element which extends from the first interface to the second interface.
  • the electrical contact element also has the third interface, which is formed between the first interface and the second interface.
  • the at least one electrical contact element can have respective contact areas in the area of said interfaces, which are designed for direct electrical and mechanical contact with a corresponding mating contact element of a compatible, in particular also according to the invention, further electrical plug connector.
  • the electrical contact element or its contact areas described in more detail below can preferably form a main component of the interfaces of the electrical plug connector, possibly in cooperation with other plug connector components, such as further contact elements and / or the plug connector housing mentioned below.
  • the electrical plug connector has exactly two of the said electrical contact elements, which are electrically insulated from one another.
  • a particularly advantageous use of the proposed electrical connector can be the already mentioned, relayable electrical power and voltage supply between adjacent electrical circuits.
  • the provision of two separate electrical paths can therefore be particularly preferred, so that, for example, a phase and ground connection or an anode and cathode connection can be passed on via the same electrical connector and simultaneously fed to the electrical circuit.
  • the electrical connector can also be suitable for passing on electrical data signals, for example for use with a modularly expandable data bus.
  • a mixed transmission of data and supply signals via the electrical connector can also be provided.
  • any number of contact elements can be provided, which are preferably each electrically insulated from one another and optionally electromagnetically shielded from one another.
  • electrical contact elements these are preferably arranged parallel to one another.
  • the electrical contact elements are preferably spaced apart from one another.
  • the space between the contact elements can optionally be at least partially filled by a dielectric solid body (e.g. the connector housing mentioned below).
  • the electrical connector in a minimalist embodiment consists exclusively of the at least one contact element, so that in particular the connector housing mentioned below is completely eliminated.
  • the at least one electrical contact element is made from a primarily flat material, in particular from a sheet metal material.
  • the first interface, the second interface and/or the third interface can be designed as a flat contact. If necessary, the entire contact element can be designed as a flat contact.
  • the electrical contact element is designed as a stamped and bent part.
  • other manufacturing processes are also possible.
  • the first interface and the second interface are arranged aligned with one another along the extension axis.
  • the first interface and the second interface are arranged in a common contact level, in particular in such a way that the actual contacting of the interfaces with the corresponding mating interfaces can each take place in the same contact level.
  • the third interface can also be arranged in alignment with the first interface and/or the second interface, possibly also in the common contact level.
  • one or more bending points of the contact element can be formed between the first interface or the first end section and the second interface or the second end section of the electrical plug connector, for example in order to achieve a defined alignment and/or positioning of the first interface relative to the second interface enable so that electrical connectors plugged together via the first and second interfaces are aligned in alignment, preferably in a coaxial arrangement of their longitudinal axes.
  • bending points can also be provided in the contact element, for example to form one of the interfaces and/or to form one or more of the latching elements mentioned below.
  • the at least one contact element is made of bronze.
  • the contact element is preferably made of spring bronze.
  • the contact element can preferably be at least partially coated, in particular have gold-plated or nickel-plated contact areas.
  • the contact elements can each be designed in several pieces. According to a particularly preferred development of the invention, however, it is provided that each of the said contact elements is formed in one piece.
  • the use of one-piece contact elements has proven to be particularly advantageous for reasons of robustness, manufacturability and assembly.
  • the electrical resistance of a one-piece contact element can also be reduced compared to a multi-piece contact element, which is why an appropriately equipped electrical plug connector can be very suitable for use with high electrical currents.
  • the at least one contact element in the first end section forms a first contact area of the first interface.
  • the first contact area is a primarily elongated contact area.
  • the direction of extension of the primarily elongated first contact region can preferably be aligned orthogonally or at least substantially orthogonally to the longitudinal axis of the electrical plug connector or the contact element.
  • the first contact area of the at least one contact element is designed as a primarily flat contact blade.
  • the primary extension direction of the contact blade and the plug-in direction for the contact blade are preferably aligned orthogonally - or at least substantially orthogonally - to the longitudinal axis of the contact element or the electrical plug connector.
  • the contact surface of the contact sword is preferably completely flat or flat and - more preferably - can also be used for electrical contacting on both sides in order to enable low-resistance electrical contact with the second interface of a compatible, further electrical connector.
  • the first contact area of the at least one contact element can be designed as a contact element of any design, in particular also as a contact pin.
  • the contact pin can have a round, flat, rectangular or other polygonal cross section.
  • a spring-loaded contact pin can be provided.
  • the at least one contact element in the second end section forms a second contact area of the second interface.
  • the second contact area is preferably a receptacle for the first contact area of the first interface, in particular for the primarily elongated first contact area of the first interface, of a further electrical connector of a compatible design, preferably according to the present invention. It can therefore be provided that the first interface or the first contact area of the first interface of the contact element can be inserted into the second interface or the second contact area of a contact element of a compatible, further plug connector.
  • the receptacle for the first contact area can be designed to enable positive and/or non-positive contact with the first contact area.
  • a non-positive receptacle for the first contact area is particularly preferred.
  • the reception of the second contact area is formed by at least one contact spring.
  • the use of a single contact spring can be sufficient if, for example, further connector components are provided in the second interface, such as an inner support surface of the connector housing mentioned below.
  • at least two contact springs running next to one another are provided, which enable the first contact area to be inserted non-positively between one another.
  • the use of more than two contact springs to accommodate the first contact area can also be provided, for example the use of three contact springs, four contact springs, five contact springs or even more contact springs, whereby the contact springs can be arranged, for example, in the manner of a spring basket.
  • the at least one contact element forms a third contact area for the third interface.
  • the third contact area is preferably a contact web or contact pin projecting from a base body of the contact element.
  • the third contact area is designed as a press contact for a press fit in a corresponding receptacle of the electrical circuit (e.g. in a plated-through hole on a circuit board) and/or as a solder contact (e.g B. to contact a conductor track, via or a soldering surface of an electrical circuit board using solder).
  • the third contact area is designed at least in sections as a soldering foot, soldering lug or soldering surface.
  • the third contact area can have a contact element of any type.
  • the third contact area can be designed as a contact pin (optionally even as a spring-loaded contact pin), for example in the manner of a probe or a test tip.
  • One or more spring tabs can also be provided to form the third contact area.
  • the third contact area is designed to accommodate the electrical conductor (e.g. a contact pin of the circuit board) of the electrical circuit at least in sections, for example in a non-positive and/or positive manner.
  • the third interface of the electrical connector or the third contact area of the electrical contact element is designed such that the connection point between the third interface and the electrical conductor of the electrical circuit is visually visible to a technician and can therefore be controlled. It can also be provided that the connection point is accessible for influence (for example in the event of assembly or repair).
  • the electrical connector has a connector housing.
  • the connector housing is preferably designed to provide access to the first, second and third interfaces.
  • the connector housing can form part of the respective interfaces, possibly together with the contact element, to ensure plug-in compatibility. It can optionally also be provided that the connector housing has mechanical coding means in order to enable mating only with a compatible mating connector and, if necessary, only in one or more defined orientations.
  • An electrically insulating connector housing is preferably provided; However, if necessary, an electrically conductive connector housing can also be used, in particular if the contact elements are nevertheless arranged electrically insulated from each other and possibly from the connector housing, for example using one or more additional dielectrics. In principle, a combination of insulating and electrically conductive housing components can also be provided.
  • the at least one contact element is secured within the connector housing.
  • the connector housing is formed in one piece.
  • a multi-piece connector housing can also be provided, which has, for example, a first housing shell and a second housing shell, which are locked, screwed or otherwise firmly connected to one another in the assembled state.
  • the connector housing is preferably made of a plastic, in particular a thermoplastic or plastomer, such as polyamide.
  • the connector housing can also be made, for example, from a liquid crystal polymer (“Liquid Crystal Polymer”, LCP).
  • the connector housing is preferably designed as a plastic injection molded part.
  • the connector housing has a separate contact chamber for each contact element.
  • the contact chamber is preferably a primarily slot-like contact chamber for receiving a primarily flat contact element or a contact element made of a sheet metal material.
  • the respective contact chamber extends partially or completely through the connector housing along the longitudinal axis of the electrical plug connector, starting from a side facing the first interface.
  • the extension direction of the contact chamber can then preferably run orthogonally or at least substantially orthogonally to the first plug-in direction of the first and second interfaces or at least substantially parallel to the extension axis/the second plug-in direction.
  • the contact chamber can extend from any side through the connector housing, for example also along the first plug-in direction of the first and second interfaces or orthogonally to the extension axis/the second plug-in direction.
  • the at least one contact element is locked in the connector housing, preferably, if necessary, releasably locked (non-destructively).
  • the contact element can be locked in the respective contact chamber.
  • a latching tab on the one hand and a latching recess or a latching recess on the other hand are designed for the latching between a respective contact element and the connector housing.
  • the at least one contact element has one, preferably two, elevations arranged on opposite sides to form respective locking recesses in order to lock with corresponding locking tabs in the connector housing.
  • the contact element can also have one or more locking tabs - the specific distribution of the locking elements is fundamentally not necessarily important.
  • the connector housing can optionally have one or more support surfaces for mechanical support on the electrical circuit, in particular on the electrical circuit board.
  • the Support surfaces are preferably designed to support the connector housing on the same surface of the electrical circuit on which the electrical conductor for connection to the third interface is located.
  • the connector housing can optionally have one or more fastening elements in order to mechanically attach the electrical connector to the electrical circuit, in particular the electrical circuit board.
  • the fastening elements can be, for example, locking lugs or screw elements.
  • the electrical connector has an electromagnetic shielding in order to electromagnetically shield the at least one contact element at least in sections.
  • the electrical contact elements can be shielded individually, in groups and/or together.
  • the electrical connector is preferably designed to be as minimalist as possible and consists exclusively of at least one electrical contact element (preferably two contact elements) and exactly one electrically insulating connector housing, in particular a one-piece connector housing.
  • the invention also relates to a circuit arrangement, comprising at least one electrical plug connector according to the above and following statements, and the electrical circuit with the at least one electrical conductor, wherein the third interface of the electrical plug connector electrically contacts the at least one electrical conductor.
  • the third interface of the electrical connector is preferably also mechanically firmly connected to the electrical conductor of the electrical circuit.
  • the electrical connector is advantageously suitable for providing an electrical data and/or supply connection for the electrical circuit, with each electrical connector being able to provide multiple current and/or data paths if necessary.
  • the corresponding data and/or supply signals can advantageously be passed on to further electrical connectors of the same connector type or at least a compatible connector type or received from such a connector. In this way, it is advantageously possible to connect several circuit arrangements directly to one another or in another electrical arrangement, for example in order to provide an electrical assembly that can be equipped with modular equipment.
  • the circuit arrangement has a plurality of electrical plug connectors according to the above and following versions, which are connected to the electrical circuit, for example by a redundant or parallel data and/or supply connection and/or by further data and/or Provide supply connections.
  • the invention also relates to an electrical assembly, comprising a carrier device and a plurality of circuit arrangements arranged on the carrier device according to the above and following embodiments, whereby two immediately adjacent circuit arrangements are electrically connected to one another via their respective electrical connectors.
  • the electrical assembly has at least one electrical assembly connector according to the above and following statements.
  • the electrical assembly can also have, for example, an electrical assembly connector which has an assembly interface that is plug-in compatible with the first interface and/or second interface of the electrical plug connector described above and below, so that at least a first circuit arrangement (e.g. one in a row of circuit arrangements outermost circuit arrangement) can be inserted with its electrical connector into the assembly connector of the electrical assembly.
  • the first circuit arrangement can be supplied with data and/or supply signals directly from the electrical assembly, for example from a control device and/or an electrical supply source of the electrical assembly.
  • a second circuit arrangement adjacent to the first circuit arrangement can finally be further supplied with the data and/or supply signals from the first circuit arrangement, since the electrical data and/or supply signals are passed on through the proposed electrical plug connector. In this way, any chain of adjacent circuit arrangements can be formed.
  • the carrier device can be designed as a mounting rail, in particular a top-hat rail, or can be suitable for attachment to a mounting rail or top-hat rail.
  • the carrier device has respective slots for the circuit arrangements, in particular for non-positively and/or positively locking accommodation of the circuit arrangements.
  • the circuit arrangements can be plugged and unplugged individually into the carrier device, the electrical plug connectors of the carrier device being designed and arranged and aligned on the electrical circuit of the respective circuit arrangement so that the circuit arrangement can be plugged into the carrier device at the same time a plugging together of the first interface and the second interface causes immediately adjacent electrical connectors.
  • the invention is particularly suitable for use in a switchgear, in particular for use with modular switchgear, whereby the circuit arrangements can be plugged into the electrical assembly as expansion modules.
  • the present invention is particularly suitable for providing and passing on electrical supply signals between individual circuit arrangements of the electrical assembly via the respective electrical connectors.
  • the electrical connectors in particular the contact elements, can be designed, for example, to have an electrical voltage between 1.0 volts and To be able to transmit 100 volts, preferably between 5 volts and 80 volts, for example about 60 volts.
  • the electrical plug connectors, in particular the contact elements can be designed to be able to transmit electrical currents in the amount of 0.1 ampere to 50 ampere, preferably 0.5 ampere to 20 ampere, for example approximately 10 ampere. In principle, however, even higher currents and/or voltages or even lower currents and/or voltages can be provided.
  • the invention also relates to an electrical contact element for an electrical connector, in particular for a circuit board connector, with a first end section and a second end section, a first contact area being formed on the first end section and a second contact area being formed on the second end section, and with a contact area between the first contact area and the second contact area extension axis (which preferably runs through a connecting section formed between the two contact areas), wherein the first contact area and the second contact area can be contacted by a corresponding mating contact element of an electrical mating connector along a first plug-in direction oriented transversely to the extension axis, and wherein between the two contact areas a third contact area is formed for contacting at least one electrical conductor of an electrical circuit, in particular an electrical circuit of an electrical circuit board.
  • the invention also relates to an electrical connector having the contact element defined above.
  • the values and parameters described here represent deviations or fluctuations of ⁇ 10% or less, preferably ⁇ 5% or less, more preferably ⁇ 1% or less, and most preferably ⁇ 0.1% or less of the respectively named Value or parameter included, provided that these deviations are not excluded when implementing the invention in practice.
  • the specification of ranges through initial and final values also includes all those values and fractions that are included in the respectively named range, in particular the initial and final values and a respective mean value.
  • the invention also relates to an electrical connector independent of claim 1.
  • Said electrical connector in particular circuit board connector, has a first electrical interface and a second electrical interface, the first interface and the second interface being compatible with one another (preferably plug-in compatible), and a third electrical interface being formed between the two interfaces.
  • the first interface is formed on a first end portion of the electrical plug connector and the second interface is formed on a second end portion of the electrical plug connector, with the third interface being formed between the two end portions.
  • the third interface is designed for contacting at least one electrical conductor of an electrical circuit, in particular an electrical circuit of an electrical circuit board.
  • Said plug connector can optionally consist exclusively of an electrical contact element, but can optionally also have further plug connector components, such as a plug connector housing.
  • Figure 1 shows a first exemplary embodiment of an electrical plug connector according to the invention with two contact elements and a one-piece, electrically insulating plug connector housing, in a perspective view;
  • Figure 2 shows the electrical connector according to Figure 1 in a further perspective view
  • Figure 3 one of the contact elements of the electrical connector of Figures 1 and 2 in a perspective individual view
  • Figure 4 shows a second exemplary embodiment of an electrical connector according to the invention with two contact elements and a one-piece, electrically insulating connector housing, in a perspective view;
  • Figure 5 one of the contact elements of the electrical plug connector of Figure 4 in a perspective individual view
  • Figure 6 shows an electrical assembly with several circuit arrangements and electrical connectors according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 7 shows a further variant of a contact element for use in an electrical connector according to the invention, in a perspective view.
  • Figures 1 to 3 show a preferred embodiment of an electrical plug connector 1 according to the invention.
  • the electrical plug connector 1 is primarily elongated and extends along a longitudinal axis L.
  • a first electrical interface 3 is formed on a first end section 2 of the electrical plug connector 1 and a second electrical interface 5 is formed on a second end section 4.
  • the longitudinal axis L forms an extension axis between the two end sections 2, 4.
  • the first interface 3 and the second interface 5 are plug-in compatible with each other, so that the electrical plug connector 1 can be connected to a corresponding, further electrical plug connector of the same or at least similar plug connector type.
  • plug-in compatibility is not absolutely necessary within the scope of the invention, which will be clarified in more detail below with reference to FIG.
  • the first interface 3 and the second interface 5 can each be connected to a corresponding mating interface of an electrical mating connector (not shown) at least along a first plug-in direction Si (see FIG. 1 and FIG. 6) which is oriented transversely to the extension axis or longitudinal axis L.
  • first plug-in direction Si see FIG. 1 and FIG. 6
  • second plug-in direction S2 can be connected to the corresponding mating interface of the mating electrical connector.
  • a third electrical interface 6 is provided between the two end sections 2, 4 for direct contacting of at least one electrical conductor 7 of an electrical circuit 8.
  • the electrical connector 1 is designed, for example, as a circuit board connector, which is why said third interface 6 is designed to contact the electrical conductor 7 of an electrical circuit 8 (not shown in detail) formed on the electrical circuit board 9.
  • the electrical circuit board 9 is indicated by dashed lines in FIG. 1 as an example.
  • the combination of electrical connector 1 and electrical circuit 8 or electrical circuit board 9 is referred to as “circuit arrangement” 10 within the scope of the invention.
  • the electrical plug connector 1 has two electrical contact elements 11, each of which extends from the first interface 3 via the third interface 6 to the second interface 5.
  • the contact elements 11 are electrically insulated from one another or spaced apart from one another in order to form electrical paths that are independent of one another.
  • a particularly advantageous embodiment results from the illustrated parallel arrangement of the electrical contact elements 11.
  • FIG. 1 One of the contact elements 11 of the exemplary embodiment of the electrical plug connector 1 shown in FIGS. 1 and 2 is shown in an individual representation in FIG.
  • the contact element 11 is made of a sheet metal material and is preferably manufactured as part of a stamping and bending process.
  • the contact element 11 can preferably be made of bronze, in particular spring bronze, and coated at least in sections, for example in the area of the electrical interfaces 3, 5, 6.
  • the contact element 11 can, for example, have a gold coating.
  • the contact elements 11 are each formed in one piece, as shown in the exemplary embodiments.
  • the contact elements 11 each have a first contact area 12, which is assigned to the first end section 2 or the first interface 3 within the electrical plug connector 1.
  • the first contact area 12 is a primarily elongated contact area which forms a flat contact blade. In principle, however, an arbitrarily shaped first contact area 12 can be provided, for example a contact pin or the like.
  • the longitudinal extent of the first contact area 12 or the contact blade is oriented orthogonally to the extension axis or longitudinal axis L of the electrical plug connector 1, which also corresponds to the first plug-in direction S1 (see Figure 1 and Figure 6).
  • the second interface 5, which is compatible with the contact blade or the first contact area 12, is formed by a respective second contact area 13 of the respective contact element 11, which forms a receptacle for the contact swords 12.
  • a non-positive reception of the contact swords 12 in the second contact area 13 is provided, which is made possible by designing the second contact area 13 in the form of two contact springs 14 running next to one another.
  • the contact swords 12 can thus be inserted non-positively between the contact springs 14 along their longitudinal extent.
  • a section 15 of the first contact area 12 which is at the front in the plugging direction Si is provided, with an opposite section 16 at the rear in the plugging direction Si being merely optional.
  • the rear section 16 of the first contact area 12 can also be omitted if necessary. It is also preferably possible to insert the contact sword 12 between the contact springs 14 along the second plug-in direction S2.
  • the contact springs 14 can have an expanding insertion section, for example an insertion section that widens conically or in a funnel shape, as shown for example in FIGS. 3 and 5, in order to provide an insertion aid for the first contact area 12 of a compatible plug connector.
  • an expanding insertion section for example an insertion section that widens conically or in a funnel shape, as shown for example in FIGS. 3 and 5, in order to provide an insertion aid for the first contact area 12 of a compatible plug connector.
  • the contact element 11 has at least one bending point 17 between the first contact area 12 and the second contact area 13 along its longitudinal axis in order to preferably align the first contact area 12 and the second contact area 13 in alignment with one another, as can be seen particularly well with reference to FIG . In this way, several connectors 1 according to the invention can be plugged together in one alignment.
  • the first interface 3 and the second interface 4 are preferably arranged in a common contact plane E, as indicated by dashed lines in FIG. 3 and FIG. 5.
  • the contact elements 11 form a third contact area 18 for the third interface 6, which in the exemplary embodiments is a contact web 19 projecting from the base body of the contact element 11.
  • the contact web 19 is designed as a solder contact for connection to an electrical conductor 7 of the electrical circuit board 9 designed as a soldering surface.
  • the specific geometry of the contact web 19 or the fact that the contact web 19 protrudes from the base body ensures particularly good accessibility for the responsible technician, so that the connection to the electrical circuit board 9 can be visually controlled and, in case of doubt, for repairs or even for assembly or disassembly is easily accessible.
  • the third contact area 18 does not necessarily have to be designed as a solder contact.
  • a press contact, a contact pin or another configuration can also be provided in order to enable preferably direct contact with the electrical conductor 7 of the electrical circuit 8.
  • the electrical connector 1 has an electrically insulating connector housing 20.
  • the connector housing 20 is preferably made from a plastic injection-molded part and can accommodate the contact elements 11.
  • the connector housing 20 is formed in one piece, but if necessary, a multi-piece connector housing 20 that can be plugged together, for example, can also be provided.
  • a separate contact chamber 21 is provided in the connector housing 20 for each contact element 11, which in the exemplary embodiments is shaped like a slot in order to accommodate the contact element 11 formed from the sheet metal material.
  • the respective contact element 11 can lock in the plug connector housing 20, preferably within the respective contact chamber 21.
  • the contact elements 11 according to the preferred exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3 each have elevations formed on opposite sides, which form a locking recess 22 (see FIG. 3) for an elastic locking tab within the contact chamber 21 (not shown).
  • the contact chambers 21 extend completely through the plug connector housing 20, starting from the side facing the first interface 3, so that the contact elements 11 are orthogonal to the first plug-in direction Si of the first and second interfaces 3, 5 or can be inserted into the connector housing 20 parallel to the extension axis L.
  • the connector housing 20 is therefore completely closed on the “top” shown in Figures 1 and 2 and is particularly robust with regard to the plugging processes.
  • the contact element 11 can have one or more stop surfaces 23 (see, for example, FIG. 3) in order to provide an insertion depth limitation in the respective contact chamber 21 or in the plug connector housing 20.
  • the connector housing 20 On the side of the connector housing 20 assigned to the second end section 4, the connector housing 20 has recesses 24 in order to accommodate the contact blades of another connector.
  • the recesses 24 can be tapered in order to form an insertion aid.
  • the connector housing 20 has the support surfaces 25 or other support surfaces shown in the exemplary embodiments in order to enable a particularly mechanically stable connection to the circuit board 9.
  • fastening elements 26 can also be provided in order to fasten the electrical connector 1 to the electrical circuit 8 or to the circuit board 9.
  • four locking lugs 26 are shown as an example, which rise from the side support surfaces 25 and can be inserted into corresponding holes in the circuit board 9, preferably inserted or pressed in a force-fitting manner.
  • an electrical plug connector 1 can optionally also exclusively have the at least one contact element 11.
  • a connector housing 20 is not absolutely necessary.
  • any other connector components can be provided be, such as means for electromagnetic shielding of the contact elements 11. All exemplary embodiments are therefore to be understood as merely exemplary and not restrictive.
  • the electrical circuit board 9 has an opening 27 (see FIG. 1) in order to further improve the assembly of the electrical connector 1 and the mechanical stability, as well as to optimize the installation space.
  • the opening 27 can start from a side or an edge of the circuit board 9, but if necessary can also be designed as a window within the circuit board 9.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a plug connector 1 according to the invention in a perspective view.
  • One of the contact elements 11 used is shown in FIG. 5 in an individual representation.
  • the contact elements 11 in the exemplary embodiment of FIGS. 4 and 5 can be inserted into the connector housing 20 along the first plug-in direction Si of the first and second interfaces 3, 5.
  • the connector housing 20 has corresponding contact chambers 21 for this purpose, which, in contrast to the above variant, do not extend completely through the connector housing 20.
  • the contact elements 11 can be locked within the respective contact chamber 21 by a latching tab 28 of the contact elements 11 (see Figure 5) and corresponding latching recesses in the contact chambers 21 (not shown).
  • FIG. 6 shows schematically an electrical assembly 29 according to the invention, which has a carrier device 30 for several circuit arrangements 10.
  • the carrier device 30 can, for example, be designed to be mounted on a top-hat rail.
  • the carrier device 30 has a module plug connector 31, which has an interface compatible with the first interface 3 of the plug connector 1 described above for the connection to the first circuit arrangement 10 in the series of circuit arrangements 10, so that the first circuit arrangement 10 with its electrical plug connector 1 can be supplied with data and/or supply signals via the module connector 31.
  • the individual circuit arrangements 10 can preferably be plugged and unplugged individually into the carrier device 30, the electrical plug connectors 1 of the carrier device 30 being formed and arranged and aligned on the electrical circuit 8 of the respective circuit arrangement 10, so that the circuit arrangement 10 can be plugged into the Carrier device 30 simultaneously causes the first interface 3 and the second interface 5 of immediately adjacent electrical connectors 1 to be plugged together.
  • An assembly movement can be provided along the first plug-in direction Si and/or along the second plug-in direction S2.
  • a vertical plug-in of the individual circuit boards 9 or electrical circuits 8 together with the electrical plug connector 1 is preferably provided, as shown in Figure 6.
  • the plug connectors 1, in particular the plug connector housings 20 of the plug connectors 1 can have guide and/or fastening means (cf. the guide grooves 32 shown by way of example in FIGS. 1 and 2) in order to improve insertion into the respective slots of the carrier device 30.
  • two immediately adjacent circuit arrangements 10 can be electrically connected to one another via their respective electrical plug connectors 1.
  • the electrical assembly 29 can ultimately be modularly and flexibly upgraded with circuit arrangements 10, which are ultimately supplied by the respective predecessor by passing on the electrical data and/or supply signals.
  • the individual circuit arrangements 10 or the electrical assembly 29 can, for example, be designed to supply, control and/or evaluate sensors and/or actuators of an electrical switchgear.
  • plug-in compatibility between the first interface 3 and the second interface 5 is not necessarily important.
  • first and second interfaces 3, 5 each have two contact springs 14 running next to one another and are therefore suitable for an electrical and mechanical connection with a primarily elongated mating contact element (for example a contact blade 12).
  • the first two interfaces 3, 5 can also have respective elongated contact areas 12, 13, for example.
  • the contact element 11 can therefore be equipped with a contact blade 12 on both sides, for example.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (1), insbesondere einen Leiterplattensteckverbinder, mit einem ersten Endabschnitt (2) und einem zweiten Endabschnitt (4), wobei an dem ersten Endabschnitt (2) eine erste elektrische Schnittstelle (3) und an dem zweiten Endabschnitt (4) eine zweite elektrische Schnittstelle (5) ausgebildet ist. Der elektrische Steckverbinder (1) weist außerdem eine zwischen der ersten Schnittstelle (3) und der zweiten Schnittstelle (5) verlaufenden Erstreckungsachse (L) auf. Die erste Schnittstelle (3) und die zweite Schnittstelle (5) sind jeweils zumindest entlang einer quer zu der Erstreckungsachse (L) ausgerichteten, ersten Steckrichtung (S1) mit einer korrespondierenden Gegenschnittstelle eines elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar. Zwischen den beiden Endabschnitten (2, 4) ist eine dritte elektrische Schnittstelle (6) zur Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters (7) einer elektrischen Schaltung (8) ausgebildet, insbesondere zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters (7) einer elektrischen Schaltung (8) einer elektrischen Leiterplatte (9).

Description

Elektrischer Steckverbinder. Schaltungsanordnung und elektrische Baugruppe
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2022 122 509.7 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 22 201 201 .5 in Anspruch, deren jeweiliger Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere einen Leiterplattensteckverbinder, mit einer ersten elektrischen Schnittstelle, einer zweiten elektrischen Schnittstelle und einer dritten elektrischen Schnittstelle, wobei die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle vorzugsweise miteinander steckkompatibel sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung, aufweisend wenigstens einen elektrischen Steckverbinder und eine elektrische Schaltung, wobei der elektrische Steckverbinder wenigstens einen elektrischen Leiter der elektrischen Schaltung kontaktiert.
Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Baugruppe, aufweisend eine Trägereinrichtung und mehrere auf der Trägereinrichtung angeordnete Schaltungsanordnungen.
Aus der Elektrotechnik sind diverse elektrische Steckverbinder bekannt. Elektrische Steckverbinder dienen bekanntermaßen dazu, elektrische Versorgungssignale und/oder Datensignale an weitere Steckverbinder bzw. an korrespondierende Gegensteckverbinder zu übertragen. Bei einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich um einen Stecker, einen Leiterplattenstecker, einen Einbaustecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder" bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
Mitunter kommen in der Elektrotechnik elektrische Baugruppen zum Einsatz, die modular mit einzelnen Schaltungsanordnungen bestückbar sind, beispielsweise um die Funktionalität der elektrischen Baugruppe zu variieren oder zu erweitern. Dabei ist es erforderlich, elektrische Signale (z. B. Versorgungssignale) auf die elektrischen Schaltungen der jeweiligen Schaltungsanordnungen zu verteilen. Insbesondere wenn die elektrische Baugruppe modular bestückbar sein soll, kann es von Vorteil sein, auf voneinander abgewandten Seiten der einzelnen Schaltungsanordnungen bzw. Schaltungen jeweils einen elektrischen Steckverbinder anzuordnen, um die elektrischen Signale von Schaltungsanordnung zu Schaltungsanordnung weiterzuleiten. Auf diese Weise können benachbarte Schaltungsanordnungen unter Verwendung der jeweils einander zugewandten Steckverbinder elektrisch miteinander verbunden werden und die jeweils vorhergehenden Schaltungsanordnung die nachfolgenden Schaltungsanordnungen mit elektrischen Daten- und/oder Versorgungssignalen versorgen. Eine solche elektrische Baugruppe kann äußerst flexibel einsetzbar sein.
Eine Anforderung an Steckverbinder besteht mitunter darin, dass diese in hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar sein müssen. Deshalb sollten Montagezeiten, wie beispielsweise die Befestigung der elektrischen Steckverbinder an der jeweiligen Schaltungsanordnung, beispielsweise ein Verlöten der elektrischen Steckverbinder auf einer elektrischen Leiterplatte, möglichst geringgehalten werden. In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der mit vorzugsweise geringem wirtschaftlichem Aufwand herstell- und montierbar ist, und der sich insbesondere zur Verwendung mit einer modular mit einzelnen Schaltungsanordnungen bestückbaren elektrischen Baugruppe eignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit einem elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, die mit vorzugsweise geringem wirtschaftlichem Aufwand herstell- und montierbar ist, und die sich insbesondere zur modularen Bestückung einer elektrischen Baugruppe eignet.
Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Baugruppe bereitzustellen, die mit vorzugsweise geringem wirtschaftlichem Aufwand herstell- und montierbar ist, und die sich insbesondere zur modularen Bestückung mit einzelnen Schaltungsanordnungen eignet.
Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Schaltungsanordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 und betreffend die elektrische Baugruppe durch Anspruch 14 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Es ist ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen, insbesondere ein Leiterplattensteckverbinder. Grundsätzlich kann es sich aber um einen beliebigen elektrischen Steckverbindertyp handeln, also beispielsweise auch um einen Kabelsteckverbinder. Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder allerdings ein mit einer elektrischen Schaltung (jedoch nicht notwendigerweise einer elektrischen Schaltung auf einer elektrischen Leiterplatte) verbindbarer elektrischer Steckverbinder.
Erfindungsgemäß weist der elektrische Steckverbinder einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt auf, wobei an dem ersten Endabschnitt eine erste elektrische Schnittstelle und an dem zweiten Endabschnitt eine zweite elektrische Schnittstelle ausgebildet ist.
Bei der ersten elektrischen Schnittstelle und der zweiten elektrischen Schnittstelle handelt es sich vorzugsweise jeweils um eine elektrisch und/oder mechanisch von einem weiteren, kompatiblen Steckverbinder bzw. "Gegensteckverbinder" kontaktierbare Schnittstelle, vorzugsweise eine steckbare Schnittstelle, so dass ein Zusammenstecken mit dem weiteren Steckvererbinder bzw. mit dem Gegensteckverbinder möglich ist.
Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle sind vorzugsweise voneinander unabhängig mit einem jeweiligen Gegensteckverbinder verbindbar, insbesondere zusammensteckbar. Bei dem ersten Endabschnitt und/oder zweiten Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders muss es sich nicht unbedingt um ein jeweiliges Ende des Steckverbinders handeln. Die jeweilige elektrische Schnittstelle kann von dem unmittelbaren Ende des elektrischen Steckverbinders beabstandet sein.
Die erste elektrische Schnittstelle kann auch als erster Kontaktabschnitt und die zweite elektrische Schnittstelle als zweiter Kontaktabschnitt bezeichnet werden. Die Begriffe sind entsprechend austauschbar.
Zwischen der ersten Schnittstelle bzw. dem ersten Kontaktabschnitt und der zweiten Schnittstelle bzw. dem zweiten Kontaktabschnitt kann ein Verbindungsabschnitt bzw. Verbindungsbereich vorgesehen sein.
Vorzugsweise sind die erste elektrische Schnittstelle und die zweite elektrische Schnittstelle auf voneinander abgewandten Seiten des elektrischen Steckverbinders ausgebildet.
Vorzugsweise ist in dem ersten Endabschnitt ausschließlich die erste Schnittstelle und keine weitere Schnittstelle ausgebildet. Vorzugsweise ist in dem zweiten Endabschnitt ausschließlich die zweite Schnittstelle und keine weitere Schnittstelle ausgebildet.
Der elektrische Steckverbinder erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Längsachse und weist bevorzugt eine im Wesentlichen längliche Bauform auf.
Zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle verläuft eine Erstreckungsachse, bei der es sich vorzugsweise um die Längsachse des elektrischen Steckverbinders handelt.
Die Erstreckungsachse verläuft vorzugsweise zwischen den beiden Endabschnitten und erstreckt sich damit vorzugsweise auch durch den vorstehend genannten, zwischen den beiden Endabschnitten angeordneten Verbindungsabschnitt, insbesondere in der Art einer zentralen Achse.
Erfindungsgemäß sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle jeweils zumindest entlang einer quer zu der Erstreckungsachse ausgerichteten, ersten Steckrichtung mit einer korrespondierenden Gegenschnittstelle eines elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar, insbesondere mit einem elektrischen Gegensteckverbinder derselben oder zumindest einer kompatiblen Bauweise wie der erfindungsgemäße Steckverbinder.
Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle sind daher mit einem jeweiligen Gegensteckverbinder verbindbar. Das heißt, die erste Schnittstelle ist mit einem ersten Gegensteckverbinder und die zweite Schnittstelle mit einem zweiten Gegensteckverbinder verbindbar.
Die erste Steckrichtung kann vorzugsweise orthogonal oder zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Erstreckungsachse verlaufen. Die erste Steckrichtung kann aber auch beliebig winkling zu der Erstreckungsachse verlaufen, beispielsweise um 45° oder mehr zu der Erstreckungsachse verkippt sein, vorzugsweise um 60° oder mehr zu der Erstreckungsachse verkippt sein, besonders bevorzugt um 80° oder mehr zu der Erstreckungsachse verkippt sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle jeweils zusätzlich zu der ersten Steckrichtung entlang einer parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsachse ausgerichteten, zweiten Steckrichtung mit der korrespondierenden Gegenschnittstelle des elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Endabschnitten eine dritte elektrische Schnittstelle zur Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters einer elektrischen Schaltung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die dritte Schnittstelle zur unmittelbaren Kontaktierung des elektrischen Leiters ausgebildet, gegebenenfalls aber auch nur zur mittelbaren Kontaktierung, beispielsweise unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Zwischenkontaktelements.
Die dritte Schnittstelle kann insbesondere mit wenigstens einem elektrischen Leiter einer elektrischen Schaltung einer elektrischen Leiterplatte („Printed Circuit Board“, PCB) unmittelbar verbindbar sein, also insbesondere mit einer Leiterbahn, einer Durchkontaktierung („Via“) oder einer Lötfläche („Pad“).
Die dritte Schnittstelle ist vorzugsweise elektrisch mit der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle verbunden.
Vorzugsweise ist die dritte Schnittstelle in dem vorstehend genannten Verbindungsabschnitt ausgebildet.
Die dritte Schnittstelle kann grundsätzlich in einem beliebigen Abschnitt des elektrischen Steckverbinders zwischen den beiden Endabschnitten ausgebildet sein, also beispielsweise in einem mittleren Abschnitt des elektrischen Steckverbinders. Vorzugsweise ist die dritte elektrische Schnittstelle allerdings einem der beiden Endabschnitte weiter angenähert. Vorzugsweise ist auch die dritte elektrische Schnittstelle an einem Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders, also beispielsweise an dem ersten Endabschnitt oder dem zweiten Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders, angeordnet.
Auf vorteilhafte Weise kann ein elektrischer Steckverbinder bereitgestellt werden, der Daten- und/oder Versorgungssignale an eine elektrische Schaltung zuzuführen vermag und der außerdem mit weiteren elektrischen Steckverbindern korrespondierenden Steckverbindertyps weiterverbindbar ist. Die Weiterverbindung, also das Durchschleusen der Daten- und/oder Versorgungssignale, kann zwischen den besagten Endabschnitten des elektrischen Steckverbinders erfolgen. Gleichzeitig kann das elektrische Signal über die dritte Schnittstelle zu der elektrischen Schaltung abgezweigt werden.
Somit ist es auf besonders vorteilhafte Weise möglich, die gemäß dem Stand der Technik für eine Weite rkontaktie rung in der Regel erforderlichen zwei separaten Steckverbinder durch einen einzigen Steckverbinder zu ersetzen. Hieraus ergeben sich unter anderem die Vorteile der Materialeinsparung, der Bauraumreduzierung und insbesondere auch einer vereinfachten Montage des elektrischen Steckverbinders an der elektrischen Schaltung, da nicht mehr zwei separate Steckverbinder jeweils mit der elektrischen Schaltung (manuell) verbunden werden müssen.
Der elektrische Steckverbinder kann ausgebildet sein, zumindest ein Daten- und/oder Versorgungssignal zwischen den genannten elektrischen Schnittstellen elektrisch zu verteilen.
Zwischen den Schnittstellen können mehrere voneinander elektrisch isolierte und/oder abgeschirmte elektrische Pfade verlaufen, beispielsweise zumindest ein erster elektrischer Pfad, bevorzugt jedoch außerdem zumindest noch ein separater, zweiter elektrischer Pfad. Der elektrische Steckverbinder kann also insbesondere mehrpolig ausgebildet sein, beispielsweise zur Übertragung beider Pole einer Gleichspannung oder der Anschlüsse einer zumindest einphasigen Wechselspannung. Grundsätzlich können beliebig viele Strom- und/oder Datenpfade vorgesehen sein, die jeweils isoliert und/oder abgeschirmt von den anderen Strom- und/oder Datenpfaden durch die erste, zweite und dritte Schnittstelle verteilt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle miteinander kompatibel sind, vorzugsweise miteinander steckkompatibel sind.
Unter miteinander „kompatiblen Schnittstellen“ ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass die Schnittstellen ohne Weiteres (unmittelbar) miteinander mechanisch und elektrisch verbindbar sind, insbesondere zusammensteckbar sind. Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle können daher so ausgebildet sein, dass sie mechanisch und elektrisch funktional unmittelbar miteinander verbindbar sind, insbesondere steckbar sind (wenn die beiden Schnittstellen nicht an verschiedenen Enden desselben Steckverbinders angeordnet wären).
Darunter, dass die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle miteinander steckkompatibel sind, ist zu verstehen, dass die erste Schnittstelle mit der zweiten Schnittstelle zusammensteckbar sein kann, um eine elektrische und mechanische Verbindung herzustellen. Dies ist allerdings nicht mit demselben Steckverbinder, sondern mit einem weiteren, kompatiblen Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder vorgesehen, insbesondere mit einem weiteren erfindungsgemäßen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen. Somit kann eine erste Schnittstelle eines ersten erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einer zweiten Schnittstelle eines zweiten erfindungsgemäßen Steckverbinders verbindbar sein - oder umgekehrt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrischer Steckverbinder wenigstens ein elektrisches Kontaktelement aufweist, das sich ausgehend von der ersten Schnittstelle bis zu der zweiten Schnittstelle erstreckt. Das elektrische Kontaktelement weist außerdem die dritte Schnittstelle auf, die zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle ausgebildet ist. Das wenigstens eine elektrische Kontaktelement kann im Bereich besagter Schnittstellen jeweilige Kontaktbereiche aufweisen, die zur unmittelbaren elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit einem korrespondierenden Gegenkontaktelement eines kompatiblen, insbesondere ebenfalls erfindungsgemäßen, weiteren elektrischen Steckverbinders ausgebildet sind.
Das elektrische Kontaktelement bzw. dessen nachfolgend noch näher beschriebene Kontaktbereiche können vorzugsweise einen Hauptbestandteil der Schnittstellen des elektrischen Steckverbinders ausbilden, gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit weiteren Steckverbinderkomponenten, wie beispielsweise weiteren Kontaktelementen und/oder dem nachfolgend noch genannten Steckverbindergehäuse.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder genau zwei der besagten elektrischen Kontaktelemente aufweist, die voneinander elektrisch isoliert sind.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung des vorgeschlagenen elektrischen Steckverbinders kann die bereits angesprochene, weiterreichbare elektrischen Strom- und Spannungsversorgung zwischen benachbarten elektrischen Schaltungen sein. Die Bereitstellung zweier separater elektrischer Pfade kann daher besonders bevorzugt sein, so dass beispielsweise eine Phase- und Masseverbindung oder eine Anoden- und Kathodenverbindung über denselben elektrischen Steckverbinder weitergereicht und gleichzeitig an die elektrische Schaltung zugeführt werden kann.
Auf die tatsächliche Verwendung kommt es im Rahmen der Erfindung allerdings nicht unbedingt an. Grundsätzlich kann sich der elektrische Steckverbinder auch zur Weitergabe elektrischer Datensignale eignen, also beispielsweise zur Verwendung mit einem modular erweiterbaren Datenbus. Auch eine gemischte Übertragung von Daten- und Versorgungssignalen über den elektrischen Steckverbinder kann vorgesehen sein.
Grundsätzlich können beliebig viele Kontaktelemente vorgesehen sein, die vorzugsweise jeweils elektrisch voneinander isoliert und optional voneinander elektromagnetisch abgeschirmt sind.
Im Falle mehrerer elektrischer Kontaktelemente sind diese vorzugsweise parallel nebeneinander verlaufend angeordnet. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontaktelemente hierzu voneinander beabstandet. Der Raum zwischen den Kontaktelementen kann optional von einem dielektrischen Festkörper (z. B. dem nachfolgend noch genannten Steckverbindergehäuse) zumindest teilweise ausgefüllt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder in einer minimalistischen Ausführungsform ausschließlich aus dem wenigstens einen Kontaktelement besteht, also dass insbesondere das nachfolgend noch genannte Steckverbindergehäuse vollständig entfällt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine elektrische Kontaktelement aus einem vornehmlich flachen Werkstoff, insbesondere aus einem Blechwerkstoff, ausgebildet ist. Die erste Schnittstelle, die zweite Schnittstelle und/oder die dritte Schnittstelle können als Flachkontakt ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann das gesamte Kontaktelement als Flachkontakt ausgebildet sein.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das elektrische Kontaktelement als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist. Auch andere Herstellverfahren sind allerdings möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle entlang der Erstreckungsachse zueinander fluchtend angeordnet sind.
Auf diese Weise können jeweils benachbarte Gegensteckverbinder ohne einen seitlichen Versatz mit dem elektrischen Steckverbinder verbindbar sein, so dass auch längere, versatzfreie Ketten von Steckverbindern gebildet werden können.
Vorzugsweise sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle in einer gemeinsamen Kontaktebene angeordnet sind, insbesondere so, dass die tatsächliche Kontaktierung der Schnittstellen mit den korrespondierenden Gegenschnittstellen jeweils in derselben Kontaktebene stattfinden kann.
Optional kann auch die dritte Schnittstelle fluchtend zu der ersten Schnittstelle und/oder der zweiten Schnittstelle angeordnet sein, gegebenenfalls auch in der gemeinsamen Kontaktebene.
Insbesondere können zwischen der ersten Schnittstelle bzw. dem ersten Endabschnitt und der zweiten Schnittstelle bzw. dem zweiten Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders eine oder mehrere Biegestellen des Kontaktelements ausgebildet sei, beispielsweise um eine definierte Ausrichtung und/oder Positionierung der ersten Schnittstelle relativ zu der zweiten Schnittstelle zu ermöglichen, so dass über die erste und zweite Schnittstelle zusammengesteckte elektrische Steckverbinder in einer Flucht, vorzugsweise in koaxialer Anordnung deren Längsachsen, ausgerichtet sind.
Es können auch noch weitere oder alternative Biegestellen in dem Kontaktelement vorgesehen sein, beispielsweise um eine der Schnittstellen auszubilden und/oder um eines oder mehrere der nachfolgend noch genannten Rastelemente auszubilden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement aus Bronze ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement aus Federbronze ausgebildet.
Das Kontaktelement kann vorzugsweise zumindest teilweise beschichtet sein, insbesondere vergoldete oder vernickelte Kontaktbereiche aufweisen.
Grundsätzlich können die Kontaktelemente jeweils mehrstückig ausgebildet sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist allerdings vorgesehen, dass jedes der besagten Kontaktelemente jeweils einstückig ausgebildet ist. Insbesondere die Verwendung von einstückigen Kontaktelementen hat sich aus Gründen der Robustheit, Hersteilbarkeit und Montierbarkeit als besonders vorteilhaft herausgestellt. Auch kann der elektrische Widerstand eines einstückigen Kontaktelements gegenüber einem mehrstückigen Kontaktelement verringert sein, weshalb sich ein entsprechend ausgestatteter elektrischer Steckverbinder zur Verwendung mit hohen elektrischen Strömen sehr gut eignen kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement in dem ersten Endabschnitt einen ersten Kontaktbereich der ersten Schnittstelle ausbildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Kontaktbereich um einen vornehmlich länglichen Kontaktbereich.
Die Erstreckungsrichtung des vornehmlich länglichen ersten Kontaktbereichs kann vorzugsweise orthogonal oder zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsachse des elektrischen Steckverbinders bzw. des Kontaktelements ausgerichtet sein.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der erste Kontaktbereich des wenigstens einen Kontaktelements als vornehmlich flaches Kontaktschwert ausgebildet ist.
Die vornehmliche Erstreckungsrichtung des Kontaktschwerts und die Steckrichtung für das Kontaktschwert sind vorzugsweise orthogonal - oder zumindest im Wesentlichen orthogonal - zu der Längsachse des Kontaktelements bzw. des elektrischen Steckverbinders verlaufend ausgerichtet.
Die Kontaktfläche des Kontaktschwerts ist vorzugsweise vollständig flächig bzw. flach und - weiter bevorzugt - außerdem beidseitig für eine elektrische Kontaktierung verwendbar, um einen niederohmigen elektrischen Kontakt mit der zweiten Schnittstelle eines kompatiblen, weiteren elektrischen Steckverbinders zu ermöglichen.
Grundsätzlich kann der erste Kontaktbereich des wenigstens einen Kontaktelements allerdings als Kontaktelement beliebiger Bauweise ausgebildet sein, insbesondere auch als Kontaktstift. Der Kontaktstift kann einen runden, flachen, rechteckigen oder sonstigen polygonalen Querschnitt aufweisen. Optional, allerdings weniger bevorzugt, kann selbst ein gefederter Kontaktstift vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement in dem zweiten Endabschnitt einen zweiten Kontaktbereich der zweiten Schnittstelle ausbildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem zweiten Kontaktbereich um eine Aufnahme für den ersten Kontaktbereich der ersten Schnittstelle, insbesondere für den vornehmlich länglichen ersten Kontaktbereich der ersten Schnittstelle, eines weiteren elektrischen Steckverbinders kompatibler Bauart, vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung. Es kann somit vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle bzw. der erste Kontaktbereich der ersten Schnittstelle des Kontaktelements in die zweite Schnittstelle bzw. den zweiten Kontaktbereich eines Kontaktelements eines kompatiblen, weiteren Steckverbinders einsteckbar ist.
Die Aufnahme für den ersten Kontaktbereich kann ausgebildet sein, um eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Kontaktierung mit dem ersten Kontaktbereich zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist eine kraftschlüssige Aufnahme für den ersten Kontaktbereich.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme des zweiten Kontaktbereichs durch wenigstens eine Kontaktfeder ausgebildet ist.
Für eine Aufnahme und kraftschlüssige Kontaktierung des ersten Kontaktbereichs in dem zweiten Kontaktbereich kann bereits die Verwendung einer einzigen Kontaktfeder ausreichend sein, wenn beispielsweise weitere Steckverbinderkomponenten in der zweiten Schnittstelle vorgesehen sind, wie eine innere Stützfläche des nachfolgend noch genannten Steckverbindergehäuses. In einer besonders bevorzugten Variante sind allerdings zumindest zwei nebeneinander verlaufende Kontaktfedern vorgesehen, die das kraftschlüssige Einfügen des ersten Kontaktbereichs zwischeneinander ermöglichen. Auch die Verwendung von mehr als zwei Kontaktfedern zur Aufnahme des ersten Kontaktbereichs kann vorgesehen sein, beispielsweise die Verwendung von drei Kontaktfedern, vier Kontaktfedern, fünf Kontaktfedern oder noch mehr Kontaktfedern, wobei die Kontaktfedern beispielsweise in der Art eines Federkorbes angeordnet sein können.
Die Verwendung von genau zwei Kontaktfedern hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, auch aus Gründen einer einfache Herstellbarkeit, da die beiden Kontaktfedern durch einen einfachen Biegeprozess entsprechend in Form gebracht werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement einen dritten Kontaktbereich für die dritte Schnittstelle ausbildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem dritten Kontaktbereich um einen von einem Grundkörper des Kontaktelements abstehenden Kontaktsteg oder Kontaktstift.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der dritte Kontaktbereich als Presskontakt für eine Presspassung („Pressfit“) in einer korrespondierenden Aufnahme der elektrischen Schaltung (z. B. in einer Durchkontaktierung einer Leiterplatte) und/oder als Lötkontakt ausgebildet ist (z. B. um eine Leiterbahn, Durchkontaktierung oder eine Lötfläche einer elektrischen Leiterplatte unter Verwendung von Lot zu kontaktieren).
Vorzugsweise ist der dritte Kontaktbereich zumindest abschnittsweise als Lötfuß, Lötfahne oder Lötfläche ausgebildet. Grundsätzlich kann der dritte Kontaktbereich ein Kontaktelement beliebigen Typs aufweisen. Beispielsweise kann der dritte Kontaktbereich als Kontaktstift (optional sogar als gefederter Kontaktstift) ausgebildet sein, beispielsweise auch in der Art eines Tastkopfes bzw. einer Prüfspitze. Auch eine oder mehrere Federlaschen können vorgesehen sein, um den dritten Kontaktbereich auszubilden. Ferner kann es so- gar vorgesehen sein, dass der dritte Kontaktbereich ausgebildet ist, um den elektrischen Leiter (z. B. einen Kontaktstift der Leiterplatte) der elektrischen Schaltung zumindest abschnittsweise aufzunehmen, beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
Vorzugsweise ist die dritte Schnittstelle des elektrischen Steckverbinders bzw. der dritte Kontaktbereich des elektrischen Kontaktelements derart ausgestaltet, dass die Verbindungsstelle zwischen der dritten Schnittstelle und dem elektrischen Leiter der elektrischen Schaltung für einen Techniker optisch einsehbar und damit kontrollierbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungsstelle für eine Einflussnahme (beispielsweise im Montage- oder Reparaturfall) zugänglich ist.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder ein Steckverbindergehäuse aufweist.
Das Steckverbindergehäuse ist vorzugsweise ausgebildet, um eine Zugangsmöglichkeit zu der ersten, zweiten und dritten Schnittstelle zu ermöglichen.
Das Steckverbindergehäuse kann einen Teil der jeweiligen Schnittstellen ausbilden, gegebenenfalls gemeinsam mit dem Kontaktelement, um die Steckkompatibilität zu gewährleisten. Dabei kann optional auch vorgesehen sein, dass das Steckverbindergehäuse mechanische Kodierungsmittel aufweist, um ein Zusammenstecken nur mit einem kompatiblen Gegensteckverbinder und gegebenenfalls auch nur in einer oder mehreren definierten Ausrichtungen zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse vorgesehen; gegebenenfalls kann allerdings auch ein elektrisch leitfähiges Steckverbindergehäuse verwendet werden, insbesondere wenn die Kontaktelemente dennoch voneinander und gegebenenfalls von dem Steckverbindergehäuse elektrisch isoliert angeordnet sind, beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer zusätzlicher Dielektrika. Auch eine Kombination aus isolierenden und elektrisch leitfähigen Gehäusekomponenten kann grundsätzlich vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Kontaktelement innerhalb des Steckverbindergehäuses befestigt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Steckverbindergehäuse einstückig ausgebildet ist. Es kann allerdings auch ein mehrstückiges Steckverbindergehäuse vorgesehen sein, das beispielsweise eine erste Gehäuseschale und eine zweite Gehäuseschale aufweist, die im montierten Zustand miteinander verrastet, verschraubt oder auf sonstige Weise fest verbunden sind. Das Steckverbindergehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus einem Thermoplast bzw. Plastomer, wie beispielsweise Polyamid. Das Steckverbindergehäuse kann aber beispielsweise auch aus einem Flüssigkristallpolymer ("Liquid Crystal Polymer“, LCP) ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist das Steckverbindergehäuse als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Steckverbindergehäuse für jedes Kontaktelement eine separate Kontaktkammer aufweist.
Die Kontaktkammer ist vorzugsweise eine vornehmlich schlitzartige Kontaktkammer zur Aufnahme eines vornehmlich flachen Kontaktelements bzw. eines aus einem Blechwerkstoff ausgebildeten Kontaktelements.
Vorzugsweise erstreckt sich die jeweilige Kontaktkammer entlang der Längsachse des elektrischen Steckverbinders ausgehend von einer der ersten Schnittstelle zugewandten Seite teilweise oder vollständig durch das Steckverbindergehäuse hindurch. Die Erstreckungsrichtung der Kontaktkammer kann dann vorzugsweise orthogonal oder zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Steckrichtung der ersten und zweiten Schnittstelle bzw. zumindest im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsachse / der zweiten Steckrichtung verlaufen.
Grundsätzlich kann sich die Kontaktkammer allerdings von einer beliebigen Seite durch das Steckverbindergehäuse erstrecken, also beispielsweise auch entlang der ersten Steckrichtung der ersten und zweiten Schnittstelle bzw. orthogonal zu der Erstreckungsachse / der zweiten Steckrichtung.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Kontaktelement in dem Steckverbindergehäuse verrastet ist, vorzugsweise bedarfsweise (zerstörungsfrei) lösbar verrastet ist.
Insbesondere kann das Kontaktelement in der jeweiligen Kontaktkammer verrastet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die Verrastung zwischen einem jeweiligen Kontaktelement und dem Steckverbindergehäuse eine Rastlasche einerseits und eine Rastausnehmung oder ein Rastrücksprung andererseits ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Variante weist das wenigstens eine Kontaktelement einen, vorzugsweise zwei, auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Erhebungen zur Ausbildung jeweiliger Rastrücksprünge auf, um mit korrespondierenden Rastlaschen in dem Steckverbindergehäuse zu verrasten. Auch das Kontaktelement kann aber eine oder mehrere Rastlaschen aufweisen - auf die konkrete Verteilung der Rastelemente kommt es grundsätzlich nicht unbedingt an.
Das Steckverbindergehäuse kann optional eine oder mehrere Stützflächen zur mechanischen Abstützung auf der elektrischen Schaltung, insbesondere auf der elektrischen Leiterplatte, aufweisen. Die Stützflächen sind vorzugsweise ausgebildet, das Steckverbindergehäuse auf derselben Oberfläche der elektrischen Schaltung abzustützen, auf der sich der elektrische Leiter zur Verbindung mit der dritten Schnittstelle befindet.
Das Steckverbindergehäuse kann optional eines oder mehrere Befestigungselemente aufweisen, um den elektrischen Steckverbinder mechanisch an der elektrischen Schaltung, insbesondere der elektrischen Leiterplatte, zu befestigen. Bei den Befestigungselementen kann es sich beispielsweise um Rastnasen oder Schraubenelemente handeln.
Optional kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder eine elektromagnetische Abschirmung aufweist, um das wenigstens eine Kontaktelement zumindest abschnittsweise elektromagnetisch abzuschirmen. In diesem Fall können mehrere der elektrischen Kontaktelemente einzeln, in Gruppen und/oder gemeinsam abgeschirmt sein.
Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder allerdings möglichst minimalistisch ausgebildet und besteht ausschließlich aus wenigstens einem elektrischen Kontaktelement (vorzugsweise zwei Kontaktelementen) und genau einem elektrisch isolierenden Steckverbindergehäuse, insbesondere einem einteiligen Steckverbindergehäuse.
Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung, aufweisend wenigstens einen elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, und die elektrische Schaltung mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter, wobei die dritte Schnittstelle des elektrischen Steckverbinders den wenigstens einen elektrischen Leiter elektrisch kontaktiert. Die dritte Schnittstelle des elektrischen Steckverbinders ist vorzugsweise auch mechanisch fest mit dem elektrischen Leiter der elektrischen Schaltung verbunden.
Der elektrische Steckverbinder eignet sich vorteilhaft zur Bereitstellung einer elektrischen Daten- und/oder Versorgungsverbindung für die elektrische Schaltung, wobei jeder elektrische Steckverbinder bedarfsweise mehrere Strom- und/oder Datenpfade bereitstellen kann. Die entsprechenden Daten- und/oder Versorgungssignale können auf vorteilhafte Weise an weitere elektrische Steckverbinder desselben Steckverbindertyps oder zumindest eines kompatiblen Steckverbindertyps weitergereicht oder von einem solchen Steckverbinder erhalten werden. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, mehrere Schaltungsanordnungen unmittelbar miteinander oder in einer sonstigen elektrischen Anordnung zu verbinden, beispielsweise um eine modular ausrüstbare elektrische Baugruppe bereitzustellen.
Optional kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung mehrere elektrische Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen aufweist, die mit der elektrischen Schaltung verbunden sind, beispielsweise um eine redundante bzw. parallele Daten- und/oder Versorgungsverbindung und/oder um weitere Daten- und/oder Versorgungsverbindungen bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Baugruppe, aufweisend eine Trägereinrichtung und mehrere auf der Trägereinrichtung angeordnete Schaltungsanordnungen gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Schaltungsanordnungen über deren jeweilige elektrische Steckverbinder miteinander elektrisch verbunden sind.
Optional kann vorgesehen sein, dass die elektrische Baugruppe zumindest einen elektrischen Baugruppenverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen aufweist. Grundsätzlich kann die elektrische Baugruppe aber beispielsweise auch einen elektrischen Baugruppenverbinder aufweisen, der eine mit der ersten Schnittstelle und/oder zweiten Schnittstelle des vorstehend und nachfolgend beschriebenen elektrischen Steckverbinders steckkompatible Baugruppenschnittstelle aufweist, so dass zumindest eine erste Schaltungsanordnung (z. B. eine in einer Reihe von Schaltungsanordnungen äußerste Schaltungsanordnung) mit ihrem elektrischen Steckverbinder in den Baugruppenverbinder der elektrischen Baugruppe einsteckbar ist.
Die erste Schaltungsanordnung kann unmittelbar von der elektrischen Baugruppe, beispielsweise von eine Steuereinrichtung und/oder einer elektrischen Versorgungsquelle der elektrischen Baugruppe, mit Daten- und/oder Versorgungssignalen beaufschlagt werden. Eine der ersten Schaltungsanordnung benachbarte, zweite Schaltungsanordnung kann schließlich von der ersten Schaltungsanordnung mit den Daten- und/oder Versorgungssignalen weiterversorgt werden, da die elektrischen Daten- und/oder Versorgungssignale durch den vorgeschlagenen elektrischen Steckverbinder weitergereicht werden. Auf diese Weise kann eine beliebige Kette benachbarter Schaltungsanordnungen gebildet werden.
Die Trägereinrichtung kann als Tragschiene, insbesondere Hutschiene, ausgebildet sein oder zur Befestigung auf einer Tragschiene bzw. Hutschiene geeignet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Trägereinrichtung jeweilige Steckplätze für die Schaltungsanordnungen aufweist, insbesondere zur kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Aufnahme der Schaltungsanordnungen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnungen einzeln in die Trägereinrichtung ein- und aussteckbar sind, wobei die elektrischen Steckverbinder der Trägereinrichtung ausgebildet und auf der elektrischen Schaltung der jeweiligen Schaltungsanordnung angeordnet und ausgerichtet sind, dass das Einstecken der Schaltungsanordnung in die Trägereinrichtung gleichzeitig ein Zusammenstecken der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle jeweils unmittelbar benachbarter elektrischer Steckverbinder verursacht.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Schaltanlage, insbesondere zur Verwendung mit modular ausrüstbaren Schaltanlagen, wobei die Schaltungsanordnungen als Erweiterungsmodule in die elektrische Baugruppe einsteckbar sein können.
Ganz besonders eignet sich die vorliegende Erfindung zur Bereitstellung und Weitergabe elektrischer Versorgungssignale zwischen einzelnen Schaltungsanordnungen der elektrischen Baugruppe über die jeweiligen elektrischen Steckverbinder. Die elektrischen Steckverbinder, insbesondere die Kontaktelemente, können beispielsweise ausgebildet sein, um eine elektrische Spannung zwischen 1 ,0 Volt und 100 Volt, vorzugsweise zwischen 5 Volt und 80 Volt, beispielsweise von etwa 60 Volt, übertragen zu können. Vorzugsweise können die elektrischen Steckverbinder, insbesondere die Kontaktelemente, ausgebildet sein, um elektrische Ströme in Höhe von 0,1 Ampere bis 50 Ampere, vorzugsweise 0,5 Ampere bis 20 Ampere, beispielsweise von etwa 10 Ampere, übertragen zu können. Grundsätzlich können allerdings noch höhere Ströme und/oder Spannungen oder auch niedrigere Ströme und/oder Spannungen vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Kontaktelement für einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für einen Leiterplattensteckverbinder, mit einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt, wobei an dem ersten Endabschnitt ein erster Kontaktbereich und an dem zweiten Endabschnitt ein zweiter Kontaktbereich ausgebildet ist, und mit einer zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich verlaufenden Erstreckungsachse (die vorzugsweise durch einen zwischen den beiden Kontaktbereichen ausgebildeten Verbindungsabschnitt verläuft), wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich entlang einer quer zu der Erstreckungsachse ausgerichteten, ersten Steckrichtung von einem korrespondierenden Gegenkontaktelement eines elektrischen Gegensteckverbinders kontaktierbar ist, und wobei zwischen den beiden Kontaktbereichen ein dritter Kontaktbereich zur Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters einer elektrischen Schaltung, insbesondere einer elektrischen Schaltung einer elektrischen Leiterplatte, ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Steckverbinder, aufweisend das vorstehend definierte Kontaktelement.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder, die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die erfindungsgemäße elektrische Baugruppe und das erfindungsgemäße elektrische Kontaktelement beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1 % oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
Die Erfindung betrifft auch einen von Anspruch 1 unabhängigen elektrischen Steckverbinder. Die Anmelderin behält sich vor, besagten unabhängigen elektrischen Steckverbinder separat zu beanspruchen. Besagter elektrischer Steckverbinder, insbesondere Leiterplattensteckverbinder, weist eine erste elektrische Schnittstelle und eine zweite elektrische Schnittstelle auf, wobei die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle miteinander kompatibel (vorzugsweise steckkompatibel) sind, und wobei zwischen den beiden Schnittstellen eine dritte elektrische Schnittstelle ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle an einem ersten Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders und die zweite Schnittstelle an einem zweiten Endabschnitt des elektrischen Steckverbinders ausgebildet, wobei die dritte Schnittstelle zwischen den beiden Endabschnitten ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die dritte Schnittstelle zur Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters einer elektrischen Schaltung, insbesondere einer elektrischen Schaltung einer elektrischen Leiterplatte, ausgebildet. Besagter Steckverbinder kann gegebenenfalls ausschließlich aus einem elektrischen Kontaktelement bestehen, optional aber noch weitere Steckverbinderkomponenten aufweisen, wie beispielsweise ein Steckverbindergehäuse. Die weiteren Merkmale des Anspruchs 1 und der abhängigen Ansprüche sowie die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten des besagten unabhängigen elektrischen Steckverbinders.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders mit zwei Kontaktelementen und einem einteiligen, elektrisch isolierenden Steckverbindergehäuse, in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 2 den elektrischen Steckverbinder gemäß Figur 1 in einer weiteren perspektivischen Darstellung;
Figur 3 eines der Kontaktelemente des elektrischen Steckverbinders der Figuren 1 und 2 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders mit zwei Kontaktelementen und einem einteiligen, elektrisch isolierenden Steckverbindergehäuse, in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 5 eines der Kontaktelemente des elektrischen Steckverbinders der Figur 4 in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
Figur 6 eine elektrische Baugruppe mit mehreren Schaltungsanordnungen und elektrischen Steckverbindern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 7 eine weitere Variante eines Kontaktelements zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder, in einer perspektivischen Darstellung.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders 1 .
Der elektrische Steckverbinder 1 ist vornehmlich länglich ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse L. An einem ersten Endabschnitt 2 des elektrischen Steckverbinders 1 ist eine erste elektrische Schnittstelle 3 und an einem zweiten Endabschnitt 4 eine zweite elektrische Schnittstelle 5 ausgebildet. Die Längsachse L bildet eine Erstreckungsachse zwischen den beiden Endabschnitten 2, 4. Die erste Schnittstelle 3 und die zweite Schnittstelle 5 sind miteinander steckkompatibel, so dass der elektrische Steckverbinder 1 mit einem korrespondierenden, weiteren elektrischen Steckverbinder gleichen oder zumindest ähnlichen Steckverbindertyps verbindbar ist. Eine Steckkompatibilität ist im Rahmen der Erfindung allerdings nicht unbedingt erforderlich, was nachfolgend nach anhand der Figur 7 näher verdeutlicht werden soll.
Die erste Schnittstelle 3 und die zweite Schnittstelle 5 sind jeweils zumindest entlang einer quer zu der Erstreckungsachse bzw. Längsachse L ausgerichteten, ersten Steckrichtung Si (vgl. Figur 1 und Figur 6) mit einer korrespondierenden Gegenschnittstelle eines elektrischen Gegensteckverbinders (nicht dargestellt) verbindbar. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die erste Schnittstelle 3 und die zweite Schnittstelle 5 jeweils zusätzlich zu der ersten Steckrichtung Si entlang einer parallel zu der Erstreckungsachse bzw. Längsachse L ausgerichteten, zweiten Steckrichtung S2 mit der korrespondierenden Gegenschnittstelle des elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar sind.
Zwischen den beiden Endabschnitten 2, 4 ist eine dritte elektrische Schnittstelle 6 zur unmittelbaren Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters 7 einer elektrischen Schaltung 8 vorgesehen. In den Ausführungsbeispielen ist der elektrische Steckverbinder 1 beispielhaft als Leiterplattensteckverbinder ausgebildet, weshalb besagte dritte Schnittstelle 6 ausgebildet ist, den elektrischen Leiter 7 einer auf der elektrischen Leiterplatte 9 ausgebildeten elektrischen Schaltung 8 (nicht näher dargestellt) zu kontaktieren. Die elektrische Leiterplatte 9 ist in Figur 1 beispielhaft strichliniert angedeutet. Die Kombination aus elektrischem Steckverbinder 1 und elektrischer Schaltung 8 bzw. elektrischer Leiterplatte 9 wird im Rahmen der Erfindung als „Schaltungsanordnung“ 10 bezeichnet.
Der elektrische Steckverbinder 1 weist in den Ausführungsbeispielen zwei elektrische Kontaktelemente 11 auf, die sich jeweils ausgehend von der ersten Schnittstelle 3 über die dritte Schnittstelle 6 bis zur zweiten Schnittstelle 5 erstrecken. Die Kontaktelemente 11 sind voneinander elektrisch isoliert bzw. voneinander beabstandet, um voneinander unabhängige elektrische Pfade auszubilden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch die dargestellte parallele Anordnung der elektrischen Kontaktelemente 1 1 .
Eines der Kontaktelemente 11 des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des elektrischen Steckverbinders 1 ist in Figur 3 in einer Einzeldarstellung gezeigt.
Das Kontaktelemente 11 ist aus einem Blechwerkstoff ausgebildet und vorzugsweise im Rahmen eines Stanz-Biegeprozesses hergestellt. Das Kontaktelement 11 kann vorzugsweise aus Bronze ausgebildete sein, insbesondere aus Federbronze, und zumindest abschnittsweise, beispielsweise im Bereich der elektrischen Schnittstellen 3, 5, 6, beschichtet sein. Das Kontaktelement 11 kann beispielsweise eine Goldbeschichtung aufweisend.
Vorzugsweise sind die Kontaktelemente 11 jeweils einstückig ausgebildet, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt.
Die Kontaktelemente 11 weisen jeweils einen ersten Kontaktbereich 12 auf, der innerhalb des elektrischen Steckverbinders 1 dem ersten Endabschnitt 2 bzw. der ersten Schnittstelle 3 zugeordnet ist. In den Ausführungsbeispielen ist der erste Kontaktbereich 12 ein vornehmlich länglicher Kontaktbereich, der ein flaches Kontaktschwert ausbildet. Grundsätzlich kann allerdings ein beliebig ausgeformter erster Kontaktbereich 12 vorgesehen sein, so beispielsweise auch ein Kontaktstift oder dergleichen. Die Längserstreckung des ersten Kontaktbereiches 12 bzw. des Kontaktschwertes ist in den Ausführungsbeispielen orthogonal zu der Erstreckungsachse bzw. Längsachse L des elektrischen Steckverbinders 1 orientiert, was auch der ersten Steckrichtung S1 (vgl. Figur 1 und Figur 6) entspricht.
Die mit dem Kontaktschwert bzw. dem ersten Kontaktbereich 12 steckkompatible, zweite Schnittstelle 5 ist durch einen jeweiligen zweiten Kontaktbereich 13 des jeweiligen Kontakte le me ntes 11 ausgebildet, der eine Aufnahme für die Kontaktschwerter 12 ausformt. Es ist eine kraftschlüssige Aufnahme der Kontaktschwerter 12 in dem zweiten Kontaktbereich 13 vorgesehen, was durch Ausgestaltung des zweiten Kontaktbereichs 13 in Form von zwei nebeneinander verlaufenden Kontaktfedern 14 ermöglicht wird. Die Kontaktschwerter 12 können somit entlang ihrer Längserstreckung kraftschlüssig zwischen die Kontaktfedern 14 eingefügt werden. Hierzu ist ein in Steckrichtung Si vorneliegender Abschnitt 15 des ersten Kontaktbereichs 12 vorgesehen, wobei ein gegenüberliegender, in Steckrichtung Si hinterer Abschnitt 16 lediglich optional ist. Auf den hinteren Abschnitt 16 des ersten Kontaktbereichs 12 kann gegebenenfalls auch verzichtet werden. Auch ein Einführen des Kontaktschwertes 12 zwischen die Kontaktfedern 14 entlang der zweiten Steckrichtung S2 ist vorzugsweise möglich.
Optional können die Kontaktfedern 14 einen sich erweiternden Einführabschnitt aufweisen, beispielsweise einen sich konisch bzw. trichterförmig erweiterten Einführabschnitt, wie beispielsweise in den Figuren 3 und 5 dargestellt, um eine Einführhilfe für den ersten Kontaktbereich 12 eines kompatiblen Steckverbinders bereitzustellen.
Das Kontaktelement 11 weist zwischen dem ersten Kontaktbereich 12 und dem zweiten Kontaktbereich 13 entlang seiner Längsachse zumindest eine Biegestelle 17 auf, um den ersten Kontaktbereich 12 und den zweiten Kontaktbereich 13 vorzugsweise in einer Flucht zueinander auszurichten, wie sich anhand von Figur 3 besonders gut erkennen lässt. Auf diese Weise kann ein Zusammenstecken mehrerer erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 in einer Flucht ermöglicht werden. Vorzugsweise sind die erste Schnittstelle 3 und die zweite Schnittstelle 4 dabei in einer gemeinsamen Kontaktebene E angeordnet, wie dies in Figur 3 und Figur 5 strichliniert angedeutet ist.
Die Kontaktelemente 11 bilden einen dritten Kontaktbereich 18 für die dritte Schnittstelle 6 aus, bei dem es sich in den Ausführungsbeispielen um einen von dem Grundkörper des Kontaktelements 11 abstehenden Kontaktsteg 19 handelt. In den Ausführungsbeispielen ist der Kontaktsteg 19 als Lötkontakt zur Verbindung mit einem als Lötfläche ausgebildeten elektrischen Leiter 7 der elektrischen Leiterplatte 9 ausgebildet. Durch die spezifische Geometrie des Kontaktsteges 19 bzw. dadurch, dass der Kontaktsteg 19 von dem Grundkörper absteht, ist eine besonders gute Zugänglichkeit für den zuständigen Techniker gewährleistet, so dass die Verbindung mit der elektrischen Leiterplatte 9 optisch kontrollierbar und im Zweifel für Reparaturen oder auch für die Montage oder Demontage gut zugänglich ist.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass der dritte Kontaktbereich 18 nicht unbedingt als Lötkontakt ausgebildet sein muss. Beispielsweise kann auch ein Presskontakt, ein Kontaktstift oder eine sonstige Ausgestaltung vorgesehen sein, um eine vorzugsweise unmittelbare Kontaktierung mit dem elektrischen Leiter 7 der elektrischen Schaltung 8 zu ermöglichen.
In den Ausführungsbeispielen weist der elektrische Steckverbinder 1 ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse 20 auf. Das Steckverbindergehäuse 20 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff-Spritz- gussteil gefertigt und vermag die Kontaktelemente 11 in sich aufzunehmen. Vorzugsweise ist das Steckverbindergehäuse 20 einstückig ausgebildet, wobei gegebenenfalls aber auch ein mehrstückiges, beispielsweise zusammensteckbares, Steckverbindergehäuse 20 vorgesehen sein kann. In dem Steckverbindergehäuse 20 ist für jedes Kontaktelement 11 eine separate Kontaktkammer 21 vorgesehen, die in den Ausführungsbeispielen schlitzartig geformt ist, um das aus dem Blechwerkstoff geformte Kontaktelement 11 aufzunehmen.
Das jeweilige Kontaktelement 11 vermag in dem Steckverbindergehäuse 20 zu verrasten, vorzugsweise innerhalb der jeweiligen Kontaktkammer 21 . Hierzu weisen die Kontaktelemente 11 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 jeweils an gegenüberliegenden Seiten ausgebildete Erhebungen auf, die einen Rastrücksprung 22 (vgl. Figur 3) für eine elastische Rastlasche innerhalb der Kontaktkammer 21 ausbilden (nicht dargestellt).
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 erstrecken sich die Kontaktkammern 21 ausgehend von der der ersten Schnittstelle 3 zugewandten Seite vollständig durch das Steckverbindergehäuse 20, so dass die Kontaktelemente 11 orthogonal zu der ersten Steckrichtung Si der ersten und zweiten Schnittstelle 3, 5 bzw. parallel zu der Erstreckungsachse L in das Steckverbindergehäuse 20 einschiebbar sind. Das Steckverbindergehäuse 20 ist auf der in den Figuren 1 und 2 gezeigten "Oberseite" daher vollständig geschlossen und hinsichtlich der Steckvorgänge besonders robust.
Das Kontaktelement 11 kann eine oder mehrere Anschlagflächen 23 aufweisen (vgl. beispielsweise Figur 3), um eine Einschubtiefenbegrenzung in der jeweiligen Kontaktkammer 21 bzw. in dem Steckverbindergehäuse 20 bereitzustellen.
An der dem zweiten Endabschnitt 4 zugeordneten Seite des Steckverbindergehäuses 20 weist das Steckverbindergehäuse 20 Aussparungen 24 auf, um die Kontaktschwerter eines weiteren Steckverbinders aufzunehmen. Optional können die Aussparungen 24 konisch zulaufend ausgebildet sein, um eine Einführhilfe auszubilden.
Optional weist das Steckverbindergehäuse 20 die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Abstützflächen 25 oder sonstige Abstützflächen auf, um eine mechanisch besonders stabile Verbindung mit der Leiterplatte 9 zu ermöglichen.
Optional können außerdem Befestigungselemente 26 vorgesehen sein, um den elektrischen Steckverbinder 1 an der elektrischen Schaltung 8 bzw. an der Leiterplatte 9 zu befestigen. In den Figuren 1 und 2 sind beispielhaft vier Rastnasen 26 dargestellt, die sich aus den seitlichen Abstützflächen 25 erheben und in korrespondierende Bohrungen der Leiterplatte 9 einfügbar sind, vorzugsweise kraftschlüssig einfügbar bzw. verpressbar sind.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass ein elektrischer Steckverbinder 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls auch ausschließlich das wenigstens eine Kontaktelement 11 aufweisen kann. Ein Steckverbindergehäuse 20 ist nicht unbedingt erforderlich. Ferner können neben den Kontaktelementen 11 und dem Steckverbindergehäuse 20 noch beliebige weitere Steckverbinderkomponenten vorgesehen sein, wie beispielsweise Mittel zur elektromagnetischen Abschirmung der Kontaktelemente 11 . Alle Ausführungsbeispiele sind daher lediglich beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen.
Optional kann vorgesehen sein, dass die elektrische Leiterplatte 9 eine Öffnung 27 aufweist (vgl. Figur 1), um die Montage des elektrischen Steckverbinders 1 und die mechanische Stabilität weiter zu verbessern, sowie um den Bauraum zu optimieren. Die Öffnung 27 kann dabei von einer Seite bzw. einem Rand der Leiterplatte 9 ausgehen, gegebenenfalls aber auch als Fenster innerhalb der Leiterplatte 9 ausgebildet sein.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Eines der verwendeten Kontaktelemente 11 zeigt Figur 5 in einer Einzeldarstellung.
Die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Variante der Erfindung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 im Wesentlichen durch den Verlauf der Kontaktkammern 21 in dem Steckverbindergehäuse 20 bzw. durch die Montagerichtung der Kontaktelemente 11 in dem Steckverbindergehäuse 20.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 sind die Kontaktelemente 11 in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 entlang der ersten Steckrichtung Si der ersten bzw. zweiten Schnittstelle 3, 5 in das Steckverbindergehäuse 20 einfügbar. Das Steckverbindergehäuse 20 weist hierfür entsprechende Kontaktkammern 21 auf, die sich im Gegensatz zu der vorstehenden Variante jedoch nicht vollständig durch das Steckverbindergehäuse 20 hindurch erstrecken.
Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Variante kann eine Verrastung der Kontaktelemente 11 innerhalb der jeweiligen Kontaktkammer 21 durch eine Rastlasche 28 der Kontaktelemente 11 (vgl. Figur 5) und entsprechenden Rastrücksprüngen in den Kontaktkammern 21 (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
Zu den weiteren technischen Einzelheiten des Ausführungsbeispiels der Figuren 4 und 5 sei auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
In Figur 6 ist schematisiert eine erfindungsgemäße elektrische Baugruppe 29 gezeigt, die eine Trägereinrichtung 30 für mehrere Schaltungsanordnungen 10 aufweist. Die Trägereinrichtung 30 kann beispielsweise ausgebildet sein, um auf einer Hutschiene montiert zu werden.
Die Trägereinrichtung 30 weist einen Modulsteckverbinder 31 auf, der für die Verbindung mit der in der Reihe aus Schaltungsanordnungen 10 ersten Schaltungsanordnung 10 eine mit der ersten Schnittstelle 3 des vorstehend beschriebenen Steckverbinders 1 kompatible Schnittstelle aufweist, so dass die erste Schaltungsanordnung 10 mit ihrem elektrischen Steckverbinder 1 über den Modulsteckverbinder 31 mit Daten und/oder Versorgungssignalen beaufschlagt werden kann. Die einzelnen Schaltungsanordnungen 10 sind vorzugsweise jeweils einzeln in die Trägereinrichtung 30 ein- und aussteckbar, wobei die elektrischen Steckverbinder 1 der Trägereinrichtung 30 ausgebildet und auf der elektrischen Schaltung 8 der jeweiligen Schaltungsanordnung 10 angeordnet und ausgerichtet sind, so dass das Einstecken der Schaltungsanordnung 10 in die Trägereinrichtung 30 gleichzeitig ein Zusammenstecken der ersten Schnittstelle 3 und der zweiten Schnittstelle 5 jeweils unmittelbar benachbarter elektrischer Steckverbinder 1 verursacht. Dabei kann eine Montagebewegung entlang der ersten Steckrichtung Si und/oder entlang der zweiten Steckrichtung S2 vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist ein vertikales Aufstecken der einzelnen Leiterplatten 9 bzw. elektrischen Schaltungen 8 samt elektrischem Steckverbinder 1 vorgesehen, wie in Figur 6 dargestellt. Optional können die Steckverbinder 1 , insbesondere die Steckverbindergehäuse 20 der Steckverbinder 1 , Führungs- und/oder Befestigungsmittel aufweisen (vgl. die beispielhaft in den Figuren 1 und 2 dargestellten Führungsnuten 32), um das Einfügen in die jeweiligen Steckplätze der Trägereinrichtung 30 zu verbessern.
Auf die vorgeschlagene Weise können jeweils zwei unmittelbar benachbarte Schaltungsanordnungen 10 über deren jeweilige elektrische Steckverbinder 1 miteinander elektrisch verbunden werden.
Die elektrische Baugruppe 29 kann schließlich modular und flexibel mit Schaltungsanordnungen 10 aufrüstbar sein, die schließlich durch Weiterreichen der elektrischen Daten und/oder Versorgungssignale von dem jeweiligen Vorgänger versorgt werden.
Die einzelnen Schaltungsanordnungen 10 bzw. die elektrische Baugruppe 29 können beispielsweise ausgebildet sein, um Sensoren und/oder Aktoren einer elektrischen Schaltanlage zu versorgen, anzusteuern und/oder auszuwerten.
Schließlich soll anhand von Figur 7 noch verdeutlicht werden, dass es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt auf eine Steckkompatibilität zwischen der ersten Schnittstelle 3 und der zweiten Schnittstelle 5 ankommt.
In Figur 7 ist hierzu ein elektrisches Kontaktelement 11 dargestellt, dessen erste Schnittstelle und zweite Schnittstelle 3, 5 einen übereinstimmenden Aufbau aufweisen. Die erste und zweite Schnittstelle 3, 5 weisen jeweils zwei nebeneinander verlaufende Kontaktfedern 14 auf und eignen sich daher jeweils für eine elektrische und mechanische Verbindung mit einem vornehmlich länglichen Gegenkontaktelement (also beispielsweise einem Kontaktschwert 12).
Alternativ können die ersten beiden Schnittstellen 3, 5 beispielsweise auch jeweilige längliche Kontaktbereiche 12, 13 aufweisen. Somit kann das Kontaktelement 11 beispielsweise beidseitig mit einem Kontaktschwert 12 ausgestattet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Steckverbinder (1), insbesondere Leiterplattensteckverbinder, mit einem ersten Endabschnitt (2) und einem zweiten Endabschnitt (4), wobei an dem ersten Endabschnitt (2) eine erste elektrische Schnittstelle (3) und an dem zweiten Endabschnitt (4) eine zweite elektrische Schnittstelle (5) ausgebildet ist, und mit einer zwischen der ersten Schnittstelle (3) und der zweiten Schnittstelle (5) verlaufenden Erstreckungsachse (L), wobei die erste Schnittstelle (3) und die zweite Schnittstelle (5) jeweils zumindest entlang einer quer zu der Erstreckungsachse (L) ausgerichteten, ersten Steckrichtung (Si) mit einer korrespondierenden Gegenschnittstelle eines elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar sind, und wobei zwischen den beiden Endabschnitten (2, 4) eine dritte elektrische Schnittstelle (6) zur Kontaktierung wenigstens eines elektrischen Leiters (7) einer elektrischen Schaltung (8), insbesondere einer elektrischen Schaltung (8) einer elektrischen Leiterplatte (9), ausgebildet ist.
2. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Schnittstelle (3) und die zweite Schnittstelle (5) entlang der Erstreckungsachse (L) zueinander fluchtend angeordnet sind, vorzugsweise in einer gemeinsamen Kontaktebene (E) angeordnet sind.
3. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Schnittstelle (3) und die zweite Schnittstelle (5) miteinander kompatibel sind, vorzugsweise miteinandersteckkompatibel sind.
4. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Schnittstelle (3) und die zweite Schnittstelle (5) jeweils zusätzlich zu der ersten Steckrichtung (Si) entlang einer parallel zu der Erstreckungsachse (L) ausgerichteten, zweiten Steckrichtung (S2) mit der korrespondierenden Gegenschnittstelle des elektrischen Gegensteckverbinders verbindbar sind.
5. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (11), das sich ausgehend von der ersten Schnittstelle (3) über die dritte Schnittstelle (6) bis zu der zweiten Schnittstelle (5) erstreckt, wobei die erste Schnittstelle (3) und/oder die zweite Schnittstelle (5) und/oder die dritte Schnittstelle (6) vorzugsweise als Flachkontakt ausgebildet sind.
6. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h genau zwei der besagten elektrischen Kontaktelemente (11), die voneinander elektrisch isoliert sind, und die vorzugsweise parallel nebeneinander verlaufend angeordnet sind.
7. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jedes der besagten Kontaktelemente (11) jeweils einstückig ausgebildet ist.
8. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine Kontaktelement (11) in dem ersten Endabschnitt (2) einen ersten Kontaktbereich (12) der ersten Schnittstelle (3) ausbildet, vorzugsweise einen vornehmlich länglichen ersten Kontaktbereich (12).
9. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine Kontaktelement (11) in dem zweiten Endabschnitt (4) einen zweiten Kontaktbereich (13) der zweiten Schnittstelle (5) ausbildet, vorzugsweise eine Aufnahme für den vornehmlich länglichen ersten Kontaktbereich (12) der ersten Schnittstelle (3) eines weiteren elektrischen Steckverbinders gleicher Bauart, insbesondere zur kraftschlüssigen Aufnahme, vorzugsweise durch zwei nebeneinander verlaufende Kontaktfedern (14).
10. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine Kontaktelement (11) einen dritten Kontaktbereich (18) für die dritte Schnittstelle (6) ausbildet, vorzugsweise einen von einem Grundkörper des Kontaktelements (11) abstehenden Kontaktsteg (19).
11. Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der dritte Kontaktbereich (18) als Presskontakt oder Lötkontakt ausgebildet ist, vorzugsweise als Lötfuß, Lötfahne oder Lötfläche.
12. Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Steckverbindergehäuse (20), in dem das wenigstens eine Kontaktelement (11) befestigt ist, vorzugsweise ein einstückiges Steckverbindergehäuse (20), in dem für jedes Kontaktelement (11) eine separate Kontaktkammer (21) ausgebildet ist, insbesondere eine vornehmlich schlitzartige Kontaktkammer (21).
13. Schaltungsanordnung (10), aufweisend wenigstens einen elektrischen Steckverbinder (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, und die elektrische Schaltung (8) mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter (7), wobei die dritte Schnittstelle (6) des elektrischen Steckverbinders (1) den wenigstens einen elektrischen Leiter (7) elektrisch kontaktiert. Elektrische Baugruppe (29), aufweisend eine Trägereinrichtung (30) und mehrere auf der Träger- einrichtung (30) angeordnete Schaltungsanordnungen (10) gemäß Anspruch 13, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Schaltungsanordnungen (10) über deren jeweilige elektrische Steckverbinder (1) miteinander elektrisch verbunden sind. Elektrische Baugruppe (29) nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaltungsanordnungen (10) einzeln in die Trägereinrichtung (30) ein- und aussteckbar sind, wobei die elektrischen Steckverbinder (1) der Trägereinrichtung (30) ausgebildet und auf der elektrischen Schaltung (8) der jeweiligen Schaltungsanordnung (10) angeordnet und ausgerichtet sind, dass das Einstecken der Schaltungsanordnung (10) in die Trägereinrichtung (30) gleichzeitig ein Zusammenstecken der ersten Schnittstelle (3) und der zweiten Schnittstelle (5) jeweils unmittelbar benachbarter elektrischer Steckverbinder (1) verursacht.
PCT/EP2023/073722 2022-09-06 2023-08-29 Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe Ceased WO2024052179A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025512927A JP2025527850A (ja) 2022-09-06 2023-08-29 電気プラグコネクタ、回路配置、電気アセンブリ
CN202380064285.2A CN119836714A (zh) 2022-09-06 2023-08-29 电插接连接器、电路装置和电组件

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022122509.7 2022-09-06
DE102022122509 2022-09-06
EP22201201.5A EP4336659A1 (de) 2022-09-06 2022-10-12 Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe
EP22201201.5 2022-10-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024052179A1 true WO2024052179A1 (de) 2024-03-14

Family

ID=87797686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/073722 Ceased WO2024052179A1 (de) 2022-09-06 2023-08-29 Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2025527850A (de)
CN (1) CN119836714A (de)
WO (1) WO2024052179A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7621784B2 (en) * 2008-03-04 2009-11-24 J.S.T. Mfg. Co., Ltd. Socket contact
US20170352996A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Connector assembly and connector assembly mounted structure
WO2018101298A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 古河電気工業株式会社 電気接続カセット
US20190260169A1 (en) * 2018-02-21 2019-08-22 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Contact and Bushbar Assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7621784B2 (en) * 2008-03-04 2009-11-24 J.S.T. Mfg. Co., Ltd. Socket contact
US20170352996A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Connector assembly and connector assembly mounted structure
WO2018101298A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 古河電気工業株式会社 電気接続カセット
US20190260169A1 (en) * 2018-02-21 2019-08-22 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Contact and Bushbar Assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CN119836714A (zh) 2025-04-15
JP2025527850A (ja) 2025-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0898327B1 (de) Leiterplattensteckbuchse
EP2823536B1 (de) Steckverbinder umfassend eine schutzleiterbrücke
EP3467952A1 (de) Elektrischer steckverbinder und verfahren zur montage eines elektrischen steckverbinders
DE102007019805B4 (de) Kabelkasten
WO2008089824A1 (de) Leiterplattensteckverbinder und anschlussmodul mit leiterplattensteckverbinder
EP2497169A2 (de) Montageanordnung für elektrische geräte
WO2021028077A1 (de) Buchse xlr 8+2 pcb
DE202006006659U1 (de) Elektrisches oder elektronisches Gerät
EP2356722B1 (de) Steckverbinder für schaltungsplatinen
DE102005059990B4 (de) Steckverbinder zur Verbindung elektronischer Bauelemente
EP3963674B1 (de) Schnittstelle für leiterplatte
EP3066723B1 (de) Prüfkabel sowie buchsenadapter für ein prüfkabel
WO2024052179A1 (de) Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe
EP4336659A1 (de) Elektrischer steckverbinder, schaltungsanordnung und elektrische baugruppe
DE19921021A1 (de) Leiterplatten-Steckverbinder
DE102012101449B4 (de) Leiterplattenanschluss, Verfahren zur Ausbildung eines Leiterplattenanschlusses und Wechselrichter umfassend einen Leiterplattenanschluss
WO2019144988A1 (de) Leiterkartenverbinder zur übertragung hoher stromstärken
DE10047126B4 (de) Befestigungseinrichtung
DE102012102849A1 (de) Befestigung und Abdichtung eines Steckanschlussmoduls in einer Gehäusewandung
DE102017008828B4 (de) USB-Kodierung auf PCB/Kraftfrei
EP4213314B1 (de) Verbindungselement und elektronisches bauteil mit mehrfachem steckplatz für zweidrahttechnologie
EP2262062B1 (de) Steckverbinder
EP2514036A1 (de) Verbindungssystem zum verbinden eines einreihigen gehäuses mit einem anschlusselement
AT506929B1 (de) Anordnung zweier schaltungsträger
EP2856574B1 (de) Elektronische/elektrische verbindungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23758686

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025512927

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202380064285.2

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202380064285.2

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23758686

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1