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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Kontaktierungsstecker zum Kontaktieren
eines Kontaktträgers, insbesondere einer Leiterplatte,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine
einen Kontaktierungsstecker umfassende Kontaktierungsverbindung
gemäß Anspruch 10.
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Eine
bekannte Kontaktierungsverbindung, umfassend einen Kontaktierungsstecker,
sowie eine Kontaktierungssteckeraufnahme ist in der
DE 10 2005 063 239 A1 beschrieben.
Die bekannte Kontaktierungsverbindung zeichnet sich dadurch aus,
dass die von Kontaktelementen auf eine Leiterplatte aufgebrachten
Kontaktkräfte unabhängig sind von Klemmkräften,
mit denen die die Kontaktelemente tragenden, als Kontakthalter ausgebildeten
Klemmklauen an der Leiterplatte anliegen. Die bekannte Kontaktierungsverbindung
hat sich bewährt. Problematisch erscheint jedoch, dass
es im nicht kontaktierenden, d. h. nicht eingesteckten, Zustand
des Kontaktierungssteckers zu einer Beschädigung der Kontaktelemente
kommen kann, da die Kontaktelemente aufgrund der federnden Wirkung
der Federmittel gegen die jeweils gegenüberliegende Klemmklaue
bzw. gegen die gegenüberliegende Kontaktelemente gepresst
werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kontaktstecker der Direkt-Kontaktierungsverbindung
dahingehend zu verbessern, dass eine Beschädigung der Kontaktelemente
im nicht eingesteckten, nicht kontaktierenden Zustand des Kontaktierungssteckers
vermieden wird. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Kontaktierungsverbindung,
umfassend einen entsprechend verbesserten Kontaktierungsstecker,
vorzuschlagen.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Kontaktierungssteckers mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Kontaktierungsverbindung mit den
Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In
den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen
aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder
den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, jeder Klemmklaue mindestens
eine Anschlagfläche zuzuordnen und die Anschlagflächen
derart anzuordnen, dass sich die Klemmklauen mittels der Anschlagfläche
im nicht eingesteckten Zustand des Kontaktierungssteckers, also
dann, wenn das von den Klemmklauen gebildete Klemmmaul nicht geöffnet
ist, aneinander abstützen. Wesentlich ist, dass die Anschlagflächen
derart angeordnet sind, dass die Klemmklauen im Bereich der Kontaktelemente
auf einem Mindestabstand voneinander gehalten werden, sodass verhindert
wird, dass auf die Kontaktelemen te die (volle) Klemmkraft wirkt.
Anders ausgedrückt wird durch das Vorsehen von Anschlagflächen
und deren entsprechende Anordnung zumindest eine plastische Verformung
der Kontaktelemente verhindert, wodurch die Gefahr einer Beschädigung
der Kontaktelemente im nicht eingesteckten Zustand des Kontaktierungssteckers
auf ein absolutes Minimum reduziert ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
Anschlagflächen derart angeordnet sind, dass nicht nur
eine plastische Verformung des mindestens einen Kontaktelementes
im nicht montierten, d. h. nicht kontaktierenden Zustand des Kontaktierungssteckers
verhindert wird, sondern jegliche Verformung, also auch eine elastische
Verformung. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung
des mindestens einen Kontaktelementes noch weiter reduziert. Anders
ausgedrückt sind die Anschlagflächen gemäß der
beschriebenen Weiterbildung der Erfindung derart relativ zueinander
angeordnet, dass die mindestens eine das mindestens eine federnde,
vorzugsweise metallische Kontaktelement die gegenüberliegende
Klemmklaue und/oder ein gegenüberliegendes Kontaktelement
nicht berührt, sodass das Kontaktelement aufgrund der auf die
Klemmklauen wirkenden, von den Federmitteln verursachten Klemmkräften
nicht deformiert wird.
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Ganz
besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kontaktierungssteckers,
bei der beide Klemmklauen jeweils mindestens zwei, vorzugsweise
ausschließlich zwei quer zu einer Einsteckrichtung (Montagerichtung)
des Kontaktierungssteckers voneinander beabstandete Anschlagflächen
aufweisen, wobei die Anschlagflächen der unterschiedlichen Klemmklauen
jeweils paarweise zusammenwirkend angeordnet sind.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass sich
die Anschlagflächen nicht auf einem mittleren Bereich des
Kontaktierungssteckers befinden, sondern randseitig, d. h. im Bereich
der Längsseiten, vorzugsweise an den in Einsteckrichtung
vorderen Ecken des Kontaktierungssteckers.
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Wie
zuvor erläutert, sind die Anschlagflächen, d.
h. ist die Abstandshalterfunktion auf den nicht montierten Zustand
des Kontaktierungssteckers ausgelegt. Die Abstandhalterfunktion
ist im eingesteckten, d. h. montierten, den Kontaktträger
kontaktierenden Zustand nicht mehr erforderlich und auch nicht erwünscht.
In sofern ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen,
dass die einander zugeordneten Anschlagflächen im eingesteckten Zustand
des Kontaktierungssteckers voneinander beabstandet sind.
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Besonders
zweckmäßig ist es, wenn die Klemmklauen nicht
wie im Stand der Technik einteilig, sondern als zwei voneinander
separate Bauteile ausgebildet sind. Bevorzugt handelt es sich im
Hinblick auf eine vereinfachte Fertigung und Montage dabei um Gleichteile,
vorzugsweise um Kunststoffspritzgussteile, die über zwei
quer zur Einsteckrichtung voneinander beabstandete, insbesondere
als Rastelemente ausgebildete Drehgelenke gelenkig miteinander verbunden
sind.
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Ganz
besonders bevorzugt ist es, wenn sich der Kontaktträger
mit entsprechenden Anlageflächen im eingesteckten, d. h.
kontaktierenden Zustand nicht benachbart zu mindestens einer Leiterbahn und/oder
mindestens einem Land des Kontaktträgers, sondern unmittelbar
auf der Leiterbahn bzw. dem Land des Kontaktträgers abstützt,
wodurch Fertigungstoleranzen im Bezug auf die Dickenerstreckung
der Leiterbahn bzw. des Lands erstmals ausgeglichen werden können.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kontaktierungssteckers,
bei der der Kontakthalter mindestens eine die Lage des Kontaktelementes
zum Kontaktträger definierende Anlagefläche aufweist.
Anders ausgedrückt sind die Klemmklauen bevorzugt mit jeweils
einer Anlagefläche versehen, die, wenn die Klemmklauen
in der Endmontageposition auf dem Kontaktträger aufliegen,
eine definierte Relativposition der Kontaktelemente zu der Leiterplatte
bzw. eine definierte Relativposition der Aufnahmegräben
für die Kontaktelemente zu der Leiterplatte sicherstellen
und damit für eine definierte Vorspannung der, vorzugsweise
metallischen, federnden Kontaktelemente bewirken, beispielsweise in
der Art, wie dies in der
DE 10 2005 063 239 A1 gezeigt und beschrieben
ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Anlageflächen
nicht benachbart zu den Leiterbahnen bzw. Lands auf dem Kontaktträger abstützen,
sondern unmittelbar auf mindestens einer Leiterbahn oder einem Land,
um Fertigungstoleranzen im Hinblick auf die Dickenerstreckung der
Leiterbahnen bzw. Lands auszugleichen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, den Kontaktierungsstecker
im Hinblick auf die Größe der Klemmkraft, mit
der die, vorzugsweise als Kontakthalter ausgebildeten, Klemmklauen an
dem Kontaktträger, insbesondere einer Leiterplatte, anliegen,
autark auszubilden. Anders ausgedrückt ist die die Klemmklauen
beaufschlagende Klemmkraft des Kontaktierungssteckers in Weiterbildung der
Erfindung zumindest näherungsweise, vorzugsweise vollständig
unabhängig von einer Kontaktierungssteckeraufnahme. Dies
wird bevorzugt dadurch erreicht, dass sich die Federmittel im Endmontagezustand
einer mit dem Kontaktierungsstecker ausgestatteten Kontaktierungsverbindung,
also bei in der Kontaktierungssteckeraufnahme aufgenommenem Kontaktierungsstecker,
zum Erzeugen der Klemmkraft nicht mehr wie im Stand der Technik
an der Kontaktierungssteckeraufnahme abstützen, sondern ausschließlich
am Kontaktierungsstecker. Die Federmittel greifen also ausschließlich
am Kontaktierungsstecker an, derart, dass die Klemmklauen, von denen zumindest
eine als mindestens ein federndes Kontaktelement tragender Kontakthalter
ausgebildet ist, bestrebt sind, sich aufeinander zu zu bewegen.
Noch anders ausgedrückt wirken die sich zum Erzeugen der
Klemmkraft ausschließlich an dem Kontaktierungsstecker,
vorzugsweise ausschließlich an den Klemmklauen, abstützenden
Federmittel einer beim Einsteckvorgang erzwungenen Öffnungsbewegung der
Klemmklauen entgegen. Da die Klemmkraft gemäß der
beschriebenen Weiterbildung nicht länger abhängig
ist von einer Formänderung oder Relaxation der Kontaktierungssteckeraufnahme,
wird ein Unterschreiten einer minimal erforderlichen Klemmkraft mit
Vorteil vermieden. Darüber hinaus kann der Aufbau des Kontaktierungssteckers
aufgrund der speziellen Ausbildung und Anordnung der Federmittel
wesentlich vereinfacht werden. Ggf. kann sogar auf das Vorsehen
einer Kontaktierungssteckeraufnahme vollständig verzichtet
werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Federmittel derart ausgebildet und angeordnet
sind, dass die von den Federmitteln erzeugte Klemmkraft und die
von dem mindestens einen federnden Kontaktelement erzeugte Kontaktkraft
in einer gemeinsamen Wirkebene liegen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der
Kontaktierungsstecker zum Zusammenwirken mit mindestens einem, die
Federmittel beim Einstecken des Kontaktierungssteckers spannenden,
Gegeneinsteckelement ausgebildet ist. Dabei ist das Gegeneinsteckelement
bevorzugt Bestandteil einer eingangs erwähnten Kontaktierungssteckeraufnahme
und wird beim Einstecken des Kontaktierungssteckers in eine entsprechende
Aufnahme (Aufnahmekanal) desselben eingeschoben und bewirkt beim
Einschubvorgang ein Aufweiten der Klemmklauen, also ein relatives
Verschwenken derselben zueinander, also ein Öffnen des
von den Klemmklauen gebildeten Klemmmauls, was wiederum zu einer
Spannung der Federmittel führt.
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Die
Erfindung führt auch auf eine Kontaktierungsverbindung,
umfassend mindestens einen zuvor beschriebenen Kontaktierungsstecker,
dem eine, vorzugsweise auf einem Kontaktträger festgelegte, Kontaktierungssteckeraufnahme
zugeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Kontaktierungsverbindung
um eine elektrische Direkt-Steckverbindung zur Leiterplattenkontaktierung
von Steuergeräten und/oder Komponenten, insbesondere für
Türsteuergeräte und/oder Motorsteuergeräte
in Kraftfahrzeugen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer möglichen Ausführungsform
eines Kontaktierungssteckers, wo bei auf die Darstellung eines, beispielsweise
wie in der
DE
10 2005 063 239 A1 beschrieben ausgebildeten, Montagehilfsgehäuses,
welcher die Klemmklauen zumindest abschnittsweise umgibt, aus Übersichtlichkeitsgründen
verzichtet wurde,
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2 eine
perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Kontaktierungsverbindung
mit einem einen Kontaktträger, hier eine Leiterplatte,
kontaktierenden Kontaktierungsstecker.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
in einer unvollständigen Darstellung ein mögliches
Ausführungsbeispiel eines Kontaktierungssteckers 1 zum
Kontaktieren eines, vorzugsweise als Leiterplatte ausgebildeten,
nicht dargestellten Kontaktträgers gezeigt. Mittels des
Kontaktierungssteckers 1 kann eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen einem nicht gezeigten Kabelbaum und dem Kontaktträger
hergestellt werden. Der Kontaktierungsstecker 1 umfasst
zwei identisch ausgebildete und spiegelbildlich angeordnete Klemmklauen 2, 3,
die jeweils als Kontakthalter 4, 5 ausgebildet
sind, wobei dieser Kontakthalter 4, 5 in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von quer zu einer Einsteckrichtung
E nebeneinander angeordneten, federnden Kontaktelementen 6 aus
Metall trägt. Diese dienen zur unmittelbaren Kontaktierung des
nicht gezeigten Kontaktträgers, genauer einer Leiterbahn
oder einem Land. Auf das Vorsehen von Messerleisten wird hierbei
bewusst verzichtet. Die Kontaktelemente 6 sind als metallische,
durch Biegen hergestellte Federelemente ausgebildet, die mit einer
im Wesentlichen senkrecht zur Flächenerstreckung des Kontaktträgers
orientierten Kontaktkraft an diesem anliegen. Die Kontaktkraft,
mit der die Kontaktelemente 6 an dem Kontaktträger
anliegen, ist unabhängig von einer Klemmkraft, mit der
sich die Klemmklauen 2, 3 im Wesentlichen in Normalrichtung
an dem Kontaktträger abstützen.
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Zum
Erzeugen der Klemmkraft sind Federmittel 7 vorgesehen,
die von zwei als Drahtfederelementen ausgebildeten Federelementen 8, 9 gebildet sind.
Diese sind formschlüssig miteinander verbunden und als
Gleichteile ausgebildet, um die Herstellungskosten zu minimieren
und die Montage zu vereinfachen. Wie sich aus 2 ergibt,
sind die als Drahtfederelemente ausgebildeten Federelemente 8, 9 ineinander
eingehängt und bilden somit die umfangsgeschlossenen Federmittel 7.
Anders ausgedrückt, ergeben die Federmittel 8, 9 ein
Ringfederelement, das die Klemmklauen 2, 3 in
Richtung aufeinander zu federkraftbeaufschlagt. Anstelle der Herstellung
einer formschlüssigen Verbindung zwischen den Federelementen 8, 9 können
diese zusätzlich oder alternativ durch Löten,
Schweißen, Kleben oder durch andersartige, insbesondere
mechanische, Befestigungsmittel aneinander festgelegt werden.
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Wie
sich aus
1 ergibt, sind die Klemmklauen
2,
3 als
voneinander separate Bauteile ausgebildet, die über zwei
quer zur Einsteckrichtung E voneinander beabstandete Drehgelenke
10 gelenkig
miteinander verbunden sind, wobei auch eine Ausführungsform
analog zur
DE
10 2005 063 239 A1 mit einstückig miteinander
ausgebildeten Klemmklauen
2,
3 rea lisierbar ist,
die vorzugsweise über ein Filmscharnier verschwenkbar sind.
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Die
Federmittel 7 sind in sich quer zur Längserstreckung
des Kontaktierungssteckers 1 erstreckenden Nuten 11, 12 aufgenommen,
die die Federmittel 7 führen. Die Federelemente 8, 9 greifen
abschnittsweise in diese Nuten 11, 12 ein, wobei
die Nuten 11, 12 derart angeordnet sind, dass
sie sich in einer Ebene mit den nicht gezeigten Kontaktpunkten befinden,
an denen die Kontaktelemente 6 von beiden Seiten an dem
nicht dargestellten Kontaktträger anliegen. Somit liegen
die Kontaktkräfte sowie die auf die Klemmklauen 2, 3 wirkende
Klemmkraft in einer gemeinsamen Wirkebene. Die Kontaktelemente 6 verbinden
Anschlussleitungen 29 eines Kabelbaums 30 mit
den entsprechenden elektrischen Kontakten 27 des Kontaktträgers 25.
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Anstelle
der von Drahtfederelementen gebildeten Federmittel können
auch Federmittel eingesetzt werden, die aus einem, vorzugsweise
gummielastischen, Elastomermaterial ausgebildet sind. Auch ist es
möglich, als Schrauben- oder Spiralfeder ausgebildete,
die Klemmklauen 2, 3 auf Zug belastende Federelemente
einzusetzen.
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Aus 1 ergibt
sich weiterhin, dass an jeder Längsseite des Kontaktierungssteckers 1 ein
von den Klemmklauen 2, 3 begrenzter, sich in Einsteckrichtung
E erstreckender Aufnahmekanal 13, 14 vorgesehen
ist. Die Aufnahmekanäle 13, 14 dienen
zur jeweiligen Aufnahme eines Gegeneinsteckelementes, welches bevorzugt
an der in 1 nicht gezeigten Kontaktierungssteckeraufnahme
angeordnet ist. Die Gegeneinsteckelemente sorgen über entsprechende
Anlaufschrägen dafür, dass die Klemmklauen 2, 3 beim
Einschieben in die Kon taktierungssteckeraufnahme relativ zueinander
um die Drehgelenke 10 verschwenkt werden, wobei bei diesem
Verschwenkvorgang die Federmittel 7 gespannt und die Klemmklauen 2, 3 in
Richtung aufeinander zu federkraftbeaufschlagt werden.
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Aus 1 ergibt
sich weiterhin, dass die Klemmklauen 2, 3 in dem
gezeigten, nicht eingesteckten, d. h. den Kontaktträger
nicht kontaktierenden Zustand sich mittels einander zugeordneter
Anschlagflächen 15, 16; 17, 18 aneinander
abstützen. Die Anschlagflächen 15, 16 bzw. 17, 18 bilden
Anschläge, die die Klemmklauen 2, 3 in
einem in Einsteckrichtung E von den Drehgelenken 10 voneinander
beabstandeten Bereich soweit voneinander beabstanden, dass die Kontaktelemente 6 nicht
mit der von den Federmitteln 7 erzeugten Klemmkraft beaufschlagt
werden, wodurch eine plastische und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
zusätzlich eine elastische Verformung der Kontaktelemente 6 im
gezeigten, nicht eingesteckten Zustand des Kontaktierungssteckers 1 mit
Vorteil vermieden wird. Bei der Ausführungsform gemäß 1 werden
die Klemmklauen 2, 3 in einem Bereich zwischen
den quer zur Einsteckrichtung E voneinander beabstandeten Anschlagflächen 15, 16; 17, 18 soweit
voneinander beabstandet, dass die Kontaktelemente der in der Zeichnungsebene
oberen Klemmklaue 2 die gegenüberliegende Klemmklaue 3 und
deren Kontaktelemente 6 nicht berühren und auch
kein Kontakt zwischen den Kontaktelementen 6 der in der
Zeichnungsebene unteren Klemmklaue 3 und der oberen Klemmklaue 2 oder den
Kontaktelementen 6 der oberen Klemmklaue 2 gegeben
ist.
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Wie
sich aus 1 ergibt, sind die Anschlagflächen 15, 16; 17, 18 stirnseitig
an einstückig mit den Klemmklauen 2, 3 ausgebildeten
Anschlagabschnitten 19, 20; 21, 22 ausgebildet,
die sich im Wesentlichen senkrecht zur Einsteck richtung E in Richtung der
jeweils gegenüberliegenden Klemmklaue 2, 3 erstrecken.
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2 zeigt
eine montierte Kontaktierungsverbindung 23. Zu erkennen
ist der Kontaktierungsstecker 1, der mit seinem Montagehilfsgehäuse 24 in einer
fest mit einem als Leiterplatte ausgebildeten Kontaktträger 25 verbundenen
Kontaktierungssteckeraufnahme 26 aufgenommen ist. Zu erkennen
ist, dass sich die Federmittel 7 nicht an der Kontaktierungssteckeraufnahme 26 abstützen.
Die von den Kontakthaltern 4, 5 bzw. Klemmklauen 2, 3 getragenen,
nur teilweise dargestellten Kontaktelemente 6 kontaktieren
unmittelbar als Leiterbahnen ausgebildete elektrische Kontakte 27 auf
beiden Flachseiten des als Leiterplatte ausgebildeten Kontaktträgers 25. Die
Klemmklauen 2, 3 stützen sich unmittelbar
mit Anlageflächen 28 an den elektrischen Kontakten 27 ab,
wodurch die Lage der Kontaktelemente 6 zu den elektrischen
Kontakten 27 definiert wird und eine Unabhängigkeit
der von den Kontaktelementen 6 erzeugten Kontaktkräfte
von den von den Federmitteln 7 erzeugten Klemmkräften
resultiert.
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Die
in 1 gezeigten Anschlagflächen 15 bis 18,
die eine Beschädigung der Kontaktelemente 6 im
nicht eingesteckten Zustand des Kontaktierungssteckers 1 verhindern,
sind in der Darstellung gemäß 2 aufgrund
der Lage der Schnittlinie nicht zu erkennen.
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Aus 2 ist
die Position eines Gegeneinsteckelementes 31 zu erkennen,
das einteilig mit der Kontaktierungssteckeraufnahme 26 ausgebildet
ist, und das beim Einschieben in den zugehörigen Aufnahmekanal
das von den Klemmklauen 2, 3 gebildete Klemmmaul
aufspreizt, derart, dass die Klemmklau en 2, 3 um
die zugehörigen Drehgelenke 10 verschwenkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005063239
A1 [0002, 0012, 0018, 0023]