-
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Gehäuse und Steckanschlüssen darin sowie eine mit einem solchen Steckverbinder versehene Vorrichtung.
-
Allgemein ist ein entsprechender Steckverbinder beispielsweise aus der
DE 102007013881 A1 bekannt. Ein Steckverbinder an einer Heizvorrichtung ist aus der
DE 10021521 A1 bekannt, wobei der Träger flach oder als Rohr ausgebildet sein kann und somit eine konvexe Oberfläche aufweisen kann.
-
Aufgabe und Lösung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Steckverbinder sowie eine damit versehene Vorrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und es insbesondere möglich ist, einen Steckverbinder einfach und dauerhaft an einer entsprechenden Vorrichtung zu deren elektrischem Anschluss zu befestigen.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für den Steckverbinder oder nur für die Vorrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für den Steckverbinder als auch für die Vorrichtung selbstständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Es ist vorgesehen, dass der Steckverbinder ein Gehäuse und mehrere Steckanschlüsse darin aufweist, die vorteilhaft metallisch sind, besonders vorteilhaft aus einem Metallblech herausgestanzt bzw. herausgearbeitet sind. Der Steckverbinder weist mehrere Kontaktfüsse auf, die jeweils mit den Steckanschlüssen verbunden sind bzw. einteilig mit diesen zusammenhängen und an der Unterseite des Gehäuses aus diesem herausstehen bzw. von diesem abstehen. Dabei können sie besonders vorteilhaft zur Seite hin aus dem Gehäuse herausstehen oder seitlich über dieses überstehen. Die Kontaktfüsse dienen zur elektrischen Kontaktierung und zur mechanischen Befestigung des Steckverbinders an der Vorrichtung bzw. an einem Träger der Vorrichtung.
-
Erfindungsgemäß weist ein Kontaktfuß ein U-förmiges Fußende mit zwei Schenkeln auf, wobei auch eine Hakenform vorgesehen sein kann. Die beiden Schenkel sind vorteilhaft in etwa parallel zueinander. Ein oberer Schenkel geht in den Kontaktfuß über bzw. der Kontaktfuß in den oberen Schenkel. Dann kommt eine Biegung der U- bzw. Hakenform und dann ein unterer Schenkel, so dass zwischen den beiden Schenkeln eine Aussparung vorgesehen ist. Der untere Schenkel ist an der von dem Gehäuse weg weisenden Seite bzw. zu dem vorgenannten Träger hin vorgesehen. So wird also im Wesentlichen der untere Schenkel des Kontaktfusses mit dem Träger bzw. der Vorrichtung verbunden. Dadurch ist es möglich, dass das Gehäuse des Steckverbinders einen etwas größeren Abstand zu dem Träger bzw. der Vorrichtung aufweisen kann, was vorteilhaft ist, wenn es eine Heizvorrichtung ist bzw. wenn der Träger hohe Temperaturen aufweist, insbesondere auch beim Festlöten oder Anschweißen. Des Weiteren wird sowohl durch die etwas längliche Form der Kontaktfüsse als auch vor allem durch die Ausbildung des Fußendes mit der U- bzw. Hakenform und dem Befestigen mit dem unteren Schenkel des Fußendes eine gewisse Elastizität und/oder Federwirkung erreicht. Durch geeignete Materialwahl und Dimensionierung kann diese Federwirkung beeinflusst werden. Vorteilhaft ist sie so, dass bei den normalen Kräften beim Aufstecken eines Steckers auf den Steckverbinder bzw. auch beim Abziehen ein geringer Federweg von maximal 1 mm oder 2 mm gegeben ist bzw. ausgeschöpft wird. Gleichzeitig ist aber immer noch eine stabile und definierte Anordnung und Ausrichtung des Steckverbinders gegeben.
-
Vorteilhaft verlaufen die Kontaktfüsse im Wesentlichen quer zu den Steckanschlüssen bzw. deren vorgesehener Steckrichtung. So ist es auch möglich, dass sie seitlich unter dem Gehäuse herausstehen und für eine Befestigung bzw. ein Festlöten oder ein Festschweißen sichtbar und erreichbar sind. Des Weiteren ist so auch eine gewisse Federwirkung möglich, wenngleich sie relativ gering ist. Zur Erhöhung der Federwirkung müssten die Kontaktfüsse länger gemacht werden, was dann aber wiederum mehr Platz benötigt als gewünscht ist.
-
Vorteilhaft steht nicht nur allgemein der Kontaktfuß seitlich über das Gehäuse über oder an der Unterseite aus diesem heraus, sondern vor allem das vorgenannte Fußende mit den beiden Schenkeln und der Aussparung dazwischen. Besonders vorteilhaft sollte der gesamte untere Schenkel seitlich überstehen, da mit ihm die Befestigung am Träger erfolgt.
-
In Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge des unteren Schenkels mindestens 100 % bis 300 % der maximalen Höhe der Aussparung bzw. des Zwischenraumes im Fußende. Mittels dieser Höhe kann ein maximaler Federweg eingestellt werden. Des Weiteren sollte die Höhe natürlich auch nicht zu groß sein, damit die Bauhöhe des Steckverbinders über dem Träger nicht zu groß wird. Ebenso sollte der untere Schenkel zwar eine gewisse Länge haben, insbesondere auch für eine gute Kontaktierung und Befestigung an dem Träger. Gleichzeitig sollte der untere Schenkel auch nicht zu lang sein, so dass er besonders vorteilhaft nicht unter das Gehäuse greift und gleichzeitig der gesamte Kontaktfuß nicht zu weit seitlich von dem Gehäuse absteht, wodurch Einbauplatzprobleme vermieden werden können.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aussparung oder ein entsprechender Zwischenraum im Fußende zwischen den beiden Schenkeln nach innen, also quasi zu einem Raum oder in einen Raum an der Unterseite des Gehäuses. Das Fußende weist also mit der Biegung nach außen. So wird ein gutes Verhältnis zwischen Breite des gesamten Steckverbinders, Länge der Kontaktfüsse bzw. des Fußendes und Federwirkung sowie Länge des thermischen Weges innerhalb des Kontaktfusses vom Träger in den Steckverbinder hinein erreicht.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Aussparung bzw. ein entsprechender freier Zwischenraum eine Höhe haben, die zwischen 50 % und 150 % der Höhe des Kontaktfusses aufweist in seinem Bereich an das Fußende heran. Vorteilhaft besteht ein Kontaktfuß aus Metallblech mit einer Dicke zwischen 0,3 mm und 2 mm, besonders vorteilhaft 0,5 mm bis 1 mm. Der Kontaktfuß weist also einen rechteckförmigen Querschnitt auf, wobei die Höhe des Kontaktfusses bis an das Fußende heran größer sein sollte als seine Dicke bzw. eine Materialstärke.
-
In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aussparung bzw. der entsprechende Zwischenraum über den größten Teil der Länge eine gleichbleibende Höhe auf. Dies gilt insbesondere für mindestens 90% bis 95% der Länge des Kontaktfusses, und zwar bis an das Fußende heran oder sogar bis an die U-förmige Biegung im Fußende.
-
Die genannte Aussparung bzw. der entsprechende Zwischenraum kann zu der Biegung hin verjüngt sein, zumindest am äußeren Ende. So kann eine Art V-förmige Verjüngung vorgesehen sein. Ein Winkel zwischen der Längsachse des oberen Schenkels und der Längsachse des unteren Schenkels bzw. in der V-Form kann dabei zwischen 5° und 45° liegen, vorteilhaft zwischen 15° und 30°.
-
In Ausgestaltung der Erfindung kann in der Aussparung bzw. in dem entsprechenden Zwischenraum zur Biegung hin eine abgerundete, vergrößerte Öffnung vorgesehen sein. Dadurch kann die Federwirkung verbessert werden. Die Öffnung kann vorteilhaft in etwa kreisförmig ausgebildet sein bzw. als Teilkreis. Ein Durchmesser oder eine lichte Höhe der Aussparung bzw. des Zwischenraumes kann größer sein als ihre maximale Höhe.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass eine Unterseite des unteren Schenkels abgeschrägt ist, besonders vorteilhaft nach innen zum Gehäuse bzw. zu einer Mittel-Längsachse des Gehäuses hin. Eine Bezugsebene für die Abschrägung kann auch so gebildet sein, dass sie von allen Kontaktfüssen berührt wird bzw. von diesen gebildet ist, so dass die Unterseite des einen unteren Schenkels, vorzugsweise mehrere Unterseiten, im Vergleich zu dieser Ebene gleich abgeschrägt sind. Ein solcher Winkel einer Abschrägung kann zwischen 5° und 30° liegen, vorzugsweise zwischen 15° und 25°. Dies ist dann vorteilhaft, wenn der Träger, an dem der Steckverbinder befestigt werden soll, gewölbt ist, und zwar entweder konvex oder konkav. Wenn vorteilhaft mehrere Kontaktfüsse von dem Steckverbinder abstehen, und zwar an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses, und dann alle Kontaktfüsse an ihrer Unterseite auf einer Seite des Gehäuses gleich abgeschrägt sind und die Kontaktfüsse an der gegenüberliegenden Seite entsprechend, können alle Kontaktfüsse mit ihren Unterseiten gleich gut auf dem Träger anliegen. So kann ein einigermaßen gleich bleibender Lötspalt erreicht werden. Zur Verbesserung desselben können die genannten Unterseiten der Kontaktfüsse sogar noch einer Wölbung des Trägers entsprechend gebogen ausgeschnitten sein. Des Weiteren wird bei einer solchen angepassten Form weniger Lötzinn benötigt.
-
Des Weiteren wird durch eine solche Biegung im Fußende eine Erwärmung des Steckverbinders über die Kontaktfüsse beim Festlöten oder Festschweißen der unteren Schenkel mit einem Träger reduziert. Des Weiteren wird der festgelötete bzw. festgeschweißte Kontaktfuß dabei weniger gekühlt, so dass kürzere Lötzeiten möglich sind.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an einer Unterseite des unteren Schenkels des Fußendes am Übergang zur nach außen weisenden Biegung ein Radius bzw. eine Abrundung vorgesehen sein, und zwar vorteilhaft am weitesten außen gelegenen Punkt des unteren Schenkels. Ein solcher Radius vereinfacht die Herstellung des Kontaktfusses und ermöglicht ebenfalls einen optimierten Lötspalt.
-
Des Weiteren ist es möglich, dass ein vorgenannter Radius bzw. eine vorgenannte Abrundung an einem über die sonstige Unterseite des unteren Schenkels überstehenden Vorsprung ausgebildet ist. Ein solcher Vorsprung weist den Vorteil auf, dass bei der Befestigung an einem plan ausgebildeten Träger ein definierter Lötspalt entsteht, wobei der wesentliche Teil der Unterseite des unteren Schenkels einen kleinen Abstand zu dem Träger aufweist. Ein vorgenannter Radius kann im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm liegen, vorteilhaft von 0,4 mm bis 1 mm. Der vorgenannte Vorsprung kann bezüglich einer planen Ebene gesehen 0,1 mm bis 1 mm betragen, vorteilhaft 0,3 mm bis 0,7 mm.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Kontaktfuß, insbesondere im Bereich des Fußendes bzw. vor einer vorgenannten Biegung, also kurz vor dem oberen Schenkel des Fußendes oder im oberen Schenkel des Fußendes, eine Ausnehmung bzw. Vertiefung vorgesehen, also eine Verringerung der Materialdicke. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn diese Ausnehmung bzw. Vertiefung seitlich eingebracht wird. Sie kann beispielsweise durch eine Prägung oder eine Kerbung vorgesehen sein. So kann eine Flexibilität in der Befestigung der Kontaktfüsse erreicht werden, weil hier eine Materialschwächung und somit eine größere Nachgiebigkeit erreicht wird. So können in Steckrichtung auf den Steckverbinder wirkende Kräfte zusätzlich besser aufgenommen werden bzw. so wird eine zusätzliche Federwirkung erreicht.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft einen vorbeschriebenen Steckverbinder auf, besonders vorteilhaft nur einen einzigen. Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Steckverbinder sämtliche Fußenden, unter Umständen auch ein Großteil der aus dem Gehäuse herausstehenden Kontaktfüsse, gleich bzw. identisch ausgebildet ist. Dabei stehen die Kontaktfüsse mit den Fußenden vorteilhaft an zwei gegenüberliegenden Seiten aus dem Gehäuse heraus.
-
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schräge Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Steckverbinder,
-
2 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch den Steckverbinder aus 1,
-
3 und 4 zwei Abwandlungen von Ausbildungen von Kontaktfüßen für den Steckverbinder mit unterschiedlich ausgebildeten Aussparungen,
-
5 eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung mit einem flachen Träger, auf dem ein Steckverbinder und eine Heizeinrichtung angeordnet sind und
-
6 und 7 Abwandlungen einer Heizvorrichtung ähnlich 5 mit unterschiedlich gewölbten Trägern.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 11 in schräger Draufsicht dargestellt. Er weist, wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, ein Gehäuse 12 mit einem Innenraum 13 auf, in dem nach oben stehende Steckanschlüsse 14a bis 14c angeordnet sind. Dies sowie vor allem die Ausbildung des Innenraums 13 ist dem Fachmann an sich bekannt und braucht hier nicht näher dargelegt zu werden, auch eine an der Innenseite vorgesehene Codierung durch Vorsprünge und Ausnehmungen sowie eine Zweiteilung des Innenraums.
-
Wie vor allem auch aus der 2 deutlich wird, stehen unten am Gehäuse 12 bzw. am Steckverbinder 11 Kontaktfüße 16a bis 16f ab. Diese Kontaktfüße 16 sind an sich jeweils identisch ausgebildet, wie aus den Vergrößerungen in 3 und 4 deutlich wird, und sie sind einstückig mit den Steckanschlüssen 14 verbunden bzw. gehen zumindest teilweise in diese über, insbesondere im hinteren Innenraum 13 an die Steckanschlüsse 14a bis 14c. Die vorderen drei Kontaktfüße 16d bis 16f weisen anders ausgebildete Steckanschlüsse auf, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen wird.
-
Die Kontaktfüße 16 sind samt den Steckanschlüssen 14 in das Gehäuse 12 integriert, und zwar entweder nach dessen Herstellung, vorteilhaft aus Kunststoff, eingepresst oder aber direkt mit eingespritzt. Die Kontaktfüße 16 stehen unten am Gehäuse 12 seitlich aus diesem heraus. Sie könnten auch von dessen Unterseite abstehen.
-
Ein Kontaktfuß 16 weist gemäß der 3 und 4 einen von dem Steckanschluss 14 weg führenden länglichen Verlauf auf hin zu einem Fußende 18. Am Fußende 18 ist nun ein oberer Schenkel 19 vorgesehen, der quasi die Verlängerung des oberen Kontaktfußes bildet. Der obere Schenkel 19 weist eine Biegung 21 zu einem unteren Schenkel 20 auf. Dabei verlaufen der obere Schenkel 19 und der untere Schenkel 20 in etwa parallel. Hier ist der Bereich der Biegung 21 relativ breit dargestellt, so dass die eingangs genannte Federwirkung nur sehr geringfügig oder gar nicht vorhanden ist. Seitliche Kräfte können dadurch jedoch immer noch erheblich besser aufgefangen werden. Auch die verringerte Wärmeleitung bleibt erhalten.
-
Im Kontaktfuß 16 am oberen Schenkel 19 oder zumindest am Übergang dazu ist eine Prägung 25 vorgesehen, die seitlich eingebracht ist, wie die 1 zeigt. Die Prägung 25 erstreckt sich über eine Breite im Bereich der Höhe des Kontaktfußes 16 und kann in ihrer Tiefe 10% bis 30% oder 40% der Dicke des Materials des Kontaktfußes 16 betragen. Die Prägung soll vor allem eine Materialverdünnung und somit eine gewisse Schwächung bewirken, wodurch die eingangs genannten einwirkenden Kräfte in horizontaler und vertikaler Richtung auf den Steckverbinder 11 besser abgefedert werden können. Des Weiteren wird dadurch, ähnlich wie durch die Biegung im Fußende 18, noch einmal ein Wärmeeintrag beim Festlöten bzw. Festschweißen in den Steckverbinder 11 hinein reduziert.
-
Am unteren Schenkel 20 ist links zur Biegung 21 hin ein Vorsprung 26 vorgesehen. Dieser weist einen im Wesentlichen runden Radius auf, der die zuvor genannten 0,4 mm bis 1 mm betragen kann. Der Vorsprung 26 steht dabei über die Unterseite des unteren Schenkels 20 nach unten über. Zu seinem freien Ende nach rechts hin weist der untere Schenkel 20 eine Abschrägung 28 auf. Deren Winkel α zur Unterseite bzw. zu einer Ebene, an der sämtliche Unterseiten der Kontaktfüße 16 anliegen, beträgt beispielsweise 15° und liegt im vorgenannten Bereich. Dies kann aber auch variieren, abhängig vom Verwendungszweck für den Steckverbinder 11.
-
In der 2 ist eine Aussparung 23 im Fußende 18 mit gleich bleibender Höhe versehen. Eine Abwandlung dazu findet sich in der 3, wo in der Aussparung 23 noch eine vergrößerte Öffnung 24a vorgesehen ist, die hier im Prinzip teilkreisförmig ist. Der Radius dieser Öffnung 24a beträgt etwa 0,8 mm bis 2 mm. Dies dient, ähnlich wie die Prägung 25, zur besseren Abfederung von auf den Steckverbinder 11 wirkenden Kräften im montierten Zustand sowie zur Reduzierung einer Wärmeleitung vom unteren Schenkel 20 beim Löten in den Steckverbinder 11.
-
In einer nochmals weiteren Abwandlung gemäß 4 ist bei einem Kontaktfuß 16 die Aussparung 23 mit einer keilförmig verjüngten Öffnung 24b versehen. Während die runde Öffnung 24a gemäß 3 vor allem nach oben in den oberen Schenkel 19 bzw. den länglichen Bereich des Kontaktfußes 16 hinein wirkt, erstreckt sich die keilförmige Aussparung 24b nach links in die Biegung 21 hinein. Sie dient aber ebenfalls zur Verbesserung der Federwirkung sowie zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit.
-
In 5 ist eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung 31 dargestellt mit einem flachen Träger 32 und Kontaktfeldern 33, auf denen, links dargestellt, mittels Lötzinn 34 der Steckverbinder 11 mit seinen Kontaktfüßen 16 angebracht bzw. festgelötet ist. Dabei ist zu erkennen, dass eine Verlötung sehr gut erfolgt, weil durch den Vorsprung 26 am unteren Schenkel 20 der Lötspalt zwischen der sonstigen Unterseite des unteren Schenkels 20 und dem Kontaktfeld 33 genau vorgegeben ist für derart flache Träger 32.
-
Die Kontaktfelder
33 sind mittels Leiterbahnen
35 verbunden, wobei im rechten Bereich eine Heizeinrichtung
37 damit kontaktiert wird. Diese Heizeinrichtung
37 kann, wie beispielsweise in der eingangs genannten
DE 10021512 A1 beschrieben ist, mehrere Heizleiter aufweisen, vorzugsweise in Dickschichttechnik, die direkt auf den Träger
32 aufgebracht sind. Im linken Bereich führt die Leiterbahn
35 zu einer Steuerung
38 als separates elektrisches bzw. elektronisches Bauteil.
-
In 6 ist eine Abwandlung einer Heizvorrichtung 131 dargestellt, deren Träger 132 relativ stark gewölbt ausgebildet ist. Die Wölbung des Trägers 132 ist hier derart ausgebildet, dass die Abschrägungen 28 an den unteren Schenkeln 20 des Steckverbinders 11 in etwa mit ihrem Mittelbereich tangential zur Oberfläche des Trägers 132 verlaufen. Somit ist auch hier ein über eine gewisse Länge vorgesehener, relativ schmaler Lötspalt gegeben für eine gute Verlötung an hier nicht dargestellte Kontaktfelder am Träger 132.
-
In der 7 ist eine nochmals weitere Abwandlung einer Heizvorrichtung 231 mit einem gewölbten Träger 232 dargestellt, der allerdings deutlich geringer gewölbt ist als in 6. Die Wölbung ist hier derart ausgebildet, dass der Vorsprung 26 an den unteren Schenkeln 20 des Steckverbinders 11 am Träger anliegt und auch die Ecke des Übergangs des geraden Bereichs des unteren Schenkels 20 in die Abschrägung 28. Somit ist auch hier ein vorteilhafter Lötspalt gegeben, wenngleich dieser durch mehrere Auflagepunkte definiert ist, zwischen denen der Lötspalt zwar variiert, aber jeweils vorteilhafte Höhe aufweist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007013881 A1 [0002]
- DE 10021521 A1 [0002]
- DE 10021512 A1 [0037]