DE102008001787A1

DE102008001787A1 - Elektrischer Pressfit-Steckverbinder mit seitlich abgewinkeltem Powerpin

Info

Publication number: DE102008001787A1
Application number: DE102008001787A
Authority: DE
Inventors: Christoph Emde; Ruediger Schoen-Hermenau; Mitja Buhmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-11-19
Also published as: WO2009138277A1; EP2289130B1; CN102027641A; EP2289130A1; US20110130053A1; US8187007B2

Abstract

Ein elektrischer Pressfit-Steckverbinder (1) zur Befestigung auf einer Leiterplatte (2) umfasst Kontakte (3, 3a, 3b), die auf der Vorder- und Rückseite (5, 8) des Steckverbinders (1) jeweils als ein- oder mehrreihige Messerleiste (7, 12) angeordnet sind und die auf der Vorderseite (5) des Steckverbinders (1) als Kontaktstifte (6, 6a) zum Kontaktieren eines Gegensteckers und auf der Rückseite (8) als Pressfit-Stifte (9, 9a) zum Einpressen in metallisierte Bohrungen (11) in der Leiterplatte (2) ausgebildet sind, wobei erfindungsgemäß entweder der Kontaktstift (6a) oder der Pressfit-Stift (9a) mindestens eines Kontakts (3a) der Messerleisten (7, 12) in Längsrichtung der Messerleisten (12) gegenüber seinem zugehörigen Pressfit-Stift (9a) bzw. Kontaktstift (6a) seitlich versetzt angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Pressfit-Steckverbinder nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger elektrischer Pressfit-Steckverbinder ist beispielsweise durch die EP 0 901 188 A2 bekannt geworden.
In heutigen Steuergeräten in Leiterplattentechnik wird die elektrische Verbindung vom Kundenstecker zu der Leiterplatte mittels Pressfit-Steckverbindern hergestellt, deren Kontakte einenends als Kontaktstifte einer vorderseitigen Messerleiste zum Kontaktieren des Kundensteckers und anderenends als verformbare Einpress(Pressfit)-Stifte einer rückseitigen Messerleiste zum Einpressen in Hülsen oder metallisierte Bohrungen in der Leiterplatte ausgebildet sind. Durch das Einpressen entsteht eine gasdichte und elektrisch leitende Verbindung zwischen den Pressfit-Stiften und den Leiterplattenbohrungen. Bei den bekannten Pressfit-Steckverbindern sind die Pressfit- und Kontaktstifte der einzelnen Kontakte jeweils symmetrisch zur Mittellinie bzw. Mittelebene ihrer Kontakte. Dies hat zur Folge, dass durch den Kundenstecker nicht nur die Position der Kontaktstifte innerhalb des Pressfit-Steckverbinders vorgegeben werden, sondern auch die Positionen der metallisierten Bohrungen in der Leiterplatte.
Innerhalb einer Steuergerätefamilie müssen verschiedene Kundenstecker mit Unterschieden in Pinanzahl, Pinposition usw. dargestellt werden. Mit der Pinanzahl wächst auch die Breite des Pressfit-Steckverbinders. Bei Steuergeräten mit kompakten Gehäuseabmessungen kann der Kundenstecker größenbestimmend sein, d. h., die Breite des Pressfit-Steckverbinders kann kleiner sein als die Breite des Kundensteckers. Um alle Steckerkontakte des Kundensteckers zu kontaktieren, muss die Leiterplatte solcher Steuergeräte im Steckerbereich zum Einpressen eines entsprechend breiten Pressfit-Steckverbinders breiter ausgeführt werden. Diese Verbreiterung der Leiterplatte im Steckerbereich führt zu einem nicht nutzbaren Bereich der Leiterplatte, der bei der Leiterplattenherstellung weggefräst wird. Die damit verbundene nicht optimale Ausnutzung des Großsubstrats führt zu einer Erhöhung der Kosten pro Einzelnutzen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Kontakt- und Pressfit-Stifte eines oder mehrerer außenliegender Kontakte des Pressfit-Steckverbinders zueinander seitlich versetzt anzuordnen, um so die gleiche nutzenoptimierte Leiterplattenkontur (schmale Leiterplatte ohne weggefrästen Teil) für schmale und breite Kundenstecker einsetzen zu können. Mit anderen Worten ist durch den erfindungsgemäßen Pressfit-Steckverbinder ein Adapter bereitgestellt, der beispielsweise eine breite Leiterplatte auf einen schmalen Kundenstecker oder eine schmale Leiterplatte auf einen breiten Kundenstecker abbilden kann, wodurch sich zusätzliche Freiheitsgrade bei der Leiterplattengeometrie ergeben. Somit lassen sich kleine und damit kostengünstige Leiterplatten auch in Steuergeräten mit breiten Kundensteckern einsetzen.
Unterscheiden sich die Kundenstecker beispielsweise nur in der Anzahl der Kontakte (identisches Rastermaß der Pins) und damit in der Breite, kann die steuergeräteinterne Schnittstelle zur Leiterplatte vereinheitlicht werden. Dadurch können Steuergeräte mit unterschiedlichen Kundensteckervarianten mit einem Leiterplattentyp aufgebaut werden. Dies verringert die Varianz in den Leiterplattenlayouts (geringerer Logistik- und Freigabeaufwand) und entkoppelt die Entwicklung neuer Steuergeräte-Gehäuse von der Layoutentwicklung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Pressfit-Steckverbinders sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:
1 den auf einer Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Pressfit-Steckverbinder mit einem seitlich nach außen abgewinkelten Pressfit-Stift eines Powerpins; und
2 den auf einer Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Pressfit-Steckverbinder mit einem seitlich nach innen abgewinkelten Pressfit-Stift eines Powerpins.
Ausführungsformen der Erfindung
Der in 1 gezeigte elektrische Pressfit-Steckverbinder 1 wird mittels Einpresstechnik (Pressfit-Technik) auf einer Leiterplatte 2 befestigt.
Der Pressfit-Steckverbinder 1 umfasst elektrische Kontakte 3, die in Bohrungen einer Kontaktträgerplatte 4 aus elektrisch isolierendem Material befestigt sind und zu beiden Seiten der Kontaktträgerplatte 4 vorstehen. Auf der einen Seite der Kontaktträgerplatte 4, nämlich auf der leiterplattenabgewandten Vorderseite 5 des Steckverbinders 1, sind die Kontakte 3 als parallele Kontaktstifte (Kontaktpins) 6 zum Kontaktieren eines Kunden- oder Gegensteckers ausgebildet und als Messerleiste 7 (Rastermaß A) angeordnet. Auf der anderen Seite der Kontaktträgerplatte 4, nämlich auf der leiterplattenzugewandten Rückseite 8 des Steckverbinders 1, sind die Kontakte 3 als parallele verformbare Pressfit-Stifte (Einpressstifte) 9 mit einem federnden Kern 10 zum Einpressen in metallisierte Bohrungen 11 in der Leiterplatte 2 ausgebildet und ebenfalls als Messerleiste 12 (Rastermaß A) angeordnet. Die beiden Messerleisten 7, 12 mit dem gleichen Rastermaß A sind parallel zueinander ausgerichtet und können ein- oder mehrreihig ausgeführt sein.
Die äußersten linken und rechten Kontakte 3a, 3b des Steckverbinders 1 dienen aufgrund ihres gegenüber den übrigen Kontakten 3 größeren Querschnitts als Kontaktpins für hohe Ströme und werden als „Powerpin” bezeichnet. Der Durchmesser der Powerpins 3a, 3b kann insbesondere auch gleich oder größer dem Rastermaß A der übrigen Kontakte 3 sein und im Falle von mehrreihigen Messerleisten insbesondere auch gleich oder größer dem Reihenabstand der Kontaktreihen sein.
Der Pressfit-Stift 9a des linken Powerpins 3a ist in Längsrichtung der Messerleisten 7, 12 in Richtung fort von dem rechten Powerpin 3b, also nach links, seitlich versetzt gegenüber seinem zugehörigen Kontaktstift 6a angeordnet. Genauer gesagt weist der linke Powerpin 3a zwischen seinem Pressfit-Stift 9a und seinem Kontaktstift 6a einen innerhalb der Kontaktträgeplatte 4 in Längsrichtung der Messerleisten 7, 12 verlaufenden mittleren Kontaktabschnitt 13 auf, gegenüber dem der Kontaktstift 6a und der Pressfit-Stift 9a jeweils um 90° abgewinkelt sind. Der kontaktfreie Abstand B zwischen dem seitlich versetzten Pressfit-Stifts 9a des linken Powerpins 3a und dem nicht-versetzten Pressfit-Stift 9 des nächstbenachbarten Kontakts 3 entspricht vorzugsweise einem ganzzahligen Vielfachen des Rastermaßes A der rückseitigen Messerleiste 12.
Mit dem in 1 gezeigten Design der Leiterplatte 2 können durch unterschiedlich lange Kontaktabschnitte 13 des Powerpins 3a sowie durch eine seitlich versetzte Anordnung des Kontaktstiftes 6a des Powerpins 3a entweder nach rechts, wie in 1 gezeigt, oder nach links unterschiedlich breite Kundenstecker, also Kundenstecker mit einer unterschiedlichen Anzahl an Steckerkontakten, dargestellt werden. Die Anzahl der Signale ist in diesem Fall auf die Schnittmenge der Kontakte von Pressfit-Steckverbinder 1 und Kundenstecker begrenzt, d. h. dass für die Kombination eines breiten Steckverbinders mit einer schmalen Leiterplatte (2) nicht alle Kontakte des Kundensteckers kontaktiert werden können, da im Bereich des kontaktfreien Abstands B keine Kontaktstifte vorhanden sind. Bei breiteren Leiterplatten 2 hat der in 1 seitlich nach innen versetzte Powerpin 3a den Vorteil, daß auch schmalere Kundenstecker mit weniger Steckerpins realisiert werden können, ohne die Leiterplatte 2 ändern zu müssen.
Vom Pressfit-Steckverbinder der 1 unterscheidet sich der in 2 gezeigte Pressfit-Steckverbinder 1 lediglich dadurch, dass hier umgekehrt der Kontaktstift 6a des linken Powerpins 3a seitlich nach links versetzt zum Pressfit-Stift 9a angeordnet ist. Der kontaktfreie Abstand B zwischen dem seitlich versetzten Kontaktstift 6a des linken Powerpins 3a und dem nicht-versetzten Kontaktstift 6a des nächstbenachbarten Kontakts 3 entspricht vorzugsweise einem ganzzahligen Vielfachen des Rastermaßes A der vorderseitigen Messerleiste 7.
Da bei den in 1 und 2 gezeigten Pressfit-Steckverbindern 1 die zu überbrückenden Abstände B bei den Kombinationen

– breite Leiterplatte 2 und schmale vorderseitige Messerleiste 7 (1)
– schmale Leiterplatte 2 und breite vorderseitige Messerleiste 7 (2)

3a

Bei den in den 1 und 2 gezeigten Pressfit-Steckverbindern 1 sind nur bei dem linken Powerpin 3a der Kontaktstift 6a und der Pressfit-Stift 9a gegeneinander seitlich versetzt angeordnet. Bei anderen nicht gezeigten Ausführungsformen sind zusätzlich auch bei dem rechten Powerpin 3b der Kontaktstift 6a und der Pressfit-Stift 9a gegeneinander seitlich versetzt angeordnet, wodurch der Steckverbinder 1 symmetrisch zu seiner Mittelebene ist und symmetrisch zur Leiterplatte 2 angeordnet werden kann.
Anders als bei den in den 1 und 2 gezeigten Pressfit-Steckverbindern 1, bei denen die beiden Messerleisten 7, 12 parallel zueinander ausgerichtet sind, können die beiden Messerleisten 7, 12 auch unter einem Winkel von bevorzugt 90° gegeneinander abgewinkelt sein.
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

- EP 0901188 A2 [0002]

Claims

Elektrischer Pressfit-Steckverbinder (1) zur Befestigung auf einer Leiterplatte (2), mit Kontakten (3, 3a, 3b), die auf der Vorder- und Rückseite (5, 8) des Steckverbinders (1) jeweils als ein- oder mehrreihige Messerleiste (7, 12) angeordnet sind und die auf der Vorderseite (5) des Steckverbinders (1) als Kontaktstifte (6, 6a) zum Kontaktieren eines Gegensteckers und auf der Rückseite (8) als Pressfit-Stifte (9, 9a) zum Einpressen in metallisierte Bohrungen (11) in der Leiterplatte (2) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Kontaktstift (6a) oder der Pressfit-Stift (9a) mindestens eines Kontakts (3a) der Messerleisten (7, 12) in Längsrichtung der Messerleisten (12) gegenüber seinem zugehörigen Pressfit-Stift (9a) bzw. Kontaktstift (6a) seitlich versetzt angeordnet ist.
Pressfit-Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem oder an beiden Enden der Messerleisten (7, 12) jeweils ein Kontakt (3a) mit gegeneinander seitlich versetzt angeordneten Kontakt- und Pressfit-Stiften (6a, 9a) vorgesehen ist.
Pressfit-Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (3a) mit den gegeneinander seitlich versetzt angeordneten Kontakt- und Pressfit-Stiften (6a, 9a) zwischen seinen Kontakt- und Pressfit-Stiften (6a, 9a) einen in Längsrichtung der Messerleisten (7, 12) verlaufenden mittleren Kontaktabschnitt (13) aufweist, gegenüber dem die Kontakt- und Pressfit-Stiften (6a, 9a) jeweils abgewinkelt sind, insbesondere jeweils um 90° abgewinkelt sind.
Pressfit-Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (3, 3a, 3b) in einer zwischen den beiden Messerleisten (7, 12) vorgesehenen Kontaktträgerplatte (4) befestigt sind und dass der mittlere Kontaktabschnitt (13) innerhalb der Kontaktträgerplatte (4) angeordnet ist.
Pressfit-Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand (B) zwischen dem seitlich versetzt angeordneten Pressfit-Stift (9a) des Kontakts (3a) und dem Pressfit-Stift (9) seines benachbarten nicht-versetzten Kontakts (3) einem ganzzahligen Vielfachen des Rastermaßes (A) der rückseitigen Messerleiste (12) entspricht.
Pressfit-Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Abstand (B) zwischen dem seitlich versetzt angeordneten Kontaktstift (6a) des Kontakts (3a) und dem Kontaktstift (6) seines benachbarten nicht-versetzten Kontakts (3) einem ganzzahligen Vielfachen des Rastermaßes (A) der vorderseitigen Messerleiste (12) entspricht.
Pressfit-Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (3a) mit den gegeneinander seitlich versetzt angeordneten Kontakt- und Pressfit-Stiften (6a, 9a) einen größeren Querschnitt als die übrigen seitlich nicht-versetzten Kontakte (3) aufweist.