DE10027125A1 - Elektrischer Steckkontakt - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt zur elektrischen Verbindung eines dem Steckkontakt als Gegenstück zugeordneten Steckanschlusses mit einem elektrischen Bauteil, beispielsweise einer Leiterplatte. Bei diesem Steckkontakt soll das Problem des Reibverschleißes bzw. der Reibkorrosion, welches infolge von Vibrationen z. B. beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug auftritt, vermieden werden. Des weiteren soll der Steckkontakt einfach und preisgünstig herzustellen sein und für das Dickdrahtbonden einsetzbar sein. Der erfindungsgemäße Steckkontakt weist eine Steckzone, eine Zwischenzone und eine Verbindungszone auf, wobei der Steckkontakt einen L-förmigen Bereich aufweist und die gesamte Steckzone in dem L-förmigen Bereich angeordnet ist, die Steckzone unter Verformung der Zwischenzone gegenüber der Verbindungszone in Steckrichtung bewegbar ist und die Zwischenzone wenigstens einen ersten Formänderungsbereich aufweist, welcher einen geringeren Formänderungswiderstand hat als die übrigen Bereiche der Zwischenzone.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt zur elektrischen Verbindung eines dem Steckkontakt als Gegenstück zugeordneten Steckanschlusses mit einem elektrischen Bauteil gemäß dem Patentanspruch 1.

Derartige elektrische Steckkontakte werden häufig in Anwendungsbereichen eingesetzt, in denen sie einer re­ lativ hohen Vibrationsbelastung ausgesetzt sind, z. B. in Kraftfahrzeugen. Da das Verbindungsprinzip bei der­ artigen Steckkontakten auf einer Klemmwirkung zwischen dem Steckkontakt und dem Steckanschluß beruht, kann es je nach Stärke der Klemmkraft bzw. der dadurch hervor­ gerufenen Reibkraft zwischen dem Steckanschluß und dem Steckkontakt und der Stärke der Vibrationen zu einer Relativbewegung zwischen dem Steckanschluß und dem Steckkontakt kommen. Diese Relativbewegung führt zu ei­ nem unerwünschten Verschleiß und je nach Materialaus­ wahl auch zu einer Korrosion von Steckkontakt und Steckanschluß infolge der Reibung.

Ein in Kraftfahrzeugen einsetzbarer elektrischer Steck­ kontakt sollte daher das zuvor beschriebene Problem des Reibverschleisses bzw. der Reibkorrosion vermeiden und sollte möglichst noch weitere Erfordernisse erfüllen. So sollte der Steckkontakt klein und kompakt bauen, einfach und preisgünstig und vorzugsweise einstückig herstellbar sein. Des weiteren sollte er für das in der Kraftfahrzeugtechnik immer beliebter werdende Dick­ drahtbonden einsetzbar sein. Verfahren und Vorrichtun­ gen für diese Art der Verbindungstechnik sind bei­ spielsweise aus der EP 0 794 847 B1 und der EP 0 649 701 A1 bekannt.

Aus der EP 0 678 936 B1 ist eine reibkorrosionsfreie Miniatur-Steckbuchse bekannt. Die dort angegebene Steckbuchse ist jedoch aufgrund ihrer relativ kompli­ zierten Formgebung aufwendig herzustellen und demzu­ folge relativ teuer. Des weiteren ist die dortige Steckbuchse nicht für das Dickdrahtbonden einsetzbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Steckkontakt anzugeben, der einfach und preiswert herzustellen ist, Probleme infolge von Reibung mit einem dem Steckkontakt zugeordneten Steck­ anschluß vermeidet und für das Dickdrahtbonden einsetz­ bar ist.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Mit der Bezeichnung Formänderungswiderstand sei im fol­ genden eine Materialeigenschaft gemeint, die sich im wesentlichen umgekehrt proportional zu der Elastizität des Materials verhält.

Durch die im wesentlichen L-förmige Ausgestaltung des Steckkontakts sowie die Unterbringung der gesamten Steckzone in diesem L-förmigen Bereich wird ein beson­ ders kompakter Aufbau des Steckkontakts erreicht. Mit der Bezeichnung L-förmig sollen in diesem Zusammenhang neben einem exakten rechten Winkel zwischen den Schen­ keln des L-förmigen Bereichs auch geringe Abweichungen von dem rechten Winkel erfaßt sein.

Der erfindungsgemäße Steckkontakt kann besonders vor­ teilhaft zum Anschluß elektromechanischer Komponenten, z. B. Drucksensoren oder Magnetventile, an eine Steuer­ elektronik eingesetzt werden. In einer bevorzugten An­ wendung sind dann die elektromechanischen Komponenten zusammen mit der Steuerelektronik in einem elektroni­ schen Steuergerät angeordnet. Durch die Verformbarkeit des Steckkontakts können auch bei der Fertigung und Montage des elektronischen Steuergeräts auftretende To­ leranzen ausgeglichen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die gesamte Steckzone in dem einen Schenkel des L-för­ migen Bereichs angeordnet, während der andere Schenkel als ein aus der Mechanik her bekannter Biegebalken fun­ giert.

Das Problem des Reibverschleisses bzw. der Reibkorro­ sion wird bei dem erfindungsgemäßen Steckkontakt durch die Verformbarkeit der Zwischenzone erreicht, die eine Bewegung der Steckzone gegenüber der Verbindungszone in Steckrichtung in gewissem Umfang erlaubt, wodurch klei­ nere Bewegungen des Steckanschlusses z. B. infolge von Vibrationen kompensiert werden. In vorteilhafter Weise ist dabei in der Zwischenzone wenigstens ein erster Formänderungsbereich mit einem im Vergleich zu den üb­ rigen Bereichen der Zwischenzone geringeren Formände­ rungswiderstand vorgesehen. Hierdurch erfolgt die Form­ änderung an einer definierten Stelle nach Art eines Ge­ lenks.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Zwischenzone ein zweiter Formänderungsbe­ reich mit verringertem Formänderungswiderstand vorgese­ hen, derart, daß die bevorzugte Verformungsrichtung des ersten und des zweiten Formänderungsbereichs entlang von parallel liegenden räumlichen Achsen angeordnet sind. Dies hat gegenüber einem einzelnen Formänderungs­ bereich den Vorteil, daß eine Verschwenkung der Steck­ zone bei einer Bewegung derselben infolge von Vibratio­ nen besser vermieden werden kann. Hierdurch können auch Relativbewegungen zwischen der Steckzone und dem Steck­ anschluß quer zur Steckrichtung besser vermieden wer­ den. Außerdem können Reibkräfte zwischen der Steckzone und den Wandungen einer den Steckkontakt haltenden Auf­ nahmevorrichtung vermieden oder zumindest reduziert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Steckkontakt im Bereich der Verbindungszone und/oder der Zwischenzone mehrfach abgewinkelt, vor­ zugsweise in einer S-Form bzw. einer Mäanderform. Hier­ durch ist der Steckkontakt besonders kompakt und klein­ bauend, was den Vorteil hat, daß der Steckkontakt auch in elektronischen Geräten mit geringem Platzangebot einsetzbar ist.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung dient die Verbindungszone gleichzeitig auch zur mechanischen Befestigung des Steckkontakts, so daß für die mechanische Befestigung kein besonderer Bereich oder Teil des Steckkontakt vorgesehen werden muß. Hier­ durch wird insbesondere auch die preisgünstige Her­ stellbarkeit und der kompakte Aufbau des Steckkontakts gefördert.

Der erste und/oder der zweite Formänderungsbereich wei­ sen, wie bereits erläutert, einen geringeren Formände­ rungswiderstand auf als die übrigen Bereiche der Zwi­ schenzone. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der bzw. die Formänderungsbereiche bei im wesentlichen gleichbleibendem Materialquerschnitt einer Erwärmung unterworfen werden und hierdurch eine höhere Elastizität erreichen. Gemäß einer weiteren vorteilhaf­ ten Ausgestaltung der Erfindung wird der geringere For­ mänderungswiderstand durch eine Verringerung des Mate­ rialquerschnitts der Zwischenzone erreicht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, die Materialdicke zu ver­ ringern, da dies zu einer relativ starken Verringerung des Flächenträgheitsmoments bei einer im Vergleich hierzu geringen Verringerung des Materialquerschnitts führt, was den Vorteil hat, daß der elektrische Wider­ stand im Bereich der Formänderungsbereiche nicht unnö­ tig erhöht wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Steckzone wenigstens zwei Aufnahme­ zungen zur Aufnahme des Steckanschlusses auf, deren au­ ßenliegende Kontur sich bei nicht gestecktem Steckan­ schluß in Richtung zu der der Zwischenzone abgewandten Seite der Steckzone verjüngt. Hierdurch wird gegenüber bekannten Steckkontakten, deren außenliegende Konturen der Steckzone im wesentlichen parallel zueinander ver­ laufen, der Vorteil erzielt, daß bei gleichem Platzbe­ darf die Steckkraft bzw. die Klemmkraft, mit der die Aufnahmezungen den Steckanschluß aufnehmen, erhöht wird. Infolge dessen wird auch die Reibkraft erhöht, und es kann Reibverschleiß und Reibkorrosion noch bes­ ser vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ver­ ändert sich die Querschnittsfläche einer Aufnahmezunge wenigstens in einem Teilbereich linear, vorzugsweise in dem mittleren Bereich der Aufnahmezunge. Dies hat den Vorteil, daß die mechanischen Spannungen, die infolge der Aufweitung des Steckkontakts beim Einstecken des Steckanschlusses auftreten, sich gleichmäßig verteilen und somit keine unerwünschten Spannungsüberhöhungen entstehen. Außerdem wird der Materialbedarf und somit das Gewicht des Steckkontakts minimiert. Hierdurch weist der Steckkontakt eine hohe Lebensdauer und ein geringes Gewicht auf.

Es ist vorteilhaft, die infolge der Federwirkung der Aufnahmezungen auf den Steckanschluß ausgeübte Reib­ kraft deutlich höher zu dimensionieren als die sich aufgrund des Formänderungswiderstands der Formände­ rungsbereiche ergebende Kraft zur Verformung der Zwi­ schenzone, insbesondere etwa doppelt so hoch.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Verbindungszone des Steckkontakts einen Bondbereich auf, an dem mittels Bonden ein elektrisches Bauteil an­ schließbar ist. Hierdurch ist der erfindungsgemäße Steckkontakt ohne weiteres auch für eine Anwendung in der Dickdrahtbond-Verbindungstechnik einsetzbar. Der Steckkontakt ist vorzugsweise aus dem Material Kupfer- Beryllium oder Kupfer-Zinn gefertigt. Hierbei tritt in der Praxis das Problem auf, daß dieses Material einer Oxidation unterliegt, was nachteilig für die Anwendung der Dickdrahtbond-Technik ist. Gemäß einer vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung weist der Bondbereich zumindest teilweise eine Beschichtung aus Aluminium auf. Hierdurch kann der Steckkontakt besser in Verbin­ dung mit der Dickdrahtbond-Technik eingesetzt werden, da eine Aluminium-Oxidschicht für das Bonden nicht nachteilig ist. Es ist auch vorteilhaft, den Bondbe­ reich unmittelbar vor dem Bonden einer Laserreinigung zu unterziehen. In diesem Fall kann gegebenenfalls auch auf die Aluminium-Beschichtung verzichtet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Verbindungszone (4) in dem Bondbereich (12) eine galva­ nisch aufgebrachte bondbare Beschichtung auf. Hierfür wird vorzugsweise Nickel-Phosphor als Beschichtungsma­ terial verwendet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Aufnahmevorrichtung für den elektri­ schen Steckkontakt vorgesehen, die Haltemittel auf­ weist, welche zur Aufnahme der Verbindungszone des Steckkontakts geeignet sind, derart, daß die Verbin­ dungszone unbeweglich gegenüber der Aufnahmevorrichtung gehalten wird. Hierdurch kann der Steckkontakt relativ einfach montiert werden und mittels Umspritzen der Auf­ nahmevorrichtung in dem mit dem Steckkontakt zu verse­ henen elektrischen Gerät befestigt werden. Hierbei be­ hält die Steckzone ihre Beweglichkeit gegenüber der Verbindungszone, welche infolge der unbeweglichen Auf­ nahme in der Aufnahmevorrichtung unbeweglich gegenüber dem elektrischen Gerät angeordnet ist.

Der Fertigungsschritt des Umspritzens unterscheidet sich beispielsweise von dem Fertigungsschritt des Ver­ gießens dadurch, daß eine Umspritzung immer zu einer starren Befestigung führt, während beim Vergießen auch elastische Befestigungen möglich sind, z. B. durch Ver­ wendung einer permanent elastischen Vergußmasse.

Die Montage der Aufnahmevorrichtung durch Umspritzen wird einerseits durch Verwendung eines relativ harten bzw. unflexiblen Materials, vorzugsweise harter Kunst­ stoff, für die Aufnahmevorrichtung unterstützt, ande­ rerseits durch die Verwendung einer das Innere der Auf­ nahmevorrichtung vor der Umspritzmasse schützende Laby­ rinthdichtung, welche einen direkten Zugang der Um­ spritzmasse zu dem Inneren der Aufnahmevorrichtung ver­ sperrt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Aufnah­ mevorrichtung Bewegungsbegrenzungsmittel auf, welche diese Bewegbarkeit der Steckzone und/oder der Zwischen­ zone gegenüber der Aufnahmevorrichtung begrenzen. Durch geeignete Dimensionierung der Bewegungsbegrenzungsmit­ tel kann der zu erwartenden Vibrationsbelastung in ge­ eigneter Weise Rechnung getragen werden, ohne daß be­ liebig große Bewegungen oder gar plastische Verformun­ gen des Steckkontakts auftreten.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Aufnahmevorrichtung aus zwei Teilen, wobei die Teilungsebene in einer Ausführungsform im wesentli­ chen senkrecht und in einer weiteren Ausführungsform im wesentlichen parallel zu der räumlichen Achse der be­ vorzugten Verformungsrichtung des ersten Formänderungs­ bereichs ist. Dies hat den Vorteil, daß der Steckkon­ takt einfach in eine Hälfte der Aufnahmevorrichtung eingelegt werden kann, sodann die zweite Hälfte form­ schlüssig darauf gesteckt wird, womit bereits die Mon­ tage des Steckkontakts in der Aufnahmevorrichtung been­ det ist. Hierdurch wird somit eine besonders einfache Montage des Steckkontakts und der Aufnahmevorrichtung unterstützt, wobei dieser Arbeitsschritt auch vollauto­ matisch maschinell ausführbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher er­ läutert.

Es zeigen

Fig. 1 bis 3 eine bevorzugte Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Steckkontakts in einer Dreiseiten-Ansicht und

Fig. 4 die Ansicht des Steckkontakts gemäß Fig. 3 mit gestecktem Steckanschluß und

Fig. 5 eine Seitenansicht des Steckkontakts und der Aufnahmevorrichtung und

Fig. 6 eine Frontansicht des Steckkontakts und der Aufnahmevorrichtung in Schnittdar­ stellung und

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Steckkontakt und die Aufnahmevorrichtung und

Fig. 8 die Aufnahmevorrichtung in der Darstel­ lung gemäß Fig. 6 und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Steckkontakts und einer Seite der Auf­ nahmevorrichtung und

Fig. 10 zwei Beispiele für die Aneinanderreihung der Aufnahmevorrichtungen und

Fig. 11 bis 14 verschiedene Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Steckkontakts in schemati­ scher Darstellung und

Fig. 15 bis 17 eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckkontakts so­ wie der Aufnahmevorrichtung in einer Dreiseiten-Ansicht und

Fig. 18 eine perspektivische Darstellung des Steckkontakts sowie der Aufnahmevorrich­ tung gemäß Fig. 15 bis 17.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einan­ der entsprechende Teile verwendet.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte elektrische Steck­ kontakt (1) besteht geometrisch aus einem L-förmigen Bereich (2, 5, 6, 7), an den sich ein S-förmiger bzw. mäanderförmiger Bereich (4, 5, 6) anschließt. Der Steckkontakt (1) weist an seinem einen Ende eine voll­ ständig in dem einen Schenkel des L-förmigen Bereichs angeordnete Steckzone (2) auf, die geeignet ist, einen ihr als Gegenstück zugeordneten Steckanschluß (3) auf­ zunehmen. An seinem anderen Ende weist der Steckkontakt (1) eine vollständig in dem S-förmigen Bereich angeord­ nete Verbindungszone (4) auf, die zur elektrischen Ver­ bindung des Steckkontakts mit einem elektrischen Bau­ teil, z. B. einer elektrischen Leiterplatte, dient. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Verbindungs­ zone (4) ein Bondpad (12) auf, welches vorzugsweise mittels Dickdrahtbonden mit dem elektrischen Bauteil elektrisch verbunden wird. Das Bondpad (12) ist in ei­ ner bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einstückig mit dem Steckkontakt (1) ausgeführt.

Als Werkstoff für den Steckkontakt (1) kommt bevorzugt Kupfer-Beryllium oder auch Kupfer-Zinn in Betracht. Das Bondpad (12) ist vorzugsweise mit einer Beschichtung aus Aluminium versehen. Alternativ zu der Aluminium- Beschichtung oder auch zusätzlich dazu kann das Bondpad (12) einer Laserreinigung unterzogen werden.

Zwischen der Steckzone (2) und der Verbindungszone (4) weist der Steckkontakt (1) eine den L-förmigen und den S-förmigen Bereich überlappende Zwischenzone (5) auf, die verformbar ist, um der Steckzone (2) eine gewisse Bewegbarkeit in Steckrichtung (21) zur Kompensation von Vibrationen zu erlauben. Die Zwischenzone (5) ist als längliches Teil ausgebildet und dient als Biegebalken. Um eine definierte Verformbarkeit zu erzielen, sind im Bereich der Zwischenzone (5) ein erster (6) und ein zweiter (7) Formänderungsbereich vorgesehen. Der erste Formänderungsbereich (6) ist gemäß Fig. 1 in dem waage­ rechten Schenkel des L-förmigen Bereichs und der zweite Formänderungsbereich (7) in dem senkrechten Schenkel des L-förmigen Bereichs angeordnet, d. h. die Zwischen­ zone (5) ist zwischen den Formänderungsbereichen (6, 7) im wesentlichen rechtwinklig abgewinkelt.

Hierbei sind die bevorzugten Verformungsrichtungen des ersten und des zweiten Formänderungsbereichs (6, 7) entlang von parallel liegenden räumlichen Achsen ange­ ordnet, wie in der Fig. 2 durch die gestrichelten Li­ nien (18, 19) angedeutet ist. Bezüglich der Fig. 1 lie­ gen diese Achsen somit senkrecht zur Papierebene. Durch die Verwendung zweier Formänderungsbereiche (6, 7) in der zuvor beschriebenen Anordnung kann eine Verschwen­ kung der Steckzone (2) bei einer Bewegung derselben in­ folge von Vibrationen besser vermieden werden und ein Reibverschleiß somit wirkungsvoller unterdrückt werden.

Die Formänderungsbereiche (6, 7) haben einen geringeren Formänderungswiderstand als die übrigen Bereiche der Zwischenzone (5), was in einer bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung durch einen verringerten Material­ querschnitt im Vergleich zu den übrigen Bereichen der Zwischenzone (5) erzielt wird. In einer Vorteilhaften Weiterbildung ist in den Formänderungsbereichen (6, 7) insbesondere eine geringere Materialdicke vorgesehen als in den übrigen Bereichen der Zwischenzone (5). Hierdurch kann bei relativ großem Materialquerschnitt in den Formänderungsbereichen (6, 7) ein im Verhältnis hierzu kleines Flächenträgheitsmoment erzielt werden, wodurch ein günstiger Kompromiß zwischen leichter Ver­ formbarkeit der Formänderungsbereiche (6, 7) und dem elektrischen Widerstand, welcher zur Vermeidung unnöti­ ger Verluste möglichst gering sein sollte, erzielt wird.

Die Formänderungsbereiche (6, 7) sind bevorzugt als Verjüngung des Materials der Zwischenzone (5) ausgebil­ det, z. B. durch Prägen. Hierbei wird in etwa eine Hal­ bierung der Dicke und der Breite des Materials der Zwi­ schenzone (5) vorgesehen.

Alternativ können die Formänderungsbereiche (6, 7) auch durch eine lokale Schwächung des Materials der Zwi­ schenzone (5) bei gleichbleibendem Materialquerschnitt realisiert werden, z. B. durch Erwärmung. Auch eine Kombination dieser Methoden ist vorteilhaft.

Die Verbindungszone (4) dient des weiteren zur mechani­ schen Befestigung des Steckkontakts in einer dafür vor­ gesehenen Aufnahmevorrichtung, wie anhand der Fig. 5 bis 8 im folgenden noch näher erläutert wird.

Die Steckzone (2) weist zwei Aufnahmezungen (8, 9) auf, die zur Aufnahme des Steckanschlusses (3) dienen. Beim Einstecken des Steckanschlusses (3) wird die Steckzone (2) unter Verformung der Aufnahmezungen (8, 9) aufge­ weitet, so daß der Steckanschluß (3) durch die Feder­ wirkung des Materials der Aufnahmezungen (8, 9) festge­ halten wird. Infolge von Reibung ist die Steckzone (2) gegenüber dem Steckanschluß (3) auch bei in Steckrich­ tung (21) wirkenden Kräften unbeweglich, solange die durch die Haftreibung verursachte Haltekraft nicht überwunden wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Formänderungswiderstand wenigstens des ersten Form­ änderungsbereichs (6) derart dimensioniert, daß bei Vorhandensein einer in Steckrichtung (21) wirkenden Kraft sich die Steckzone (2) unter Verformung der Zwi­ schenzone (5) bewegt, ohne daß hierbei die Reibkraft zwischen dem Steckanschluß (3) und der Steckzone (2) überwunden wird, so daß sich die Steckzone (2) nicht gegenüber dem Steckanschluß (3) bewegt. Hierfür ist die Reibkraft höher zu wählen als die sich aufgrund des Formänderungswiderstands der Formänderungsbereiche (6, 7) ergebende Kraft zur Verformung der Zwischenzone (5). Vorzugsweise ist die Reibkraft deutlich höher zu wäh­ len, besonders vorteilhaft etwa doppelt so hoch wie die für die Verformung notwendige Kraft. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine permanente Reibung zwischen dem Steckanschluß (3) und der Steckzone (2) vermieden werden, z. B. bei Auftreten von Vibrationsbelastungen. Durch das Vermeiden von Reibbewegungen wird die Lebens­ dauer der Steckverbindung erhöht, da kein Reibver­ schleiß und keine Reibkorrosion auftreten.

Wie insbesondere aus der Fig. 3 erkennbar ist, verjüngt sich die außenliegende Kontur (22, 31) der Aufnahmezun­ gen bei nicht gestecktem Steckanschluß (3) in Richtung zu der der Zwischenzone (5) abgewandten Seite, d. h. in der vorliegenden Darstellung entgegen der Steckrichtung (21). Bei gestecktem Steckanschluß (3), wie in der Fig. 4 dargestellt, verlaufen die außenliegenden Konturen (22, 31) im wesentlichen parallel zueinander, so daß bei kompakter Bauweise eine hohe Klemmkraft und infol­ gedessen auch eine hohe Reibkraft zum Festhalten des Steckanschlusses (3) erzeugt wird. Die Querschnittsflä­ che einer Aufnahmezunge (8, 9) verändert sich dabei we­ nigstens in einem Teilbereich (10, 11) der jeweiligen Aufnahmezunge (8, 9) im wesentlichen linear. Hierdurch kann eine gleichmäßige Verteilung der mechanischen Spannungen bei gestecktem Steckanschluß (3) erzielt werden.

In den Fig. 5 bis 8 ist die Aufnahmevorrichtung (13) zur Aufnahme des Steckkontakts (1) mit darin angeordne­ tem Steckkontakt dargestellt. Die Aufnahmevorrichtung besteht aus zwei Halbschalen (16, 17), welche eine Tei­ lungsebene aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zu der räumlichen Achse (19) der bevorzugten Verformungs­ richtung des ersten Formänderungsbereichs (6) ist. Die Halbschalen weisen formschlüssig ineinandergreifende Justiermittel (25) auf, die eine exakte Montage und Ju­ stierung der beiden Halbschalen (16, 17) zueinander vereinfachen.

Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, wie der Steckanschluß (1) in der einen Halbschale (16) der Aufnahmevorrich­ tung (13) angebracht ist. Die Verbindungszone (4) wird dabei formschlüssig von Haltemitteln (23, 24) aufgenom­ men und von diesen unbeweglich gegenüber der Aufnahme­ vorrichtung (13) gehalten. Die Steckzone (2) sowie die Zwischenzone (5) bzw. zumindest der größte Teil davon ist in begrenztem Umfang bewegbar gegenüber der Aufnah­ mevorrichtung (13), wobei die Bewegbarkeit der Zwi­ schenzone (5) durch Bewegungsbegrenzungsmittel (14, 15) auf ein erwünschtes Maß begrenzt wird. Durch die Be­ grenzung der Bewegbarkeit soll beispielsweise eine pla­ stische Verformung der Zwischenzone (5) vermieden wer­ den.

Zur vollständigen Montage des Steckkontakts (1) in der Aufnahmevorrichtung (13) ist zunächst der Steckkontakt (1) in die eine Halbschale (16) einzulegen, wie in der Fig. 5 dargestellt, und sodann die zweite Halbschale (17) daraufzustecken. Sodann kann die auf diese Weise entstandene Einheit in einem elektronischen Gerät mon­ tiert werden, beispielsweise durch Umspritzen der Auf­ nahmevorrichtung (13) in dem elektronischen Gerät. Die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Halbschalen (16, 17) dienen hierbei zur allseitigen Kraftabstützung des Steckkontakts (1). Der zuvor beschriebene Montage­ vorgang läuft vorzugsweise vollautomatisch mittels ei­ ner hierfür vorgesehenen Bestückungsmaschine ab.

Um ein Eindringen von Umspritzmasse in die Aufnahmevor­ richtung (13) zu vermeiden, ist diese mit einer Laby­ rinthdichtung (28) versehen, die einen direkten Zugang der Umspritzmasse zum Inneren Aufnahmevorrichtung (13) versperrt. Die Labyrinthdichtung (28) ist vorzugsweise als ein an der Halbschale (16) angeordneter umlaufender Vorsprung ausgebildet, der im montierten Zustand der Aufnahmevorrichtung (13) den Rand der Halbschale (17) überlappt.

In der Fig. 9 ist der in eine der Halbschalen (17) ein­ gelegte Steckkontakt (1) zur anschaulicheren Darstel­ lung noch einmal perspektivisch dargestellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Aufnahmevorrichtungen (13) nach Art eines Mehr­ fachsteckverbinders aneinanderreihbar. In der Fig. 10 sind zwei Beispiele für die Möglichkeit der Aneinander­ reihung mehrerer Aufnahmevorrichtungen (13) nach Art eines Mehrfachsteckverbinders dargestellt, im einen Fall mit versetzt angeordneten Aufnahmevorrichtungen (13), in dem anderen Fall in einer fluchtenden Anord­ nung. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Auf­ nahmevorrichtungen (13) in einem vereinheitlichten Ra­ stermaß aneinanderreihbar.

In den Fig. 11 bis 14 sind verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steckkontakts (1) sowie dessen Verbindung mittels eines Bonddrahts (26) zu einer als elektrisches Bauteil verwendeten elektrischen Leiter­ platte (20) dargestellt. In den Fig. 11 bis 14 wird zur besseren Veranschaulichung des Prinzips eine schemati­ sche und nicht maßstabsgerechte Darstellung verwendet. Die Formänderungsbereiche (6, 7) sind dort mit Kreuzen dargestellt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 entspricht der Aus­ führungsform der Fig. 1. In den Fig. 11 bis 14 ist zu­ sätzlich für jede der dort dargestellten Ausführungs­ formen ein Bereich (27) angegeben, in welchem der als Gelenk dienende erste Formänderungsbereich (6) vorteil­ haft anzuordnen ist.

In den Fig. 15 bis 17 ist die in der Fig. 12 darge­ stellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckkon­ takts (1) in Verbindung mit einer weiteren Ausführungs­ form der Aufnahmevorrichtung (13) als Dreiseitenansicht dargestellt, wobei in der Fig. 16 die Aufnahmevorrich­ tung (13) ausschnittsweise dargestellt ist. Die dortige Aufnahmevorrichtung (13) weist eine parallel zu der räumlichen Achse (19) der bevorzugten Verformungsrich­ tung des ersten Formänderungsbereichs (6) angeordnete Teilungsebene auf. Die Aufnahmevorrichtung (13) besteht auch dort aus den Teilen (16, 17), die mittels form­ schlüssig ineinandergreifender Justiermittel (25) auf einfache Weise exakt miteinander montierbar sind. Die Justiermittel (25) entsprechen in ihrer Ausführung und Wirkungsweise den bereits erläuterten Justiermitteln.

Wie insbesondere aus den Fig. 17 und 18 erkennbar ist, ist die hier beschriebene Ausführungsform der Auf­ nahmevorrichtung (13) speziell für die Aufnahme mehre­ rer Steckkontakte (1) vorgesehen. Die Steckkontakte werden dabei als ein zunächst gemeinsames Teil aus ei­ nem Blechstück gestanzt und gebogen. Das hierbei ent­ stehende Stanzgitter wird sodann in das mit kanalarti­ gen Materialaushebungen, die als Haltemittel (24, 29, 30) dienen, versehene Unterteil (17) der Aufnahmevor­ richtung (13) eingelegt. Das Oberteil (16) verfügt vor­ zugsweise an den im montierten Zustand den kanalartigen Materialaushebungen gegenüberliegenden Bereichen über erhabene Materialbahnen (nicht dargestellt).

Sodann wird das Oberteil (16) auf dem Unterteil (17) der Aufnahmevorrichtung montiert, wodurch die Steckkon­ takte (1) in dem in den Fig. 15 und 18 dargestellten Bereich der Verbindungszone (4) durch die Haltemittel (23, 24, 29, 30) allseitig mechanisch fixiert werden. Die erhabenen Materialbahnen des Oberteils (16) fügen sich hierbei formschlüssig in die kanalartigen Mate­ rialaushebungen des Unterteils (17). Hierbei bleibt die Verformbarkeit des Zwischenbereichs (5) erhalten. So­ dann kann eine Umspritzung der Aufnahmevorrichtung (13) erfolgen. Das Auftrennen der Kontakte kann wahlweise vor oder nach dem Vorgang des Umspritzens erfolgen.

Der besseren Übersicht halber ist in der Fig. 18 nur einer der Steckkontakte (1) mit den bereits erläuterten Bezugszeichen versehen.

Die zuvor beschriebene Anordnungen aus Steckkontakten und Aufnahmevorrichtungen dienen vorzugsweise zur Kon­ taktierung von in einem elektronischen Steuergerät an­ geordneten elektromechanischen Komponenten, z. B. Drucksensoren oder Magnetventile, mit einer Steuerelek­ tronik. Durch Anwendung der zuvor beschriebenen Anord­ nungen ergibt sich ein kleinbauendes, kompaktes Gesamt­ system, welches über eine leicht zu montierende und wieder lösbare Verbindung zwischen den elektromechani­ schen Komponenten und der Steuerelektronik verfügt. Insbesondere können mittels eines einzigen Steckvor­ gangs eine Vielzahl von Komponenten quasi gleichzeitig angeschlossen werden. Im Gegensatz zu bekannten Kontak­ tierungsverfahren, z. B. kabelgebundene Steckverbindun­ gen oder flexible Leiterbahnfolien, ist die erfindungs­ gemäße Steckverbindung preisgünstig, robust und ther­ misch belastbar.

Claims (19)

1. Elektrischer Steckkontakt (1) mit einer Steckzone (2), die geeignet ist, einen dem Steckkontakt (1) als Gegenstück zugeordneten Steckanschluß (3) auf­ zunehmen, einer Verbindungszone (4), die zur elek­ trischen Verbindung des Steckkontakts (1) mit einem elektrischen Bauteil (20) dient, sowie einer Zwi­ schenzone (5), welche zwischen der Steckzone (2) und der Verbindungszone (4) angeordnet ist, wobei

• a) der Steckkontakt (1) einen L-förmigen Bereich (2, 5, 6, 7) aufweist und die gesamte Steckzone (2) in dem L-förmigen Bereich (2, 5, 6, 7) an­ geordnet ist,
• b) die Steckzone (2) unter Verformung der Zwi­ schenzone (5) gegenüber der Verbindungszone (4) in Steckrichtung (21) bewegbar ist und
• c) die Zwischenzone (5) wenigstens einen ersten Formänderungsbereich (6) aufweist, welcher ei­ nen geringeren Formänderungswiderstand hat als die übrigen Bereiche der Zwischenzone (5).

2. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone (5) einen zweiten Formänderungsbereich (7) mit verringertem Formänderungswiderstand aufweist, dessen bevorzugte Verformungsrichtung entlang einer räumlichen Achse (18) liegt, die im wesentlichen parallel zu der räumlichen Achse (19) der bevorzugten Verformungs­ richtung des ersten Formänderungsbereichs (6) ist.

3. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzone (5) zwischen dem ersten (6) und dem zweiten (7) Formänderungsbe­ reich abgewinkelt ist.

4. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mehrfa­ che Abwinklung im Bereich der Verbindungszone (4) und/oder der Zwischenzone (5).

5. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone (4) zur mechanischen Befestigung des Steckkontakts (1) dient.

6. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckzone (2) zur Aufnahme eines als Kontaktzunge ausgebildeten Steckanschlusses (3) geeignet ist.

7. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (6) und/oder der zweite (7) Formänderungsbe­ reich einen geringeren Materialquerschnitt aufweist als die übrigen Bereiche der Zwischenzone (5).

8. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (6) und/oder der zweite (7) Formänderungsbereich eine geringere Ma­ terialdicke aufweist als die übrigen Bereiche der Zwischenzone (5).

9. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckzone (2) wenigstens zwei Aufnahmezungen (8, 9) zur Aufnahme des Steckanschlusses (3) aufweist, de­ ren außenliegende Kontur (22, 31) sich bei nicht gestecktem Steckanschluß (3) in Richtung zu der der Zwischenzone (5) abgewandten Seite der Steckzone (2) hin verjüngt.

10. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche einer Aufnahmezunge (8, 9) sich wenigstens in einem Teilbereich (10, 11) der Auf­ nahmezunge (8, 9) linear verändert.

11. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckkontakt (1) einstückig herstellbar ist.

12. Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone (4) einen Bondbereich (12) auf­ weist, an dem mittels Bonden das elektrische Bau­ teil (20) anschließbar ist.

13. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone (4) in dem Bondbereich (12) eine Beschichtung aus Aluminium aufweist.

14. Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungszone (4) in dem Bondbereich (12) eine galvanisch aufgebrachte bond­ bare Beschichtung aufweist.

15. Aufnahmevorrichtung für einen elektrischen Steck­ kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (13) Haltemittel (23, 24) aufweist, welche zur vor­ zugsweise formschlüssigen Aufnahme der Verbindungs­ zone (4) des elektrischen Steckkontakts (1) geeig­ net sind, derart, daß die Verbindungszone (4) unbe­ weglich gegenüber der Aufnahmevorrichtung (13) ge­ halten wird.

16. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (13) Be­ wegungsbegrenzungsmittel (14, 15) aufweist, welche die Bewegbarkeit der Steckzone (2) und/oder die Verformbarkeit der Zwischenzone (5) gegenüber der Aufnahmevorrichtung (13) begrenzen.

17. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme­ vorrichtung (13) aus zwei Teilen (16, 17) besteht, wobei die Teilungsebene im wesentlichen senkrecht zu der räumlichen Achse (19) der bevorzugten Ver­ formungsrichtung des ersten Formänderungsbereichs (6) ist.

18. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme­ vorrichtung (13) aus zwei Teilen (16, 17) besteht, wobei die Teilungsebene im wesentlichen parallel zu der räumlichen Achse (19) der bevorzugten Verfor­ mungsrichtung des ersten Formänderungsbereichs (6) ist.

19. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevor­ richtung (13) durch Umspritzen in einem elektri­ schen Gerät fixierbar ist.