Steckvorrichtung zur Erhöhung der ESD-Festigkeit

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Herstellen einer Vielzahl von elektrischen Kontakten beim Verbinden mit einer geeigneten Gegensteckvorrichtung mit einer Vielzahl von Kontakteinrichtungen, die jeweils mit entsprechenden Kontakteinrichtungen der Gegensteckvorrichtung in einer Steckrichtung verbindbar sind, wobei die Kontakteinrichtungen eine oder mehrere ESD-Kontakteinrichtungen (elektrostatic discharge) zur Verbindung mit gegenüber elektrostatischen Entladungen empfindlichen Bauelementen umfassen.

[0002] Steuergeräte besitzen vielfach elektronische Baugruppen, die gegenüber elektrostatischen Entladungen empfindlich sind. Beispielsweise ist auch ein CAN-Bus gegenüber elektrostatischen Entladungen sehr empfindlich, so dass die Bus-Pins entsprechend geschützt werden müssen.

[0003] Elektrostatische Entladungen treten beispielsweise beim Einbau von Steuergeräten oder bei deren Wartungsarbeiten auf, wenn der Monteur entsprechende Steckkontakte berührt. Aufgrund dieser elektrostatischen Entladungen kann es zu Vorschädigungen oder Zerstörungen von Baugruppen kommen. Um dies zu vermeiden, werden geeignete Dioden beziehungsweise Kondensatoren vor die gefährdeten Baugruppen geschaltet. Das Problem hierbei ist jedoch, dass beim Zusammenschalten von mehreren Modulen mit ESD-Schutz so große Schutzkapazitäten entstehen können, dass es zu deutlichen Signalverformungen kommt. Derartige Signalverformungen sind aber nur in einem gewissen Rahmen tolerabel, weshalb Module mit ESD-Schutz nur beschränkt zusammenschaltbar sind.

[0004] Somit können aufgrund funktioneller Anforderungen, wie z. B. Schaltzeiten, Übertragungsraten und Flankensteilheiten, nicht alle Ein- und Ausgänge (z. B. CAN- und Diagnose-Pins) durch Beschaltung mit ESD-Schutzbauelementen ausreichend geschützt werden.

[0005] Darüber hinaus erweist sich als Nachteil konventioneller Steckvorrichtungen, dass eine ausreichend gute Handhabbarkeit der Steckvorrichtungen nur über Sondermaßnahmen, z. B. zusätzliche Abdeckungen im Steckbereich oder leitfähige Bodenbeläge erreicht werden kann. Vielfach hilft man sich auch mit der Tatsache, dass die Wahrscheinlichkeit, einige wenige ESD-empfindliche Kontakte von z. B. über 100 Kontakten zu berühren, verhältnismäßig gering ist, so dass keine Sondermaßnahmen vorgenommen werden müssen.

[0006] In diesem Zusammenhang ist aus der Offenlegungsschrift DE 39 09 912 A1 eine vielpolige Steckvorrichtung bekannt, die zum Verbinden eines an zu steuernde Aggregate eines Kraftfahrzeugs angeschlossenen Kabelbaums mit einem elektrischen Schaltgerät in Kraftfahrzeugen dient. Der Steckverbinder der Steckvorrichtung ist dabei mit einer Kurzschlussbrücke versehen, die am Kontaktträger mit einfachen Mitteln platz- und kostensparend angeordnet ist. Bei abgezogenem Steckverbinder verhindert die Kurzschlussbrücke durch Kurzschließen zugeordneter Kontaktteile, dass durch Anschließen von stromführenden Geräten beispielsweise Prüfgeräten oder durch Berührung oder Werkzeuge eines Monteurs Kontaktpaare durch elektrostatische Aufladung am Kabelbaum angeschlossene Aggregate in unerwünschter Weise angetrieben werden können. Die eigens vorgesehene Kurzschlussbrücke, die obendrein ein bewegliches Teil darstellt, ist jedoch sehr aufwändig und anfällig.

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, bei Steckvorrichtungen einen wirksamen und einfachen ESD-Schutz zu gewährleisten.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Steckvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Herstellen einer Vielzahl von elektrischen Kontakten beim Verbinden mit einer geeigneten Gegensteckvorrichtung mit einer Vielzahl von Kontakteinrichtungen, die jeweils mit entsprechenden Kontakteinrichtungen der Gegensteckvorrichtung in einer Steckrichtung verbindbar sind, wobei die Kontakteinrichtungen eine oder mehrere ESD-Kontakteinrichtung(en) zur Verbindung mit gegenüber elektrostatischen Entladungen empfindlichen Bauteilen umfassen und wobei die eine oder die mehreren ESD-Kontakteinrichtung(en) oder ein Teil der mehreren ESD-Kontakteinrichtungen gegenüber zumindest einer der übrigen Kontakteinrichtungen in der Steckrichtung zurückversetzt oder senkrecht zur Steckrichtung versetzt angeordnet ist/sind.

[0009] In vorteilhafter Weise sind damit diejenigen Kontaktpins, die aufgrund funktioneller Anforderungen nicht elektronisch schützbar sind, so angeordnet, dass sie nicht berührbar sind. Nur die ungeschützten Pins können überhaupt oder zumindest in jedem Fall vor den geschützten Pins berührt werden. Damit ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher und kostengünstiger ESD-Schutz. Auf diese Weise kann die volle Funktionalität von Baugruppen abgesichert werden. Ferner treten keine ESD-Vorschädigungen auf, die zu erst später bemerkbaren Ausfällen führen. Außerdem treten bei der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung keine Mehrkosten für ESD-Bauteile oder Arbeitsplatzmaßnahmen beim Baugruppen- und Fahrzeughersteller sowie in den Kraftfahrzeug-Werkstätten auf.

[0010] Vorzugsweise lässt sich die Erfindung einsetzen beispielsweise bei Steuergeräten und Kabelbaumsteckern, die Steckerstifte aufweisen. Es lässt sich nämlich hierdurch vermeiden, dass die nach außen vortretenden, blanken Steckerstifte unbeabsichtigt berührt werden.

[0011] Das erfindungsgemäße Zurückversetzen der Kontakteinrichtungen kann auch dadurch realisiert sein, dass die unempfindlichen Kontakte beziehungsweise Pins als Steckerstifte und die empfindlichen als Steckerbuchsen ausgeführt sind. Auch dadurch ist die Wahrscheinlichkeit vermindert, dass die empfindlichen Kontakte berührt werden.

[0012] Als besonders empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen erweisen sich CAN- und Diagnose-Pins. Daher ist es besonders günstig, gerade diese Pins erfindungsgemäß zurückzuversetzen oder senkrecht zur Steckrichtung dorthin zu versetzen, wo sie weniger leicht berührt werden können.

[0013] Es können auch Mischformen von elektrisch und mechanisch geschützten Kontakteinrichtungen vorgesehen sein. So kann es Vorteile bieten, einen Teil der empfindlichen Kontakteinrichtungen mechanisch durch Zurückversetzen und andere nicht zurückversetzbare Kontakteinrichtungen durch elektrische Schutzbauelemente zu schützen. Ferner kann es sinnvoll sein, die zurückgesetzten oder versetzten ESD-Kontakteinrichtungen nicht nur am Rand der Steckvorrichtung, sondern auch zwischen anderen Kontakteinrichtungen anzuordnen.

[0014] Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung darstellt.

[0015] Das nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

[0016] In der Figur ist eine Draufsicht auf eine vielpolige Steckvorrichtung 1 und eine dazu passende Gegensteckvorrichtung 2 dargestellt. Die Steckvorrichtung besitzt eine Vielzahl von Kontakteinrichtungen, die als Steckerstifte 3 ausgebildet sind. Die Gegensteckvorrichtung 2 besitzt entsprechend angeordnete Steckbuchsen, die in der Figur nicht dargestellt sind, so dass die Steckvorrichtung 1 und die Gegensteckvorrichtung 2 ineinander in Steckrichtung S steckbar sind. Die Steckrichtung ist im gesamten Dokument so definiert, dass die Gegensteckvorrichtung als fest angenommen und die Steckvorrichtung auf die Gegensteckvorrichtung zubewegt wird.

[0017] Die mittleren drei Kontakteinrichtungen 31 der Steckvorrichtung 1 sind gegenüber den übrigen Kontakteinrichtungen 3 in Steckrichtung zurückgesetzt. Dies hat offensichtlich den Vorteil, dass die drei Kontakteinrichtungen 31 gegenüber den Kontakteinrichtungen 3 weniger leicht berührt werden können. In der Figur ist dies durch Funkenentladungen F angedeutet, die somit nur an exponierten Stellen des Steckverbinders 1 erfolgen. Vorzugsweise sind dies Gehäuseaußenränder oder die vorstehenden Pins 3.

[0018] Die Kontakteinrichtungen 31 der Steckvorrichtung 1 können zusätzlich auch in der Zeichnungsebene nach unten oder oben in Abhängigkeit davon versetzt sein, ob eine mögliche Berührung eher von oben oder von unten stattfinden wird.

Ansprüche

1. Steckvorrichtung (1) für Kraftfahrzeuge zum Herstellen einer Vielzahl von elektrischen Kontakten beim Verbinden mit einer geeigneten Gegensteckvorrichtung (2) mit
einer Vielzahl von Kontakteinrichtungen (3), die jeweils mit entsprechenden Kontakteinrichtungen der Gegensteckvorrichtung (2) in einer Steckrichtung (S) verbindbar sind, wobei die Kontakteinrichtungen (3) eine oder mehrere ESD-Kontakteinrichtung(en) (31) zur Verbindung mit gegenüber elektrostatischen Entladungen empfindlichen Bauteilen umfassen
dadurch gekennzeichnet, dass
die eine oder die mehreren ESD-Kontakteinrichtung(en) (31) oder ein Teil der mehreren ESD-Kontakteinrichtungen (31) gegenüber zumindest einer der übrigen Kontakteinrichtungen (3) in der Steckrichtung (S) zurückversetzt oder senkrecht zur Steckrichtung versetzt angeordnet ist/sind.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kontakteinrichtungen (3) Steckerstifte umfassen.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ESD-Kontakteinrichtungen (31) Steckerbuchsen und die übrigen Kontakteinrichtungen (3) Steckerstifte sind.

4. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ESD-Kontakteinrichtungen (31) als CAN- oder Diagnose-Pins verwendbar sind.

5. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die nicht zurückversetzt angeordneten ESD-Kontakteinrichtungen oder ein Teil davon jeweils mit ESD-Schutzbauelernenten geschützt sind.

6. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die eine oder die mehreren ESD-Kontakteinrichtung(en) (31) zwischen den anderen Kontakteinrichtungen (3) angeordnet ist/sind.

7. Kraftfahrzeugsteuergerät mit einer Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

Claims

1. Plug connector (1) for motor vehicles for establishing a multiplicity of electrical contacts upon connection to a suitable counter-connector (2), comprising a multiplicity of contact devices (3) which are each connectable to corresponding contact devices of the counter-connector (2) in a plug-in direction (S), the contact devices (3) including one or more ESD contact devices (31) for connection to components sensitive with respect to electrostatic discharges, characterised in that the one or more ESD contact devices (31) or some of the plurality of ESD contact devices (31) is/are set back in the plug-in direction (S) with respect to at least one of the other contact devices (3) or is/are offset perpendicularly to the plug-in direction.

2. Plug connector according to claim 1, wherein the contact devices (3) include connector pins.

3. Plug connector according to claim 1 or 2, wherein the ESD contact devices (31) are connector sockets and the other contact devices (3) are connector pins.

4. Plug connector according to any one of claims 1 to 3, wherein the ESD contact devices (31) can be used as CAN or diagnostics pins.

5. Plug connector according to any one of claims 1 to 4, wherein some or all of the ESD contact devices which are not set back are each protected with ESD protection elements.

6. Plug connector according to any one of claims 1 to 5, wherein the one or more ESD contact devices (31) is/are arranged between the other contact devices (3).

7. Automotive control unit including a plug connector according to any one of claims 1 to 6.

Revendications

1. Dispositif de connexion à fiches (1) pour des véhicules automobiles pour la production d'une multitude de contacts électriques lors du raccordement à un dispositif complémentaire de connexion à fiches (2) avec
une multitude de dispositifs de contact (3) raccordables respectivement aux dispositifs de contact correspondants du dispositif complémentaire de connexion à fiches (2) dans le sens de connexion (S), les dispositifs de contact (3) comprenant un ou plusieurs dispositifs de contact ESD (31) pour un raccord avec des éléments de construction sensibles aux décharges électrostatiques
caractérisé en ce que
le ou plusieurs dispositifs de contact ESD (31) ou une partie des multiples dispositifs de contact ESD (31) sont en retrait par rapport à au moins l'un des dispositifs restants de contact (3) dans le sens de connexion (S) ou est (sont) disposé (e) (s) déplacé (e) (s) verticalement par rapport au sens de connexion.

2. Dispositif de connexion à fiches selon la revendication 1, les dispositifs de contact (3) englobant des contacts mâles.

3. Dispositif de connexion à fiches selon la revendication 1 ou 2, les dispositifs de contact ESD (31) étant des connecteurs femelles et les dispositifs restants de contact (3) des contacts mâles.

4. Dispositif de connexion à fiches selon l'une des revendications 1 à 3, les dispositifs de contact ESD (31) étant utilisables comme broches CAN ou broches de diagnostic.

5. Dispositif de connexion à fiches selon l'une des revendications 1 à 4, les dispositifs de contact ESD qui ne sont pas disposés en retrait ou une partie de ces derniers étant respectivement protégés par des composants de protection ESD.

6. Dispositif de connexion à fiches selon l'une des revendications 1 à 5, un ou plusieurs des dispositifs de contact ESD (31) étant disposé(s) entre les autres dispositifs de contact (3).

7. Appareil de commande d'un véhicule automobile avec un dispositif de connexion à fiches selon l'une des revendications 1 à 6.

Zeichnung