DIREKTSTECKSYSTEM FÜR DIE VERBINDUNG EINES STECKVERBINDERS MIT EINER LEITERPLATTE

Abstract

 Bei einem Direktstecksystem für die Verbindung eines Steckverbinders (10) mit einer Leiterplatte (20) weist die Leiterplatte (20) wenigstens ein Kontaktfeld und der Steckverbinder (10) wenigstens ein Kontaktelement (14) und ein Gehäuse (11) auf. Das Kontaktelement (14) des Steckverbinders (10) ist zur eingriffslosen Kontaktierung mit dem Kontaktfeld der Leiterplatte (20) vorgesehen. Die Leiterplatte (20) ist mit einem Rastrahmen (30) zur rastenden Aufnahme des Steckverbinders (10) ausgestattet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Direktstecksystem für die Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte. Die Leiterplatte weist wenigstens ein Kontaktfeld und der Steckverbinder wenigstens ein Kontaktelement und ein Gehäuse auf, wobei das Kontaktelement des Steckverbinders zur eingriffslosen Kontaktierung mit dem Kontaktfeld der Leiterplatte vorgesehen ist.

Stand der Technik

[0002] Steckverbinder zum Trennen und Verbinden von elektrischen Leitungen sind seit langem bekannt. Im Zusammenhang mit Leiterplatten werden vielfach direkte Steckverbinder eingesetzt, die direkt an Kontaktbereichen der Leiterplatte kontaktieren.

[0003] Beispielsweise werden sogenannte EdgeCard-Steckverbindungen als Direktstecksysteme verwendet, wobei die Steckverbinder an einer Kante der Leiterplatten angebracht werden. So beschreibt die DE 20 2010 016 927 U1 die Anordnung eines Steckverbinders an einer Leiterplatte, wobei der Steckverbinder auf einen Steckbereich an einer Kante der Leiterplatte mit einer entsprechenden Kontaktzone aufgesteckt wird. Mit einem den Steckverbinder überfangenden Sicherungselement wird die Anordnung fixiert.

[0004] Bei einer Anordnung eines Steckverbinders auf der Fläche einer Leiterplatte kontaktieren die Kontaktelemente des Steckverbinders in der Regel über entsprechende Kontaktlöcher in der Leiterplatte die Leiterbahnen der Leiterplatte. Die Fixierung des Steckverbinders auf der Leiterplatte erfolgt beispielsweise mit einer Einpresstechnik. Aus der EP 3 518 345 A1 ist ein Steckverbinder zur Anbringung an einer Leiterplatte bekannt, wobei der Steckverbinder mit einer Primärsicherung in Form von Rastarmen ausgestattet ist, die in Ausnehmungen der Leiterplatte eingreifen. Zusätzlich ist ein montierbarer Raststift als Sekundärsicherung vorgesehen, der durch Drehen entriegelt werden kann. Die Kontaktierung der Steckkontakte bzw. Kontaktelemente des Steckverbinders selbst erfolgt bei solchen Direktsteckverbindungen in entsprechenden Leiterplattenbohrungen.

[0005] Die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Steckverbindungen tendieren zu immer kleiner werdenden Steckverbindern. Die Leiterplatten müssen dieser Miniaturisierung entsprechend folgen. Insofern müssen die Bohrungen und Durchbrüche, die auf einer Leiterplatte im Hinblick auf die Fixierung und Kontaktierung eines Steckverbinders erforderlich sind, entsprechend kleiner werden. Dementsprechend müssen auch die Durchmesser der Bohr- und Fräswerkzeuge an diese benötigten Geometrien der Leiterplatte angepasst werden. Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Fertigung von Leiterplatten ist es in der Regel üblich, mehrere Rohlinge für Leiterplatten zu stapeln und in einem gemeinsamen Vorgang mechanisch zu bearbeiten. Allerdings haben eine Miniaturisierung der Bauteile und die an diese kleineren Geometrien angepassten geringeren Durchmesser der beteiligten Bohr- und Fräswerkzeuge zur Folge, dass diese Bohr- und Fräswerkzeuge mechanisch weniger belastbar sind. Insofern können nicht mehr so viele Rohlinge gleichzeitig bearbeitet werden, wie es bei größeren Bauteilen der Fall ist.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Direktstecksystem zur Verfügung zu stellen, das diese Probleme, die mit einer Miniaturisierung von Steckverbindern einhergehen, löst. Diese Aufgabe wird durch ein Direktstecksystem und seine Elemente gelöst, wie es Gegenstand der unabhängigen Ansprüche ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Direktstecksystems und seiner Elemente ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Offenbarung der Erfindung

[0007] Das erfindungsgemäße Direktstecksystem ist für die Verbindung eines Steckverbinders mit einer Leiterplatte vorgesehen, wobei die Leiterplatte wenigstens ein Kontaktfeld und der Steckverbinder wenigstens ein Kontaktelement aufweist. Der Steckverbinder weist ein Gehäuse auf. Das wenigstens eine Kontaktelement des Steckverbinders ist in an sich bekannter Weise zur Anbindung von Anschlussleitungen (Leitern) an die Leiterplatte vorgesehen. Das Kontaktelement oder die Kontaktelemente des Steckverbinders sind zur eingriffslosen Kontaktierung mit dem wenigstens einen Kontaktfeld der Leiterplatte vorgesehen. Mit "eingriffslos" in diesem Zusammenhang ist gemeint, dass die Kontaktelemente nicht in Bohrungen der Leiterplatte kontaktieren, sondern direkt mit dem Kontaktfeld auf der Oberfläche der Leiterplatte in Kontakt treten. Das vorgeschlagene Direktstecksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte mit einem Rastrahmen zur rastenden Aufnahme des Steckverbinders ausgestattet ist. Das erfindungsgemäße Direktstecksystem umfasst also einen Steckverbinder und eine mit einem Rastrahmen versehene Leiterplatte. Der wesentliche Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass keine Bohrungen oder sonstig gestalteten Öffnungen oder Durchbrüche in der Leiterplatte erforderlich sind, um den Steckverbinder auf der Leiterplatte zu kontaktieren und zu befestigen. Vielmehr ist es durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Rastrahmen auf der Leiterplatte möglich, dass das Gehäuse des Steckverbinders mit Hilfe des Rastrahmens sicher und korrekt auf der Leiterplatte positioniert und fixiert werden kann. Somit kann der Steckverbinder auf der Fläche der Leiterplatte montiert werden, ohne dass es eines Eingriffs in die Leiterplatte bedarf. Zudem kann die Montage werkzeuglos erfolgen.

[0008] Das vorgeschlagene Direktstecksystem bietet weiterhin auch besondere Vorteile im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Steckverbinders auf Metallkernleiterplatten. Metallkernleiterplatten werden insbesondere dann eingesetzt, wenn es auf der Leiterplatte zu einer erhöhten Temperaturentwicklung in Folge von zum Beispiel Hochstromanwendungen oder im Zusammenhang mit dem Einsatz von Hochleistungs-LEDs kommt. Bei herkömmlichen Stecksystemen für Metallkernleiterplatten ist dabei zu beachten, dass die herkömmlicherweise vorgesehenen Löcher in den Leiterplatten nach dem Bohren wieder isoliert werden müssen, da es sonst zu Kurzschlüssen kommt. Da das vorgeschlagene Direktstecksystem keinerlei Bohrungen in der Leiterplatte benötigt, ist das System mit besonderem Vorteil auch für Metallkernleiterplatten zu verwenden, da der zusätzliche Schritt einer Isolierung von Bohrungen in der Leiterplatte wegfällt.

[0009] Auch gegenüber mittels SMD-Technik aufgebrachten Steckverbindern, bei denen die Bauelemente direkt auf eine Leiterplatte gelötet werden, bietet das vorgeschlagene Direktstecksystem, abgesehen von der deutlich weniger aufwendigeren Montage, einen weiteren besonderen Vorteil. Die vergrößerte Wärmeabfuhr bei Metallkernleiterplatten verglichen mit beispielsweise FR4-Leiterplatten, die auf flammenhemmenden Verbundwerkstoffen basieren, erweist sich bei einem Reflow-Löten bei Metallkernleiterplatten als Nachteil, dass die Lötstellen nicht so heiß werden. Das bedeutet, dass Metallkernleiterplatten bei einer mit der herkömmlichen SMD-Technik aufgebrachten Steckverbindung höher bzw. länger thermisch belastet werden müssen. Dies kann insbesondere Kunststoffkomponenten des Steckverbindersystems schädigen. Auch diese Problematik entfällt bei dem vorgeschlagenen Direktstecksystem, da leiterplattenseitig keine Kunststoffkomponenten des Steckverbinders erforderlich sind.

[0010] Vorzugsweise bildet das wenigstens eine Kontaktfeld der Leiterplatten eine Kontaktzone aus, die von den Randbereichen der Leiterplatte beabstandet ist. Anders als bei den eingangs beschriebenen EdgeCard-Steckverbindungen, bei denen ein Steckverbinder auf einen Randbereich der Leiterplatte aufgesteckt wird, ist mit dem erfindungsgemäßen Direktstecksystem eine Kontaktierung der Kontaktelemente mit den Kontaktfeldern der Leiterplatte in der Fläche möglich. Zweckmäßigerweise ist dafür der Rastrahmen auf der Fläche der Leiterplatte angeordnet. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Direktstecksystems gegenüber beispielsweise den erwähnten EdgeCard-Steckverbindern besteht vor allem darin, dass die Positionierung des Steckverbinders nicht auf die Leiterplattenkante beschränkt ist, sondern im Prinzip beliebig auf der Leiterplatte wählbar ist.

[0011] Vorzugsweise sind der Rastrahmen und das Gehäuse des Steckverbinders mit ineinandergreifenden Rastelementen zur Aufnahme des Steckverbinders versehen. Hierfür können beispielsweise Rastvorsprünge, z. B. Rastnasen oder Rasthaken, an dem Gehäuse des Steckverbinders und entsprechende Rastöffnungen auf dem Rastrahmen vorgesehen sein. Die Rastöffnungen können beispielsweise an abgebogenen Vorsprüngen des Rastrahmens vorgesehen sein. Eine umgekehrte Anordnung der Rastvorsprünge und der Rastöffnungen ist gleichfalls möglich. Weiterhin kann der Rastrahmen wenigstens ein Führungs- und/oder Fixierungselement aufweisen, mit dem die Positionierung und Aufnahme des Steckverbinders weiter erleichtert werden kann. Hierfür können beispielsweise entsprechend gebogene flächige Elemente vorgesehen sein, die von dem Rastrahmen abragen und die die Führung des Steckverbinders in die richtige Position bei der Montage erleichtern. Unter Umständen kann es ausreichend sein, dass nur ein Führungs- und/oder Fixierungselement am Rastrahmen zur Aufnahme des Steckverbinders vorgesehen ist, ohne dass weitere Rastelemente erforderlich wären.

[0012] In besonders bevorzugter Weise umfasst das System Einrichtungen zur Lösung der Verrastung zwischen Rastrahmen und Gehäuse des Steckverbinders. Insbesondere kann das Gehäuse des Steckverbinders mit wenigstens einem Betätigungsmittel, beispielsweise mit einem oder mehreren Rasthebeln, ausgestattet sein, die eine Lösung der Verrastung zwischen Rastrahmen und Gehäuse des Steckverbinders beispielsweise durch eine Betätigung mit der Hand erlauben. Insbesondere im Vergleich mit Einpresstechnik-Steckverbindern liegt ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Direktstecksystems darin, dass die Verbindung werkzeuglos und insbesondere von Hand auch wieder gelöst werden kann. Dies ist in besonders benutzerfreundlicher Weise möglich, wenn die erwähnten Betätigungselemente am Steckverbinder vorgesehen sind, um die Verrastung zu lösen. Zur vereinfachten Handhabbarkeit können entsprechende Rasthebel oder ähnliches mit Profilierungen versehen sein, die den Griff erleichtern.

[0013] In besonders bevorzugter Weise ist der Rastrahmen metallisch. Ein solcher metallischer Rastrahmen kann auf der Leiterplatte aufgelötet werden, um eine belastbare Verbindung zwischen dem Rahmen und der Leiterplatte zu gewährleisten. Prinzipiell sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten des Rastrahmens auf der Leiterplatte möglich. Die metallische Natur des Rastrahmens hat den besonderen Vorteil, dass ein solcher Rastrahmen im Vergleich mit Kunststoffkomponenten thermisch unempfindlich ist.

[0014] In bevorzugten Ausgestaltungen des Direktstecksystems weist der Rastrahmen wenigstens eine und vorzugsweise mehrere, beispielsweise drei, Lötlaschen auf. Je nach Ausgestaltung können beispielweise auch noch mehr Lötlaschen vorgesehen sein. Die Lötlaschen können beispielsweise als nach außen abragende, flächige Vorsprünge des Rastrahmens ausgebildet sein. Mit diesen Lötlaschen kann die Anbringung des Rastrahmens auf der Leiterplatte erheblich vereinfacht werden, indem die Verlötung beispielsweise ausschließlich an diesen Lötlaschen erfolgt. Wenn beispielsweise drei Lötlaschen vorgesehen sind, können sich bei einem rechteckigen Rastrahmen zwei dieser Lötlaschen an gegenüberliegenden Seiten und die dritte Lötlasche an einer weiteren Seite des Rastrahmens befinden. In besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Lötlaschen sind die Lötlaschen nach unten versetzt, indem sie beispielsweise mittels eines kurzen Stegs so abgewinkelt sind, dass die Auflagefläche der Lötlaschen sich unterhalb der übrigen Fläche des Rastrahmens befindet. In dieser Ausgestaltung liegt der verlötete Rastrahmen nicht direkt auf der Leiterplatte auf, sondern nur im Bereich der Lötlaschen, wohingegen der umlaufende Bereich des Rastrahmens von der Leiterplatte beabstandet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der Rastrahmen in dieser Anordnung den Leiterbahnen nicht im Weg ist. Prinzipiell eignen sich die Lötlaschen auch für eine andere Befestigung des Rastrahmens an der Leiterplatte, beispielsweise durch Verklebungen an den Flächen der Lötlaschen mit den entsprechenden Bereichen der Leiterplatte.

[0015] Das Gehäuse des Steckverbinders ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff gefertigt. Da dieses Kunststoffgehäuse des Steckverbinders dank des Rastrahmens keinen direkten Kontakt mit der Leiterplatte hat, ist auch die thermische Belastung des Gehäuses geringer als bei herkömmlichen Direktstecksystemen.

[0016] Der Steckverbinder ist mit einem oder mehreren Kontaktelementen ausgestattet, die zur Anbindung von einem oder mehreren Leitern (Kabeln) vorgesehen sind. Beispielsweise kann ein Anschluss von sechs Leitern vorgesehen sein. Selbstverständlich ist auch eine andere Anzahl von Leitern möglich. Für die Anbindung der Leiter können das oder die Kontaktelemente des Steckverbinders in an sich bekannter Weise beispielsweise mit einer Schneid-Klemmeinrichtung ausgestattet sein. Neben der Schneid-Klemmtechnik zur Anbindung der Leiter kann beispielsweise auch ein Crimp-Anschluss oder anderes vorgesehen sein.

[0017] Bezüglich der konkreten Ausgestaltung des Steckverbinders unterliegt das erfindungsgemäße Direktstecksystem abgesehen von den Elementen für eine rastende Aufnahme des Steckverbinders in den Rastrahmen keinen besonderen Einschränkungen. Beispielsweise kann ein Abgang der angebundenen Leiter bezogen auf die Ebene der Leiterplatten in einem Winkel von 90° oder 180° oder auch in einem anderen Winkel vorgesehen sein.

[0018] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Direktstecksystems sind das oder die Kontaktelemente des Steckverbinders so ausgestaltet, dass sie für eine federnde Kontaktierung der Kontaktelemente mit den Kontaktfeldern der Leiterplatte geeignet sind. Hierfür können die Kontaktelemente des Steckverbinders insbesondere wenigstens einen, vorzugsweise zwei federrückstellelastische Arme aufweisen. Weiterhin können die Kontaktelemente des Steckverbinders wenigstens einen Schenkel zur Führung des Kontaktelements in dem Gehäuse des Steckverbinders aufweisen, wodurch die Montage der Bauelemente weiter vereinfacht werden kann.

[0019] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Direktstecksystems ist eine Kodierung mittels Geometrien an dem Rastrahmen und dem Gehäuse des Steckverbinders vorgesehen. Der Rastrahmen bietet verschiedene Möglichkeiten, geeignete Geometrien hierfür, die für ein Zusammenspiel mit entsprechenden Gegenelementen am Gehäuse des Steckverbinders geeignet sind, vorzusehen, sodass eine korrekte Montage gewährleistet werden kann. Für eine Kodierung ist es also nicht erforderlich, Bohrungen oder sonstige Durchbrüche in der Leiterplatte anzubringen. Vielmehr können Aussparungen auf Seiten der Leiterplatte in den Rastrahmen integriert werden, sodass vollständig auf Bohrungen und Durchbrüche in der Leiterplatte bei dem erfindungsgemäßen Direktstecksystem verzichtet werden kann.

[0020] Die Erfindung umfasst weiterhin einen Steckverbinder mit einem Gehäuse zur Verwendung in dem beschriebenen Direktstecksystem. Bezüglich weiterer Merkmale dieses Steckverbinders wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Insbesondere weist das Gehäuse des Steckverbinders Rastelemente zur Aufnahme des Steckverbinders in einem Rastrahmen auf, der auf einer Leiterplatte angeordnet ist. Darüber hinaus ist das Gehäuse des Steckverbinders vorzugsweise mit wenigstens einem Betätigungsmittel ausgestattet, das zur Lösung der Verrastung geeignet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Rasthebel handeln. Weiterhin weisen das oder die Kontaktelemente des Steckverbinders wenigstens einen, vorzugsweise zwei federrückstellelastische Arme auf, um eine federnde Kontaktierung der Kontaktelemente mit den entsprechenden Kontaktfeldern oder der Kontaktzone der Leiterplatte zu ermöglichen. Darüber hinaus können das oder die Kontaktelemente wenigstens einen Schenkel zur Führung des Kontaktelements in dem Gehäuse des Steckverbinders aufweisen.

[0021] Weiterhin umfasst die Erfindung einen Rastrahmen zur Verwendung in dem oben beschriebenen Direktstecksystem. Bezüglich weiterer Einzelheiten zu dem Rastrahmen wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Insbesondere ist der Rastrahmen mit einem oder mehreren Rastelementen zur Aufnahme des Steckverbinders ausgestattet. Weiterhin kann der Rastrahmen wenigstens ein Führungs- und/oder Fixierungselement zur Aufnahme des Steckverbinders aufweisen. In besonders bevorzugter Weise ist der Rastrahmen metallisch und kann insbesondere auf eine Leiterplatte aufgelötet werden.

[0022] Schließlich umfasst die Erfindung eine Leiterplatte mit Rastrahmen zur Verwendung in dem oben beschriebenen Direktstecksystem. Bezüglich weiterer Merkmale dieser Leiterplatte mit Rastrahmen wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Vorzugsweise handelt es sich um einen metallischen Rastrahmen, der auf die Leiterplatte aufgelötet ist.

[0023] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

[0024] In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

Isometrische Ansicht eines Direktstecksystems in einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2

Schnittdarstellung des Direktstecksystems aus Figur 1;

Fig. 3

Isolierte Darstellung eines Kontaktelements als Bestandteil eines Steckverbinders gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 4

Isolierte Darstellung eines Rastrahmens als Bestandteil des Direktstecksystems gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 5

Schnittdarstellung des Rastrahmens aus der Fig. 4 in montierter Position auf einer Leiterplatte;

Fig. 6

Isolierte Darstellung eines Rastrahmens in alternativer Ausgestaltung;

Fig. 7

Getrennte Darstellung von Steckverbinder und Leiterplatte mit Rastrahmen gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung und

Fig. 8

Isolierte Darstellung des Gehäuses eines Steckverbinders gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

[0025] Fig. 1 zeigt die Bauteile eines erfindungsgemäßen Direktstecksystems in montiertem Zustand. Das Gehäuse 11 des Steckverbinders 10 umfasst die in dieser Darstellung nicht sichtbaren Kontaktelemente. Mittels dieser Kontaktelemente erfolgt eine Anbindung der Leiter (Kabel) 12 an die in dieser Darstellung nicht sichtbare Kontaktzone mit gegebenenfalls mehreren Kontaktfeldern der Leiterplatte 20. In diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechs Leiter 12 vorgesehen, die an der Leiterplatte 20 angeschlossen werden. Die Leiter 12 sind im Inneren des Gehäuses 11 in an sich bekannter Weise an die Kontaktelemente angeschlagen, beispielsweise mittels einer Schneidklemmtechnik. Ein wesentliches Element der Erfindung ist der Rastrahmen 30, mittels dessen der Steckverbinder 10 bzw. dessen Gehäuse 11 auf der Leiterplatte 20 positioniert und fixiert wird. Der Rastrahmen 30, der insbesondere metallischer Natur ist, kann beispielsweise auf der Leiterplatte 20 verlötet sein. Die Verlötung kann beispielsweise über die Fläche des Rastrahmens erfolgen. Allerdings ist es wie in diesem Beispiel besonders bevorzugt, dass der Rastrahmen 30 Lötlaschen 38 aufweist, an denen die Verlötung erfolgt. Die Lötlaschen 38 sind nach unten abgewinkelt, sodass sich die Auflageflächen der Lötlaschen 38 auf einer nach unten versetzten Ebene in Bezug zu der unteren Fläche des umlaufenden Rastrahmens 30 befinden. Die Fläche des umlaufenden Rastrahmens 30 ist demzufolge im montierten Zustand von der Oberfläche der Leiterplatte 20 beabstandet, sodass keine störenden Kontakte des Rastrahmens 30 mit den Leiterbahnen auftreten können. Der Rastrahmen 30 ist mit Rastelementen 31 ausgestattet, die für eine rastende Aufnahme des Steckverbinders 10 bzw. dessen Gehäuse 11 vorgesehen sind. Hierfür sind in dieser Ausgestaltung Rastöffnungen 32 vorgesehen, in die entsprechende Rasthaken oder ähnliche Elemente des Gehäuses 11 des Steckverbinders 10 einrasten. Weiterhin können zusätzliche Fang- und Haltegeometrien 35 an dem Rastrahmen 30 zur Führung und/oder Fixierung des Steckverbinders 10 vorgesehen sein, die mit entsprechenden Geometrien des Gehäuses 11 des Steckverbinders zusammenspielen. Mit Hilfe dieser zusätzlichen Fang- und Haltegeometrien 35 kann beispielsweise eine Schnappverbindung zur Fixierung des Steckverbinders 10 hergestellt werden. Weiterhin sind Kodierungsgeometrien 13, z. B. Kodierungsnasen, am Gehäuse 11 des Steckverbinders vorgesehen, die in passende Geometrien des Rastrahmens 30 eingreifen, um eine korrekte Montage des Steckverbinders zu gewährleisten.

[0026] Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Anordnung aus Fig. 1, wobei die entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zu erkennen ist das Kontaktelement 14, an das ein Kabel bzw. ein Leiter 12 in Schneidklemmtechnik angeschlossen ist. Weiterhin weist das Kontaktelement 14 zwei Arme 142 auf, die insbesondere als federrückstellelastische Arme den Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktfeld der Leiterplatte 20 realisieren. Dieser Kontakt wird hergestellt, wenn der Steckverbinder 10 bzw. das Gehäuse 11 des Steckverbinders mit dem Rastrahmen 30 verrastet.

[0027] Fig. 3 zeigt den Steckkontakt 14 des erfindungsgemäßen Steckverbinders in isolierter Form. Der Bereich 141 des Steckkontakts 14 stellt den Anschlussbereich für einen Leiter dar, der in dieser Ausgestaltung eine Anbindung des Leiters in Schneid-Klemmtechnik ermöglicht (Schneid-Klemmeinrichtung). Prinzipiell sind auch andere Anbindungsmöglichkeiten eines Leiters durch entsprechende Ausgestaltung des Kontaktelements 14 möglich, insbesondere eine Ausgestaltung für eine Anbindung des Leiters mittels eines Crimp-Anschlusses. Weiterhin sind die federrückstellelastischen Arme 142 auf der dem Anschlussbereich 141 gegenüberliegenden Seite des Kontaktelements 14 angeordnet. Die federrückstellelastischen Arme 142 sind für die Kontaktierung mit der Leiterplatte vorgesehen sind. Die Arme 142 laufen in abgewinkelten Schenkeln 143 aus, die zur Führung des Kontaktelements 14 im Gehäuse des Steckverbinders vorgesehen sind. In an sich bekannter Weise ist das Kontaktelement 14 aus elektrisch leitendem Material hergestellt und kann beispielsweise als Stanzteil gefertigt werden.

[0028] Fig. 4 zeigt den Rastrahmen 30 des erfindungsgemäßen Direktstecksystems in isolierter Weise. Die Rastelemente 31 des Rastrahmens 30 sind als in etwa einem rechten Winkel abstehende Vorsprünge des Rastrahmens gefertigt und weisen die Rastöffnungen 32 zur Verrastung von entsprechenden Geometrien des Gehäuses des Steckverbinders auf. Zusätzlich können seitliche Schenkel 33 zur Abstützung der Rastgeometrie beim Rastvorgang vorgesehen sein. Weiterhin können weitere Führungsgeometrien 34 zum Fangen und vereinfachten Stecken des Steckverbinders während der Montage vorgesehen sein. Darüber hinaus können weitere Fang- und Haltegeometrien 35 vorgesehen sein, die die Fixierung des Steckverbinders weiter verbessern. In dieser Ausgestaltung ist die Fang- und Haltegeometrie 35 als zweifach gebogene Abragung des Rastrahmens 30 ausgestaltet, die einen Schnappverschluss bei der Montage des Steckverbinders realisiert. Insgesamt können beispielsweise zwei einander gegenüberliegende Rastelemente 31 und eine zusätzliche Fang- und Haltegeometrie 35 an einer dritten Seite des im Wesentlichen rechteckigen Rastrahmens 30 vorgesehen sein. An einer weiteren Seite des Rastrahmens kann ein flächiger Vorsprung 36 ausgebildet sein, der eine Handhabung des Rastrahmens 30 bei dessen Montage erleichtern kann. Weiterhin sind drei nach unten abgewinkelte Lötlaschen 38 an den übrigen drei Seiten des Rastrahmens 30 vorgesehen. Mittels der Lötlaschen 38 erfolgt die Befestigung, insbesondere die Verlötung, des Rastrahmens 30 auf der Leiterplatte. Durch die Abwinklung der Lötlaschen 38 ist der umlaufende Rahmen des Rastrahmens 30 im montierten Zustand von der Leiterplatte beabstandet. Weiterhin sind in dieser Ausgestaltung Kodierungsöffnungen 37 am Rastrahmen 30 vorgesehen sein, die beispielsweise an einem im rechten Winkel abstehendem Vorsprung des im Prinzip flächig auf der Leiterplatte aufliegenden Rastrahmens angeordnet sind. In diese Kodierungsöffnungen 37 tauchen bei der Montage die entsprechenden Geometrien des Gehäuses des Steckverbinders ein, um die korrekte Montage sicherzustellen.

[0029] Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung des Rastrahmens 30, der über die Lötlaschen 38 auf der Leiterplatte 20 montiert ist. Zu erkennen ist der dadurch herbeigeführte Abstand zwischen dem umlaufenden Rahmen des Rastrahmens 30 und der Oberfläche der Leiterplatte 20.

[0030] Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Rastrahmens 30, der in weiten Teilen der Ausgestaltung des Rastrahmens 30 aus den Figuren 4 und 5 entspricht. Im Unterschied hierzu sind jedoch keine Lötlaschen vorgesehen. In dieser Ausgestaltung wird die untere Fläche des umlaufenden Bereichs des Rastrahmens 30 mit der Oberfläche der Leiterplatte verbunden, beispielsweise verlötet.

[0031] Fig. 7 zeigt den Steckverbinder 10 und die Leiterplatte 20 mit dem darauf befestigten Rastrahmen 30 in nicht gestecktem Zustand. Der Rastrahmen 30 ist insbesondere auf der Leiterplatte 20 aufgelötet. Der Steckverbinder 10 wird von oben in den Rastrahmen 30 entlang der Rastelemente 31 eingesetzt. Die zusätzliche Fang- und Haltegeometrie 35 sorgt für eine sichere Fixierung des Steckverbinders 10 auf der Leiterplatte 20. Bei dieser Montage treten die Kontaktelemente 14 des Steckverbinders 10 mit den entsprechenden Kontaktfeldern der Leiterplatte 20 in Kontakt, ohne dass ein Eingriff in die Leiterplatte, also ein Einführen der Steckkontakte in hierbei verzichtbare Bohrungen der Leiterplatte, erforderlich wäre. Durch die rastende Aufnahme des Steckverbinders 10 wird eine direkte Kontaktierung sichergestellt.

[0032] Fig. 8 zeigt in isolierter Darstellung ein beispielhaftes Gehäuse 11 für einen Steckverbinder des erfindungsgemäßen Direktstecksystems. Die runden Aussparungen 15 sind für eine Kabelaufnahme vorgesehen. Die Kodierstege oder Kodiernasen 13 sind zum Eingriff in die entsprechenden Kodieröffnungen des Rastrahmens vorgesehen, um so die korrekte Positionierung des Steckverbinders auf der Leiterplatte sicherzustellen. Mittels der Rasthaken 16, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 11 angeordnet sind, erfolgt die Verrastung mit dem Rastrahmen, wobei die Rasthaken 16 in die entsprechenden Öffnungen bzw. Aussparungen der Rastelemente des Rastrahmens eingreifen. Zur Lösung der Verrastung sind für jeden Rasthaken 16 Betätigungshebel 17 vorgesehen, sodass durch Betätigung beispielsweise mit der Hand, insbesondere durch ein Zusammendrücken der Betätigungshebel 17, die Rasthaken 16 aus den Öffnungen der Rastelemente des Rastrahmens wieder gelöst werden können, um so die Steckverbindung zu lösen. Zur Vereinfachung der Handhabung sind die Betätigungshebel 17 mit einer Profilierung in Form einer Riffelung versehen sein.

Ansprüche

1. Direktstecksystem für die Verbindung eines Steckverbinders (10) mit einer Leiterplatte (20), wobei die Leiterplatte (20) wenigstens ein Kontaktfeld und der Steckverbinder (10) wenigstens ein Kontaktelement (14) und ein Gehäuse (11) aufweist und wobei das Kontaktelement (14) des Steckverbinders (10) zur eingriffslosen Kontaktierung mit dem Kontaktfeld der Leiterplatte (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) mit einem Rastrahmen (30) zur rastenden Aufnahme des Steckverbinders (10) ausgestattet ist.

2. Direktstecksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktfeld der Leiterplatte (20) eine Kontaktzone ausbildet, die von den Randbereichen der Leiterplatte (20) beabstandet ist.

3. Direktstecksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastrahmen (30) und das Gehäuse (11) des Steckverbinders (10) mit ineinander greifenden Rastelementen (16, 31) zur Aufnahme des Steckverbinders (10) versehen sind.

4. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastrahmen (30) wenigstens ein Führungs- und/oder Fixierungselement (35) zur Aufnahme des Steckverbinders (10) aufweist.

5. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) des Steckverbinders (10) mit wenigstens einem Betätigungsmittel (17), insbesondere wenigstens einem Rasthebel, zur Lösung der Verrastung zwischen Rastrahmen (30) und Gehäuse (11) des Steckverbinders (10) ausgestattet ist.

6. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastrahmen (30) metallisch ist.

7. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastrahmen (30) auf der Leiterplatte (20) aufgelötet ist.

8. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastrahmen wenigstens eine Lötlasche (38), vorzugsweise mehrere Lötlaschen, zur Befestigung des Rastrahmens (30) auf der Leiterplatte (20) aufweist.

9. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anbindung von wenigstens einem Leiter an den Steckverbinder eine Schneid-Klemmeinrichtung (141) an dem wenigstens einen Kontaktelement (14) oder eine Crimp-Verbindung vorgesehen ist.

10. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement (14) des Steckverbinders (10) wenigstens einen, vorzugsweise zwei federrückstellelastische Arme (142) aufweist.

11. Direktstecksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kodierung mittels Geometrien (37, 13) an dem Rastrahmen (30) und dem Gehäuse (11) des Steckverbinders (10) vorgesehen ist.

12. Steckverbinder (10) mit einem Gehäuse (11) zur Verwendung in einem Direktstecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Steckverbinder (10) nach Anspruch 12, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale gemäß einem der Ansprüche 1, 3, 5, 9, 10 und 11.

14. Rastrahmen (30) zur Verwendung in einem Direktstecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

15. Rastrahmen (30) nach Anspruch 14, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale gemäß einem der Ansprüche 1, 3, 4, 6, 7, 8 und 11.

16. Leiterplatte (20) mit Rastrahmen (30) zur Verwendung in einem Direktstecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

17. Leiterplatte (20) mit Rastrahmen (30) nach Anspruch 16, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 und 11.

Zeichnung