Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Kartenrandsteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 , sowie einem Sensor, welcher einen Kartenrandsteckverbinder gemäß Anspruch 1 aufweist.

Derartige Kartenrandsteckverbinder werden unter Anderem benötigt, um die Verbindung zwischen Leiterkarten und elektrischen Leitern, beispielsweise ein als Signalleitung für einen Sensor genutztes Kabel, herzustellen.

Stand der Technik

Besonders in dem Bereich der Sensorik sind Kartenrandsteckverbinder zum Verbinden von Kabeln und in einem Sensorgehäuse eingesetzten Leiterkarten bekannt.

Üblicherweise werden im Bereich der Einbausensoren Kabel, bzw. dazugehörige Adern, an dafür vorgesehene Kontaktflächen auf einer Leiterkarte aufgelötet. Diese Vorgehensweise ist antiquiert, zeitaufwendig, fehleranfällig und erschwert einen Automatisierungsprozess.

Die DE 102013 112560 A1 schlägt einen Kartenrandsteckverbinder vor, bestehend aus einem Isolierkörper und zumindest einem elektrischen Kontakt, wobei der zumindest eine elektrische Kontakt in dem Isolierkörper aufgenommen ist, wobei der Isolierkörper zwei Kontaktseiten aufweist, eine erste Kontaktseite, an welcher der zumindest eine elektrische Kontakt einen Stift- oder Buchsenkontakt bildet, sowie eine zweite Kontaktseite welche einen Schlitz ausweist, wobei der zumindest eine elektrische Kontakt im Schlitz zumindest einen Kontaktarm bildet, wobei der zumindest eine Kontaktarm in den Schlitz ragt, wobei an der zweiten Kontaktseite des Isolierkörpers eine Blende vorgesehen ist. Zwar ermöglicht die Lösung das Vergießen des vorgeschlagenen Kartenrandsteckverbinders, und den Einsatz von Klemmkontakten, benötigt jedoch durch die mittig des Kartenrandsteckverbinders ausgerichteten Klemmkontakte den Einsatz einer kostspieligen, doppelt bestückten Leiterkarte, da einseitig bestückte Leiterkarten üblicherweise zu hoch ausbauen, um gemeinsam mit dem vorgeschlagenen Kartenrandsteckverbinder in einem Sensorgehäuse verbaut werden zu können. Weiterhin beachtet diese Lösung nicht, dass Sensoren, insbesondere Einbausensoren, oftmals vorteilhafterweise mit eigenem, abgehenden Kabel ausgeführt werden.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kartenrandsteck-verbinder anzubieten, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet und eine kompakte und kostengünstige Möglichkeit eröffnet, um insbesondere preiswerte, einseitig bestückte Leiterkarten mit insbesondere als Kabel ausgeführten Leitern sicher und schnell zu verbinden.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung besteht aus einem Kartenrandsteckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zumindest einem elektrischen Leiter und zumindest einer Leiterkarte. Hierbei weist der Kartenrandsteckverbinder ein Gehäuse auf, welches zumindest ein Kontaktelement aufnimmt und zumindest eine Kavität aufweist. Die zumindest eine Kavität nimmt sowohl den Leiter, als auch die Leiterkarte zumindest teilweise auf. Dabei umfasst das Kontaktelement die Leiterkarte federelastisch auf und kontaktiert diese. Weiterhin wird durch das Kontaktelement der Leiter federelastisch kontaktiert und gegen das Gehäuse geklemmt. In diesem Zusammenhang meint „kontaktieren“ insbesondere die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung.

Folglich bedeutet das, der Kartenrandsteckverbinder ist dazu ausgelegt, den Randbereich einer Leiterkarte, bzw. Platine zu umfassen. Gleichzeitig wird durch das Kontaktelement eine elektrische Verbindung zwischen einer Leiterkarte und einem Leiter hergestellt. Üblicherweise handelt es sich bei einem Leiter um wenigstens ein Kabel, welches zumindest eine Ader aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Kontaktelement einteilig ausgeformt. Durch ein einteiliges Kontaktelement wird die Herstellung des Kartenrandsteckverbinders vereinfacht.

Gleichzeitig bleiben die Produktionskosten gering. Insbesondere bei dem Einsatz mehrerer Kontaktelemente in einem Kartenrandsteckverbinder ergibt sich durch die Ausführung einteiliger Kontaktelemente ein Vorteil bezüglich der Herstellung.

In einerweiteren Ausführungsform umfasst das Kontaktelement die Leiterkarte sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite federelastisch klemmend auf und kontaktiert die Leiterkarte so. Hiermit ist gemeint, dass das Kontaktelement zumindest in einem Bereich als Klammer ausgeführt ist. Das als Klammer ausgeführte Kontaktelement wirkt also zumindest im gesteckten Zustand der Leiterkarte beidseitig mit je einer Kraft gegen die Leiterkarte. Anders gesagt, der oberhalb der Leiterkarte positionierte Klammerarm wirkt mit einer Kraft gegen die Leiterkarte. Gleichzeitig wirkt der unterhalb der Leiterkarte positionierte Klammerarm mit einer Kraft gegen die Leiterkarte. Damit wird sichergestellt, dass auch unter Vibration oder ähnlichen Umwelteinflüssen der elektrische Kontakt sichergestellt wird.

Eine sinnvolle Ausführungsform sieht einen Kartenrandsteckverbinder vor, dessen Kontaktelement zumindest grundsätzlich die Form eines kleingeschriebenen, griechischen Buchstaben „Epsilon“ (e) aufweist. Dabei werden zwei Ausläufer des Kontaktelements als Klammer ausgeführt, welche die Leiterkarte klemmend umfassen. Der dritte Ausläufer ist erfindungsgemäß an der zuvor beschriebenen Klammer angeformt. Dieser Ausläufer ermöglicht es, einen Leiter, insbesondere ein Kabel, gegen das Gehäuse zu drücken und somit den elektrischen Kontakt sicher herzustellen.

In einer cleveren Ausführungsform wird an dem Kontaktelement ein Fortsatz ausformt, welcher formschlüssig oder kraftschlüssig die Position des Kontaktelements im Gehäuse sichert. Anders ausgedrückt wird dem Kontaktelement ein Ausläufer angeformt, welcher mit dem Gehäuse des Kartenrandsteckverbinders interagiert. Dazu könnte dem Kontaktelement beispielsweise ein Flaken angeformt sein, welcher verhindert, dass das Kontaktelement unbeabsichtigt aus dem Gehäuse gelangt. Ähnlich geschickt könnte eine Ausnehmung im Kontaktelement sein, welche mit einer Rastnase im Gehäuse in Eingriff gebracht wird. Alternative Verbindungsmöglichkeiten sind natürlich denkbar. Dadurch kann die Montage von Produkten, in denen der Kartenrandsteckverbinder eingesetzt wird, erheblich vereinfacht werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, das Kontaktelement derart auszuformen, dass sowohl die Leiterkarte als auch der Leiter werkzeuglos mit dem Kontaktelement verbindbar sind. Dazu müssen jedoch, je nach Ausführung des Leiters gegebenenfalls Vorkehrungen getroffen werden. Bei dem Einsatz eines massiven Leiters ist es möglich, ein abisoliertes Leiterende direkt in die zylindrische Vertiefung einzuführen. Als massiver Leiter ist hier beispielsweise die einteilig ausgeführte Ader eines Kabels, vergleichbar mit Gebäudeinstallationskabeln, zu verstehen. Bevorzugt wird hier ein grundsätzlich flexibles Kabel eingesetzt, dessen zumindest eine Ader aus mehreren Litzen gebildet wird. Die Litzen der Ader werden einen Ends mit Aderendhülsen gesichert. Durch die Sicherung der zumindest einen Ader mit einer Aderendhülse kann das Leiterende idealerweise mit geringem Kraftaufwand in eine Vorgesehene Öffnung eingeschoben werden. Hier wird die Aderendhülse dann durch das Kontaktelement gegen das Gehäuse gedrückt. Dadurch wird zum einen der Leiter im Gehäuse des Kartenrandsteckverbinders gesichert. Zum anderen wird der elektrische Kontakt sicher hergestellt.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, das Gehäuse derart auszuformen, dass die Kontaktierung von der Leiterkarte sowie dem Leiter zumindest größtenteils innerhalb des Gehäuses erfolgt. Anders gesagt erfolgt die Herstellung der elektrischen Verbindung innerhalb der grundlegenden Form von dem Gehäuse des Kartenrandsteckverbinders. Dementsprechend werden die Leiter, idealerweise mit Aderendhülsen versehene Kabeladern, in das Gehäuse eingeführt. Ebenso werden zumindest die dafür vorgesehenen Kontaktflächen einer Leiterkarte innerhalb des Gehäuses von dem entsprechenden Kontaktelement zur Herstellung einer elektrischen Verbindung kontaktiert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, die zumindest eine Kavität zur Aufnahme der Leiterkarte als eine nutähnliche Aussparung auszuformen. Insbesondere eine durchgehende Nut vereinfacht die Verbindung mit Leiterkarten, deren Breite größer ist als die Breite des Gehäuses des Kartenrandsteckverbinders. Dadurch ist der erfindungsgemäße Kartenrandsteckverbinder unproblematisch mit verschiedenen Ausführungen von Leiterkarten verbindbar. Zum Vereinfachen des Steckvorgangs empfiehlt es sich, die Nut an zumindest einer nach außen gerichteten Kante abzufasen. In einerweiteren Ausführungsform wird zumindest eine Kavität zur Aufnahme des Leiters als grundsätzlich zylindrische Vertiefung ausgeformt. Damit wird sichergestellt, dass einzuführende Leiter, insbesondere durch eine Aderendhülse verstärkt, von dem

Kontaktelement erfasst werden. Hierdurch wird die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen Kontaktelement und Leiter gewährleistet. Zur einfachen Montage wird auch hier eine Fase entlang der zum Kabelverlauf gerichteten, grundsätzlich kreisrunden Öffnung der Kavität vorgeschlagen.

Eine weiterentwickelte Ausführungsform sieht einen Sensor zur Erfassung eines physikalischen Merkmals vor. Dieser Sensor weist ein Sensorgehäuse auf und zumindest eine in dem Sensorgehäuse angeordnete Leiterkarte. Dabei wird ein Kartenrandsteckverbinder gemäß

Anspruch 1 innerhalb des Sensorgehäuses eingesetzt. Dadurch wird die Verbindung von der Leiterkarte zu einem aus dem Sensorgehäuses führenden Leiter hergestellt. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinders wird die Montage erheblich vereinfacht. Denkbar wäre durch diese neue und einfache Anwendungsmöglichkeit auch ein modular aufgebauter Sensor. Hierzu könnte ein standardisiertes Sensorgehäuse für verschiedene Sensorarten und die dafür benötigten, verschiedenen Leiterkarten genutzt werden. Auch die vom Sensor abgehenden Leiter können in großer Stückzahl vorkonfektioniert werden. Diese Möglichkeiten ermöglichen einen günstigen und unkomplizierten Fertigungsprozess. Darüber hinaus bestünde sogar die Möglichkeit, feldkonfektionierbare Sensoren anzubieten. Damit ist gemeint, dass Sensoren als Bausatz angeboten werden können. Diese können vom Endnutzer vor Ort am Einsatzort bedarfsgerecht zusammengesetzt/ montiert werden, ohne übermäßige Zeiteinbußen erwarten zu müssen. Weiterhin kann durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinders eine gewisse Modularität geschaffen werden. Wird ein Sensor beispielsweise mit Steckkontakten zur Verbindung mit einem Steckverbinder ausgeführt, so lässt sich ein Modul hersteilen, dass die gewünschten Steckkontakte in einem benötigten Steckgesicht aufnimmt. Auf der zum Sensorinneren gerichteten Seite weist dieses Modul sodann passende Leiterelemente aus, welch in den Kartenrandsteckverbinder gesteckt werden können. Dort werden die Leiterelemente von dem Kontaktelement zunächst lösbar fixiert und stellen die elektrisch Leitende Verbindung zwischen Steckkontakten für einen Gegensteckverbinder und Leiterkarte im Sensorgehäuse her.

Eine alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Kontaktelement sowohl die Leiterkarte federelastisch umfasst und kontaktiert als auch eine isolierende Schicht des Leiters verdrängt und kontaktiert. Damit ist gemeint, dass ein Kontaktbereich des Kontaktelements dazu ausgelegt ist, die Isolierung eines elektrisch leitenden Kabels zu verdrängen, um die elektrisch leitende Schicht freizulegen und gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.

In einer geschickten Ausführungsform wird zum Verdrängen der Isolierung des elektrischen Leiters das Kontaktelement mit zumindest einem Kontaktbereich ausgeführt, welcher im Wesentlichen als Schneidklemme ausgeführt ist.

In einer Ausführungsform empfiehlt sich durch den Einsatz einer Schneidklemme, dass zunächst der Leiter von dem Gehäuse aufgenommen wird, bevor das Kontaktelement in das Gehäuse eingesetzt wird. Damit wird die Notwendigkeit von Aderendhülsen bei flexiblen Leitern eingespart. Ebenso verringert sich der Zeitaufwand während der Montage.

Alternativ sieht eine Ausführungsform des Kartenrandsteckverbinders ein Kontaktelement mit Schneidklemme vor, wobei das Gehäuse einen Deckel aufweist, welcher den Leiter zumindest während der Montage in den Kontaktbereich zwingt. Diese Ausführungsform ermöglicht demnach eine besonders vereinfachte und schnelle Montage, indem zumindest ein zu kontaktierender Leiter auf das Gehäuse, bzw. auf ein als Schneidklemme ausgeführten Kontaktbereich des Kontaktelements aufgelegt wird.

Anschließend wird mit Hilfe des Deckels der Leiter in die Schneidklemme des Kontaktelements gedrückt, wodurch die Isolierung verdrängt wird und der elektrische Kontakt hergestellt wird.

In einer weiterentwickelten Ausführungsform ist der Deckel des Gehäuses stoffschlüssig an dem Gehäuse angeformt ist und lässt sich zumindest zu Montagezwecken schwenken. Dadurch wird verhindert, das bei kleinen Baugruppen Teile des Kartenrandsteckverbinders verloren werden.

Eine besonders geschickte Ausführungsform sieht vor, dass der Deckel des Gehäuses mit zumindest einem Rastelement versehen ist, welches nach der Montage mit zumindest einem korrespondierenden Rastelement des Gehäuses in Verbindung gebracht wird. Dadurch wird die nachhaltige und sichere Kontaktierung des Leiters mit dem Kontaktelement sichergestellt.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein erfindungsgemäßer Kartenrandsteckverbinder in einer Schnittdarstellung;

Fig. 2 Eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinders;

Fig. 3 Ein Sensorgehäuse mit eingefügtem, erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinder; Fig. 4 Eine alternative Ausführungsform eines Kontaktelements des Kartenrandsteckverbinders;

Fig. 5 Eine alternative Ausführungsform eines

Kartenrandsteckverbinder in einer Explosionsansicht.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen.

Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.

Richtungsangaben wie „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinders 1. Dabei wird eine Aderendhülse als Beispiel für einen Leiter 2 verwendet. Darüber hinaus wird ein Abschnitt einer Leiterkarte 3 mit einer dazugehörigen Kontaktfläche 3.1 gezeigt. Das Gehäuse 4 ist grundsätzlich rechteckig ausgeformt und weist in der dargestellten Ausführungsform abgerundete Ecken/ Kanten auf. Das erfindungsgemäße Kontaktelement 5 wird mit drei federelastisch ausgebildeten Ausläufern 5.1 , 5.2 und 5.3 ausgeführt. Dazu weist das Kontaktelement 5 einen Fortsatz 5.4 auf. Der Fortsatz 5.4 wird formschlüssig mit einem Durchbruch im Gehäuse 4 in Eingriff gebracht.

Darüber hinaus zeigt die Figur 1 eine Kavität 6, welche eine Aussparung 6‘ aufweist, welche die Aufnahme einer Leiterkarte 3 ermöglicht. Ebenfalls ersichtlich wird die grundsätzlich zylindrische Vertiefung 6“ zur Aufnahme eines Leiters 2. Die Ausläufer 5.1 und 5.2 stellen dabei eine elektrisch leitende Verbindung mit der Leiterkarte 3 her, indem die Ausläufer 5.1 und 5.2 des Kontaktelements 5 die Kontaktfläche 3.1 beidseitig mit jeweils einer der Leiterkarte 3 zugewandten Kraft beaufschlagen. Der dritte Ausläufer 5.3 des Kontaktelements 5 ist oberhalb der, eine Klemme bildenden, Ausläufer 5.1 und 5.2 angeordnet. Dadurch erinnert die Form an eine Abwandlung des kleingeschriebenen, griechischen Buchstaben „Epsilon“ (e). Ebenfalls wird der klemmende Einsatz des Ausläufers 5.3 des Kontaktelements 5 deutlich. Der Ausläufer 5.3 kontaktiert den Leiter 2, ausgeführt als Aderendhülse und wirkt mit einer gegen den Leiter wirkende Kraft auf diese ein. Durch die Wirkrichtung der Kraft wird der Leiter 2 an die Innenwand der zylindrisch ausgeführten Vertiefung 6“ des Gehäuses 4 gedrückt und somit sicher in Position gehalten. Gleichzeitig wird die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem dargestellten Leiter 2 und dem Kontaktelement 5, bzw. dem Ausläufer 5.3 gewährleistet.

Die Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinder 1 in einer perspektivischen Ansicht. Dazu werden vier abgefaste zylindrische Vertiefungen 6“ dargestellt, welche dazu ausgelegt sind, die beispielhaft als Leiter 2 gezeigten Aderendhülsen zumindest zum Großteil aufzunehmen. Die eingesetzten Kontaktelemente 5 sind in dieser Ansicht lediglich durch die aus dem Gehäuse 4 hervorstehenden Fortsätze 5.4 zu erkennen. Auf der den zylindrischen Vertiefungen 6“ gegenüberstehenden Seite des Gehäuses 4 lässt sich eine nutenförmige Aussparung 6‘ erkennen. Diese Aussparung 6‘ ermöglicht die Aufnahme von Leiterkarten 3, auch wenn die Breite der Leiterkarten 3 die Breite des Gehäuses 4 überschreitet.

Einen bevorzugten Einsatz des erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinders 1 zeigt die Figur 3. Dabei handelt es sich um das Sensorgehäuse 10 eines Sensors 11. Deutlich wird insbesondere die Einsatzmöglichkeit eines erfindungsgemäßen

Kartenrandsteckverbinders 1. Der Kartenrandsteckverbinder 1 befindet sich an einem als Kabelabgang 11.2 vorgesehenen Ende des Sensorgehäuses 11. Dabei ist der Kartenrandsteckverbinder 1 so orientiert, dass die zylindrischen Vertiefungen 6“ in Richtung Kabelabgang 11.2 gerichtet sind. Entsprechend umgekehrt befindet sich die Aussparung 6‘ mit einer darin befindlichen Leiterkarte 3 in Richtung Sensorende 11.2 ausgerichtet.

In der Figur 4 wird eine alternative Ausführungsform eines in einem erfindungsgemäßen Kartenrandsteckverbinder 1 ‘ einsetzbarem Kontaktelement 5‘ dargestellt. Dabei ist das Kontaktelement 5‘ mit seinen Kontaktbereichen 5.1 und 5.2 vergleichbar der vorher gezeigten Kontaktbereiche. Der Kontaktbereich 5.3‘ jedoch unterscheidet sich entscheidend von dem Kontaktbereich 5.3. Denn der Kontaktbereich 5.3‘ in den Figuren 4 und 5 ist im Wesentlichen als Schneidklemme ausgeführt. Diese Schneidklemme durchtrennt eine isolierende Ummantelung eines elektrischen Leiters 2‘ und stellt so den Kontakt her.

Die Figur 5 zeigt eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Kartenrandsteckverbinders 1‘. An dieser Figur 5 kann ebenfalls eine sinnvolle Montagereihenfolge erkannt werden. Dazu werden die Leiter 2‘ in das Gehäuse 4‘ eingeführt. Sobald diese Leiter 2‘ an einem in dem Gehäuse 4‘ befindlichen Anschlag (nicht dargestellt) stoßen, werden die alternativen Kontaktelemente 5‘ in das Gehäuse 4‘ eingeschoben. Bei dem Einschubvorgang wird die Isolation der Leiter 2‘ durchtrennt und verdrängt. Zuletzt wird eine Leiterkarte 3 mit daran befindlichen Kontaktflächen 3.1 in das Gehäuse 4‘ gesteckt, wodurch die Kontaktelemente 5‘ die elektrische Verbindung zwischen den Leitern 2‘ und der Leiterkarte 3 hersteilen.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden. Kartenrandsteckverbinder

Bezugszeichenliste Kartenrandsteckverbinder Elektrischer Leiter Leiterkarte .1 Kontaktfläche Gehäuse Kontaktelement .1 , 5.2, 5.3 Kontaktbereiche .4 Fortsatz Kavität ‘ Nutförmige Aussparung “ Zylindrische Vertiefung 0 Sensor 1 Sensorgehäuse 1.1 Kabelabgang 1.2 Sensorende