DE19942712A1 - Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterplatte - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer zweipoligen Leitung (2), mit einer Leiterplatte angegeben, wobei die Anordnung ein zweiteiliges Gehäuse (5) und zumindest einen Kontakt (10, 11) aufweist, der einen Schneidklemmbereich (10) zur Kontaktierung des Leiters und einen Kontaktierungsarm (17) zur federnden Kontaktierung der Leiterplatte (38) aufweist, wobei der Kontaktierungsarm (17) und der Schneidklemmbereich (16) derart zueinander orientiert sind, dass eine Zugkraft am Leiter in Richtung der Leiterachse im Wesentlichen in die gleiche Richtung weist wie die Federkraft des Kontaktierungsarmes (17), die auf die Leiterplatte (38) einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer zweipoligen Leitung, mit einer Leiterplatte, wobei die Anordnung ein zweiteiliges Gehäuse und zumindest einen Kontakt, mit einem Schneidklemmbereich zur Kontaktierung des Leiters aufweist.

Im Stand der Technik sind eine grosse Anzahl von Kontakten bekannt, die Schneidklemmbereiche zur Kontaktierung von Leitungen aufweisen. Solche Kontakte werden dazu benutzt elektrische Leitungen untereinander oder zu elektrischen Anlagen und Leiterplatten zu verbinden.

Aus der US 5,257,945 ist beispielsweise ein solcher Kontakt und ein zugehöriges Gehäuse bekannt, wobei ein Kontaktstift aus dem Gehäuse herausragt, der entweder mit einem komplementären Steckverbinder oder mit einer Leiterplatte verbunden werden kann. Bei einer solchen Verbindung ist es von Nachteil, wenn durch einen Zug am Kabel eine Kraft senkrecht zu diesem Kontaktstift ausgeübt wird und somit die kontaktierende Verbindung belastet wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterplatte anzugeben, die eine sichere Kontaktierung auch bei einer Zugkraft am elektrischen Leiter gewährleistet.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters mit einer Leiterplatte mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird gewährleistet, dass eine Zugkraft am Leiter in Richtung der Leiterachse die Verbindung mit der Leiterplatte nicht belastet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zugkraft am Leiter in Richtung der Leiterachse im Wesentlichen in die gleiche Richtung weist, wie die Federkraft des Kontaktierungsarmes, die auf die Leiterplatte einwirkt. Eine zu starke Belastung des Kontaktierungsarmes wird dadurch verhindert, dass ein Gehäuse vorgesehen ist, das einen Anschlag zur Leiterplatte bildet und dadurch die maximale Auslenkung des Kontaktierungsarmes bestimmt.

Es ist von besonderem Vorteil, dass die Anordnung einer hohen Zugbelastung am Kabel standhält. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht, die in zusammengefügten Zustand eine Zugentlastungsanordnung für den Leiter aufweisen. Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass der Kontakt sehr kostengünstig und einfach herstellbar ist. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der Kontakt durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt ist und dass nur der Schneidklemmbereich aus der Blechebene herausgebogen ist.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass eine sichere Halterung der Anordnung auf der Leiterplatte gewährleistet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kontakt Einpressfinger aufweist, die zum Einpressen in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte dienen. Um eine besonders sichere Kontaktierung zur gewährleisten, ist es von besonderem Vorteil, dass auf jeder Seite des Kontaktierungsarmes des Kontaktes je ein Einpressfinger angeordnet ist.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass das Gehäuse besonders einfach aufgebaut ist und zur Aufnahme einer zweipoligen Leitung und zweier Kontakte zur Kontaktierung der beiden Leiter dient. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse T-förmig mit einem Querbalken und einem dazu senkrechten Träger ausgebildet ist, wobei der Träger im Wesentlichen zur Aufnahme der elektrischen Leitungen dient und die Kontakte im Wesentlichen im Querbalken angeordnet sind. Beim Aufbringen auf die Leiterplatte ist dabei der Querbalken parallel zur Leiterplatte und der Träger senkrecht zur Leiterplatte angeordnet.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass die Gehäuse besonders platzsparend und mit der Möglichkeit zur automatischen Verarbeitung aneinander angereiht werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Oberteile jeweils komplementäre Rastöffnungen und Rasthaken aufweisen, die ein Aneinanderreihen der Oberteile ermöglichen. Gleiches gilt für die Unterteile der Gehäuse. Die Unterteile sind so ausgebildet, dass sie Niederhalter aufweisen, mit denen die Kontakte in den Gehäusen befestigbar sind.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass die Rastöffnungen in den Unterteilen, die zum Aneinanderreihen der Unterteile dienen, gleichzeitig zum Verrasten von den Unterteilen mit den Oberteilen dienen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Rastöffnungen zum Aneinanderreihen bei Unterteilen und Oberteilen gegeneinander versetzt angeordnet sind und das Oberteil an der Stelle, an der das Unterteil die Rastöffnung zum Aneinanderreihen trägt, einen entsprechenden Rasthaken aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun anhand der Zeichnungen erläutert werden. Im Rahmen dieser Erläuterung werden weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Unterteil mit eingebrachten Kontakten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Anordnung.

Fig. 2 zeigt das Unterteil mit Kontakten gemäss Fig. 1 mit einer eingebrachten zweipoligen Leitung.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Anordnung im geschlossenen Zustand.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf einen Kontakt des ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier aneinandergereihter Unterteile des ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier aneinandergereihter Oberteile des ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Anordnung.

Fig. 8 zeigt eine Teilaufsicht auf ein Oberteil des zweiten Ausführungsbeispieles,

Fig. 9 zeigt eine Aufsicht auf ein Unterteil mit eingebrachten Kontakten und eingebrachter zweipoliger Leitung des zweiten Ausführungsbeispieles, wobei das Unterteil auf einer Leiterplatte aufgebracht ist.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch Oberteil und Unterteil mit eingebrachtem Kontakt entlang der Schnittlinie A-A gemäss Fig. 9.

Anhand der Fig. 1 bis 6 soll ein erstes Ausführungsbeispiel erläutert werden. In Fig. 3 ist eine Anordnung zur kontaktierenden Verbindung einer zweipoligen Leitung 2 mit zwei elektrischen Leitern 3 und 4 dargestellt. Die Anordnung weist ein Gehäuse 5 auf. Das Gehäuse 5 besteht aus zwei Teilen, einem Oberteil 6 und einem Unterteil 7. Es ist im wesentlichen T-förmig ausgebildet mit einem Querbalken 8 und einem dazu senkrechten Träger 9.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Unterteil 7 ebenfalls im Wesentlichen die Form eines T's auf. Das Unterteil 7 dient zur Aufnahme von elektrischen Kontakten 10, 11. Die Kontakte 10, 11 befinden sich im Wesentlichen im Querbalken 8 des Unterteiles 7. Der Träger 9 des Unterteiles 7 weist einen Kanal 12 auf, der zur Aufnahme der zweipoligen Leitung 2 mit den beiden elektrischen Leitern 3 und 4 dient. Zum kabelseitigen Ende hin weist der Kanal 12 mehrere im Querschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Kanals 12 angeordnete Balken 13 auf. Diese Balken 13 dienen gemeinsam mit entsprechenden komplementären Balken im Oberteil 6 zur Zugentlastung. Die Kontakte 10, 11 werden im Unterteil 7 durch Niederhalter 14 in ihrer Position gehalten. Das Unterteil 7 weist im Querbalken 8 auf der dem Träger zugewandten Seite Öffnungen 15 auf, durch die Bereiche der Kontakte 10, 11 aus dem Unterteil herausragen.

Die beiden elektrischen Kontakte 10, 11 sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut. Die Kontakte 10, 11 sind durch Stanzen und Biegen aus einem Metallblech hergestellt. Jeder der Kontakte 10, 11 weist einen flachen Kontaktkörper 19 und einen Schneidklemmbereich 16 auf, zur Kontaktierung des elektrischen Leiters. Der Schneidklemmbereich 16 besteht aus einem U-förmigen Bereich in den der isolierte Leiter 3, 4 eingepresst wird. Der Schneidklemmbereich ist aus der Blechebene um ungefähr 90° herausgebogen. Weiter weisen die elektrischen Kontakte jeweils einen Kontaktierungsarm 17 auf. Der Kontaktierungsarm 17 weist ein freies Ende auf mit einer Kontaktspitze 18 zur Kontaktierung einer elektrischen Leiterbahn auf einer Leiterplatte. Der Kontaktierungsarm 17 ist am anderen Ende am Kontaktkörper 19 angebunden. Der Kontaktierungsarm 17 federt in der Blechebene auf den Kontaktkörper. Der Kontaktkörper 19 ist im wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei an einem Ende der Schneidklemmbereich 16 vorgesehen ist. Links und rechts neben dem Kontaktierungsarm 17 ist am Kontaktkörper 19 ein Einpressfinger 20 angeordnet. Die Einpressfinger 20 bestehen aus einer Einführspitze, einer Öffnung 21, die die Verformung erleichtert, sowie aus am Rand angeordneten Zähnen 22, zum sicheren Verhaken in einer Leiterplatte. Die Einpressfinger 20 und die Kontaktierungsarme 17 sind bei in das Unterteil 7 eingebrachten Kontakten 10, 11 jeweils im Bereich einer Öffnung 15 angeordnet. Die Schneidklemmbereiche 16 der beiden Kontakte 10, 11 sind versetzt gegeneinander angeordnet. Dadurch wird entsprechend Raum in der Anordnung eingespart.

Das Unterteil 7 weist im Bereich der Schneidklemmbereiche 16 eine Auflagefläche 21 für die zu kontaktierenden Leitungen auf. Diese Auflagefläche ist nicht zwingend notwendig und beispielsweise im oberen der in Fig. 5 dargestellten Unterteil 7' wurde auf eine solche Auflagefläche verzichtet. Zur Aufnahme der Schneidklemmbereiche 16 der Kontakte 10, 11 weist das Unterteil 7 entsprechende Nuten 22 auf. Durch diese Nuten ist ebenfalls, wie durch die Niederhalter 14, die sichere Halterung der Kontakte 10, 11 im Unterteil 7 gewährleistet.

Am kabelseitigen Ende des Trägers 9 des Unterteils 7, 7' befindet sich an diesem ein Rasthaken 23. Der Rasthaken dient zur Verrastung der Unterteile 7, 7' aneinander, wozu die Unterteile im mittleren Bereich des Querbalkens 8 eine Rastöffnung 24 aufweisen. Die Rasthaken 23 sind vor dem Einbringen eines Leiters in ein Unterteil 7 zu entfernen.

Wie in Fig. 6 dargestellt weisen auch die Oberteile 6 Mittel zum aneinander Anreihen auf. Dazu tragen die Querbalken 8 jeweils zwei Rastöffnungen 25 und am kabelseitigen Ende der Träger 9 sind jeweils zwei Rasthaken 26 angeordnet. Diese Rasthaken 26 sind ebenfalls vor dem Einbringen eines Leiters in das Oberteil 6 zu entfernen. Neben den Rasthaken 26 trägt das Oberteil im Bereich des Querbalkens ungefähr in der Mitte einen weiteren Rasthaken 27. Dieser Rasthaken dient zur Verrastung mit der Rastöffnung 24 am Unterteil 7.

Im Bereich des Trägers 9 weist das Oberteil quer zur Richtung der Leitung verlaufende im Querschnitt dreieckige Balken 28 auf. Diese Balken 28 wirken nach dem Zusammenfügen von Oberteil 6 und Unterteil 7 mit den Balken 13 des Unterteils 7 zusammen und bilden eine Zugentlastung für die elektrischen Leiter.

Im Bereich dieser Zugentlastung sind am Unterteil 7 Rastnasen 29 beidseitig angeordnet. Diese Rastnasen wirken mit entsprechenden Rastlaschen 30 am Oberteil zusammen. Durch diese gezielte Verrastung im Bereich der Zugentlastungsanordnung wird sichergestellt, dass die Leiter zwischen den Balken 13 und 28 des Ober­ beziehungsweise Unterteiles 6, 7 sicher geklemmt sind.

Das Oberteil weist weiter Durchbrüche 31 auf, die zur Aufnahme der Schneidklemmbereiche 16 der Kontakte 10, 11 dienen. Die Durchbrüche 31 sind von entsprechenden Auflageflächen 32 umgeben, die sicherstellen, dass beim Schliessen von Oberteil 6 und Unterteil 7 die elektrischen Leiter 3, 4 in den Schneidklemmbereichen 16 zuverlässig kontaktiert werden.

Neben den bisher angegebenen Rastmitteln weist das Oberteil an den beiden freien Enden des Querbalkens 8 jeweils einen weiteren Rastarm 33 auf, die mit entsprechenden Rastnasen am Unterteil 34 zusammenwirken. Die in Fig. 3 dargestellte, fertige Anordnung, kann nun auf eine Leiterplatte aufgebracht werden. Dies erfolgt, indem die Einpressfinger 20 durch entsprechende Bohrungen in einer Leiterplatte eingepresst werden und somit die Unterseite des Querbalkens 8 des Unterteils 7 auf eine Leiterplatte aufgebracht wird und die Kontaktierungsarme 17 Leiterbahnen auf der Leiterplatte kontaktieren. Nachdem die Anordnung 1 auf eine Leiterplatte aufgebracht ist, befindet sich der Träger 9 des Gehäuses senkrecht zur Leiterplatte während der Querbalken 8 auf der Leiterplatte aufliegt. Auch die Leiter bzw. die zweipolige Leitung 2, verläuft senkrecht zur Leiterplatte. Ein Zug an der Leitung 2 beeinflusst die Kontaktierung nur minimal.

Anhand der Fig. 7 bis 10 soll nun ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel besteht die erfindungsgemässe Anordnung 1' aus einem Gehäuse mit einem Oberteil 6' und einem Unterteil 7'. In das Unterteil 7' sind zwei elektrische Kontakte 10', 11' einbringbar. In dieser Ausführungsform sind die Kontakte 10' und 11' zunächst miteinander verbunden, das Verbindungsteil 35 wird erst dann entfernt, wenn die Kontakte 10', 11' in das Unterteil eingebracht sind. Dadurch ist eine besonders leichte Handhabung der Kontakte 10, 11' ermöglicht. Ansonsten gleicht der Aufbau der Kontakte und auch des Gehäuses im wesentlichen dem des ersten Ausführungsbeispiels. In Fig. 8 ist eine Teilaufsicht auf das Oberteil 6' dargestellt. Besonders deutlich zu erkennen, sind hier die Durchbrüche 31' für die Schneidklemmkontaktbereiche 16' der Kontakte 10' und 11'. Eine Verrastung findet in diesem Ausführungsbeispiel nicht nur im Bereich der Zugentlastungsanordnung statt, sondern zusätzlich auch noch im Bereich der schneidklemmbereiche. Entsprechende Rastlaschen 36 und Rastnasen 37 sind an Oberteil 6' und Unterteil 7' angeordnet.

In Fig. 9 ist eine Leiterplatte 38 im Querschnitt dargestellt und eine erfindungsgemässe Anordnung entsprechend auf diese Leiterplatte 38 aufgebracht. Die Einpressfinger 20' greifen entsprechend in Bohrungen in der Leiterplatte 38 ein. Auch die Kontaktierung der Leiterplatte mittels des Kontaktierungsarmes 17' ist in Fig. 9 deutlich zu erkennen. Die Federrichtung des Kontaktierungsarmes 17' entspricht der Längsrichtung der elektrischen Leitungen im Zugentlastungsbereich.

Claims (13)

1. Anordnung zur kontaktierenden Verbindung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer zweipoligen Leitung (2), mit einer Leiterplatte mit einem zweiteiligen Gehäuse (5) und zumindest einem Kontakt (10, 11), der einen Schneidklemmbereich (10) zur Kontaktierung des Leiters aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (10, 11) einen Kontaktierungsarm (17) zur federnden Kontaktierung der Leiterplatte (38) aufweist, wobei der Kontaktierungsarm (17) und der Schneidklemmbereich (16) derart zueinander orientiert sind, dass eine Zugkraft am Leiter in Richtung der Leiterachse im wesentlichen in die gleiche Richtung weist wie die Federkraft des Kontaktierungsarmes (17), die auf die Leiterplatte (38) einwirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) ein Oberteil (6) und ein Unterteil (7) aufweist, die im zusammengefügten Zustand eine Zugentlastungsanordnung für den Leiter aufweisen.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (10) Einpressfinger (20) zum Einpressen in entsprechende Bohrungen in der Leiterplatte aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Einpressfinger (20) auf jeder Seite des Kontaktierungsarmes (17) angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (10, 11) durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt ist und nur der Schneidklemmbereich (16) aus der Blechebene heraus gebogen ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontakte (10, 11) im Gehäuse (5) angeordnet sind von denen jeder mit einem Leiter verbindbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) T-förmig mit einem Querbalken (8) und einem dazu senkrechten Träger ausgebildet ist, wobei der Träger (9) zur Aufnahme der elektrischen Leitungen dient, und die Kontakte (10, 11) im Wesentlichen im Querbalken (8) angeordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsarme (17) auf der dem Träger (9) zugewandten Seite aus dem Querbalken (8) des Gehäuses (5) herausragen und der Querbalken (8) als Anschlag an die Leiterplatte (38) dient.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidklemmbereiche (16) der Kontakte (10, 11) sich gegeneinander versetzt sind im Träger (9) an dem dem Querbalken zugewandten Ende befinden.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberteile (8) erste Rastöffnungen (25) und erste Rasthaken (26) aufweisen, mittels derer sie aneinander anreihbar sind.

11. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteile (7) zweite Rastöffnungen und zweite Rasthaken (23) aufweisen mittels derer aneinander anreihbar sind.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Oberteil (8) ein dritter Rasthaken (26) vorgesehen ist zur Verrastung mit der zweiten Rastöffnung (25) am Unterteil (7).

13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (5) Niederhalter (14) vorgesehen sind, zum Befestigen des Kontaktes (10, 11) im Gehäuse (5).