DE4240452A1 - Kontakthülse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakthülse zum Ein­ setzen in eine Ausnehmung eines Gehäuse- oder Trägerbau­ teils eines Meßwerks, die mit dem Meßwerk elektrisch lei­ tend verbindbar ist, wobei in die Ausnehmung eine Kontakt- bzw. Befestigungsschraube einschraubbar ist, durch die eine Leiterplatte in Anlage an einen stirnseitigen Mündungs­ bereich der Ausnehmung anpreßbar ist und wobei ein Leiter­ bahnbereich der Leiterplatte mit der Kontakthülse elek­ trisch leitend verbindbar ist.

Bei einer derartigen Kontakthülse ist es bekannt, mittels der Kontaktschraube eine Kontaktierung eines Leiterbahn­ bereichs der Leiterplatte mit der Kontakthülse herzustel­ len. Dabei liegt die Kontaktschraube mit ihrem Schrauben­ kopf auf der dem Gehäusebauteil abgewandten Seite der Lei­ terplatte auf der Leiterbahn auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontakthülse der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Kontaktzu­ verlässigkeit gewährleistet und unverändert für die ver­ schiedensten Anordnungen des Leiterbahnbereichs auf der Leiterplatte verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontakthülse an ihrem der Leiterplatte zugewandten Ende eine sich etwa radial nach außen erstreckende flanschartige Erweiterung aufweist, die sich in den stirnseitigen Mün­ dungsbereich der Ausnehmung zwischen Gehäuse- oder Träger­ bauteil und darauf anpreßbarer Leiterplatte erstreckt.

Diese Ausbildung ermöglicht es, den Leiterbahnbereich zum einen auf der dem Gehäusebauteil abgewandten Seite anzuord­ nen, wobei die Schraube sowohl als Kontaktschraube als auch als Befestigungsschraube dient.

In einer anderen Möglichkeit ist der Leiterbahnbereich auf der dem Gehäusebauteil zugewandten Seite angeordnet. In diesem Fall liegt die flanschartige Erweiterung großflächig an dem Leiterbahnbereich an und stellt so den Kontakt si­ cher her. Die Schraube hat in diesem Fall nur die Funktion zur Befestigung der Leiterplatte an dem Gehäusebauteil und zum Aufpressen des Leiterbahnbereichs auf die flanschartige Erweiterung.

Die flanschartige Erweiterung dient aber nicht nur zur Kon­ taktierung, sondern bildet gleichzeitig einen Montage­ anschlag beim Einsetzen der Kontakthülse in die Ausnehmung des Gehäusebauteils.

Weiterhin wirkt die flanschartige Erweiterung in bestimmtem Umfang als Federarm und wird beim Aufschrauben der Schraube zwischen dem Gehäusebauteil und der Leiterplatte verspannt, wodurch sowohl die Kontaktsicherheit erhöht wird als auch Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden können.

Besonders einfach herstellbar ist die Kontakthülse, wenn die flanschartige Erweiterung durch einen oder mehrere ra­ dial nach außen gerichtete Lappen gebildet ist. Dadurch kann die Kontakthülse aus einem zu einer Hülse gebogenen Blechteil bestehen, in dessen Endbereich Lappen bildende axiale Einschnitte vorhanden sind, die ein radial nach au­ ßen Umbiegen der Lappen ermöglichen. Diese Ausbildung ver­ bessert auch das Federverhalten und damit die Kontakt­ sicherheit der Erweiterung.

Die Kontaktschraube ist vorzugsweise mit ihrem gegenüber dem Schraubenschaft radial sich erweiternden Schraubenkopf an den auf der dem Gehäuse- oder Trägerbauteil abgewandten Seite der Leiterplatte angeordneten Leiterbahnbereich an­ preßbar.

Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und zum Schutz des Lei­ terbahnbereichs gegen Abrieb kann zwischen Schraubenkopf und Leiterbahnbereich eine Kontaktlochscheibe angeordnet sein, wobei die Kontaktsicherheit noch erhöht wird, wenn zwischen Schraubenkopf und Kontaktlochscheibe eine Feder­ scheibe anordenbar ist.

Ist die Ausnehmung durchgehend und die Kontakthülse sich durch die gesamte Ausnehmung erstreckend ausgebildet, wobei flanschartige Erweiterungen sich in beide stirnseitigen Mündungsbereiche der Ausnehmung erstrecken, so können die beiden Varianten der Leiterplattenkontaktierungen an jedem Ende der Ausnehmung angewandt werden. Dies führt dazu, daß eine einzige Ausführung einer Kontakthülse für die ver­ schiedensten Anbauvarianten der Leiterplatte verwendet wer­ den können, so daß eine kostengünstige Herstellung und La­ gerhaltung der Kontakthülse möglich ist.

Erstreckt sich die flanschartige Erweiterung radial nach außen unter einem spitzen Winkel zum stirnseitigen Mün­ dungsbereich des Gehäuse- oder Trägerbauteils, so wird die Federwirkung der flanschartigen Erweiterung und damit die Kontaktsicherheit noch erhöht.

Ausnehmung und Kontakthülse können einen kreisförmigen oder auch einen mehreckigen, insbesondere quadratischen Quer­ schnitt aufweisen. Dabei hat der mehreckige Querschnitt den Vorteil, daß durch ihn gleichzeitig eine formschlüssige Si­ cherung gegen Verdrehen um die Längsachse der Kontakthülse in der Ausnehmung gegeben ist.

Besitzt die Kontakthülse einen durchgehenden Längsschlitz, kann auf einfache Weise durch das Einschrauben der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube ein Spreizen und damit ein lage­ sicherndes Festpressen der Kontakthülse in der Ausnehmung erreicht werden.

Bei einer Kontakthülse mehreckigen Querschnitts erstreckt sich vorzugsweise der Längsschlitz entlang einer Ecke der Kontakthülse.

Zur Einschraubbarkeit der Schraube in die Kontakthülse kann in einer Ausführungsform die Kontakt- bzw. Befestigungs­ schraube in die Kontakthülse selbstschneidend bzw. gewinde­ furchend einschraubbar sein. Dies ist besonders gut mög­ lich, wenn die Innenwand der Kontakthülse und/oder die der Leiterbahn zugewandte Fläche des Kontaktflansches mit einer gut leitfähigen, leicht plastisch verformbaren Schicht, wie z. B. einer Zinnschicht, versehen ist. Diese Schicht ist vorzugsweise aus einem Werkstoff, der zusätzlich einen niedrigen Übergangswiderstand besitzt und nicht oxidierend ist.

Durch die leichte plastische Verformbarkeit wird sowohl im Bereich des Schraubenschafts als auch im Bereich der flanschartigen Erweiterung eine Formanpassung der aneinan­ derliegenden Teile und damit eine hohe Kontaktsicherheit erreicht.

Eine weitere Ausführungsform für die Einschraubbarkeit der Schraube besteht darin, daß an der Innenwand der Kontakt­ hülse zumindest ein radial nach innen gerichteter Vorsprung zum Eingriff in den Gewindegang der Kontakt- bzw. Befesti­ gungsschraube ausgebildet ist. Um die Kontaktsicherheit zu erhalten, sind vorzugsweise mehrere Vorsprünge entsprechend der Steigung des Gewindegangs der Kontakt- bzw. Befesti­ gungsschraube höhen- und seitensetzt ausgebildet.

Zur Sicherung der Kontakthülse in der Ausnehmung gegen Ver­ drehen um die Längsachse und/oder gegen axiales Verschieben kann die Kontakthülse mit Kraft- und/oder Reib- und/oder Formschluß in die Ausnehmung einsetzbar sein. Dazu kann die Kontakthülse an ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Auf­ rauhung versehen sein, die z. B. durch eine Rändelung ge­ bildet ist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Kontakthülse einen von ihrer äußeren Mantelfläche hervorstehenden Vor­ sprung aufweist.

Auch kann die Kontakthülse einen von ihrer äußeren Mantel­ fläche abstehenden federnden Arm aufweisen.

Weiterhin kann die Kontaktfläche an ihrer äußeren Mantel­ fläche eine Öffnung aufweisen, in die ein entsprechender von der Innenwand der Ausnehmung hervorstehender Ansatz eingreifbar ist.

Zum Anschluß des Meßwerkes kann die Kontakthülse eine Kon­ taktfahne aufweisen. Ist dabei die Kontaktfahne durch Her­ ausbiegen eines teilausgestanzten Wandabschnitts aus der Mantelfläche der Kontakthülse gebildet, so ist für die Kon­ taktfahne kein zusätzlicher Materialbedarf erforderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Meßinstruments im Teil­ schnitt.

Fig. 2 eine Draufsicht des Meßinstruments nach Fig. 1.

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines zweiten Meßinstru­ ments.

Fig. 4 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels einer Kontakthülse.

Fig. 5 eine Draufsicht der Kontakthülse nach Fig. 4.

Fig. 6 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels einer Kontakthülse.

Fig. 7 eine Draufsicht der Kontakthülse nach Fig. 6.

Fig. 8 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Kontaktierung einer Kontakthülse mit einer Leiterplatte.

Fig. 9 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Kontaktierung einer Kontakthülse mit einer Leiterplatte.

Fig. 10 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Kontaktierung einer Kontakthülse mit einer Leiterplatte.

Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Meßinstrument ist ein Meßwerk mit einem Wicklungen 4 tragenden Wicklungsträ­ ger 1 mit seitlich dazu angeordneten Trägerarmen 2 zur Befestigung einer Leiterplatte sowie gegebenenfalls auch zur Befestigung des Meßinstruments an einem Träger.

Innerhalb der Wicklungen 4 ist ein nicht dargestellter Dau­ ermagnet in Abhängigkeit von der Bestromung der Wicklungen drehbar gelagert, von dem eine Zeigerachse 5 nach außerhalb der Wicklungen ragt. In den Trägerarmen 2 sind axial zur Zeigerachse 5 durchgehende Ausnehmungen 6 bzw. 6′ ausgebil­ det, in denen Kontakthülsen 7 bzw. 7′ eingesetzt sind. Die Kontakthülsen 7 und 7′ weisen seitlich hervorstehende Kon­ taktfahnen 8 auf, mit denen die Wicklungsenden 9 verbunden sind.

An ihren beiden Enden sind die Kontakthülsen 7 und 7′ mit flanschartig nach außen gerichteten Lappen 10 versehen, die sich etwa radial entlang des stirnseitigen Mündungsbereichs der Ausnehmungen 6 und 6′ erstrecken.

Wie in den Fig. 8 bis 10 zu sehen ist, ist auf die Stirn­ seite der Trägerarme 2 eine Leiterplatte 11, 11′ bzw. 11′′ aufgelegt und durch eine Befestigungsschraube 12 befestigt. Diese Befestigungsschraube 12 durchragt eine Ausnehmung 13 in der Leiterplatte 11, 11′ bzw. 11′′ und ist mit ihrem Schaft 14 in die Kontakthülse 7′ eingeschraubt. Dabei ist die Befestigungsschraube 12 eine selbstschneidende Schraube, die mit ihrem Gewindegang in die Innenwand der Kontakthülse 7′ einschneidet. Mit ihrem Schraubenkopf 15 preßt die Befestigungsschraube 12 die Leiterplatte 11, 11′ bzw. 11′′ über die zwischen Trägerarm 2 und Leiterplatte 11, 11′ bzw. 11′′ sich erstreckenden Lappen 10 der Kontakthülse 7′ auf dem die Ausnehmung 6 umgebenden stirnseitigen Mün­ dungsbereich des Trägerarms 2.

In Fig. 9 ist die Leiterplatte 11′ eine flexible Leiter­ platte, zwischen der und den Lappen 10 noch eine Stütz­ platte 16 angeordnet ist.

In den Fig. 8 und 9 ist der kupferkaschierte Leiterbahnbe­ reich 17 der Leiterplatten 11 und 11′ auf der dem Schrau­ benkopf 15 zugewandten Seite angeordnet. Der Schraubenkopf 15 liegt dabei über eine auf dem Leiterbahnbereich 17 auf­ liegende Kontaktlochscheibe 18 und eine Federscheibe 19 auf dem Leiterbahnbereich 17 auf. Über diese Scheiben 18 und 19 sowie die aus elastisch leitendem Werkstoff bestehende gleichzeitig als Kontaktschraube dienende Befestigungs­ schraube 12 ist der Leiterbahnbereich 17 leitend mit der Kontakthülse 7′ verbunden.

In Fig. 10 ist der Leiterbahnbereich 17 auf der dem Schrau­ benkopf 15 abgewandten Seite der Leiterplatte 11′′ angeord­ net und liegt direkt auf den Lappen 10 der Kontakthülse 7′ auf. Die elektrisch leitende Verbindung vom Leiterbahnbereich zur Kontakthülse 7′ erfolgt dabei direkt.

In den Fig. 4 und 5 sowie 6 und 7 sind zwei Ausführungsfor­ men der Kontakthülsen 7 und 7′ dargestellt.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Kontakthülse 7′, die für das Meßinstrument gemäß Fig. 3 und die Ausführungsbei­ spiele der Fig. 8 bis 10 vorgesehen ist, besitzt einen quadratischen Querschnitt und entlang ihrer einen Ecke einen Längsschlitz 20. Diese Kontakthülse 7′ ist zum Ein­ setzen in eine Ausnehmung 6′ entsprechenden quadratischen Querschnitts vorgesehen. Dabei wird die Kontakthülse 7′ in dem dargestellten Zustand mit am unteren Ende axial gerich­ teter Lappen 10 in die Ausnehmung 6′ eingeführt und anschließend diese unteren Lappen 10 entsprechend der obe­ ren Lappen etwa rechtwinklig abgebogen. Damit bilden sowohl die am oberen als auch die am unteren Ende der Kontakthülse ausgebildeten Lappen 10 Anschläge, die an den sich etwa ra­ dial entlang der beidseitigen stirnseitigen Mündungsberei­ che der Ausnehmung 6′ sich erstreckenden Flächen des Trä­ gerarms anliegen.

Zur weiteren Sicherung der Kontakthülse 7′ in der Ausneh­ mung 6′ ist die äußere Mantelfläche der Kontakthülse 7′ in ihren beiden Endbereichen mit einer Rändelung 21 versehen, so daß die Kontakthülse 7′ bei eingeschraubter die Kontakt­ hülse 7′ spreizender Befestigungsschraube 12 mit Kraft- und Reibschluß an der Wand der Ausnehmung 6′ in Anlage ist. Die Befestigungsschraube 12 wird dabei selbstschneidend in die Kontakthülse 7′ eingeschraubt.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Kontakthülse 7, die für das Meßinstrument gemäß der Fig. 1 und 2 vorgesehen ist, besitzt entsprechend der ihr zugeordneten Ausnehmung 6 einen runden Querschnitt mit einem Längsschlitz 20. Das Einsetzen und axiale Sichern der Kontakthülse 7 durch das Umbiegen der Lappen 10 erfolgt wie beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 und 5. Die zusätzliche Sicherung der Kon­ takthülse 7 in der Ausnehmung 6 erfolgt durch mittels Aus­ klinkungen hergestellten von der äußeren Mantelfläche der Kontakthülse 7 hervorstehenden federnden Armen 21, die sich mit ihrem freien Ende in die Wand der Ausnehmung 6 einkral­ len können.

Beide Ausführungsbeispiele der Kontakthülsen 7 und 7′ sind durch Stanzen aus Blech hergestellt und besitzen seitlich hervorstehende Kontaktfahnen 8. Dabei ist bei dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontakt­ fahne 8 durch Herausbiegen eines teilausgestanzten Wandab­ schnitts aus der Mantelfläche der Kontakthülse 7 gebildet.

Die Kontakthülse 7 besitzt weiterhin durch Eindrückungen hergestellte, radial nach innen gerichtete Vorsprünge 23, die entsprechend der Steigung des Gewindegangs der Befesti­ gungsschraube 12 höhen- und seitenversetzt ausgebildet sind. Sie bilden dadurch ein Gewinde, in das die Befesti­ gungsschraube 12 mit ihrem Gewinde einschraubbar ist. Die Lappen 10 der Kontakthülse 7 erstrecken sich, wie insbeson­ dere in Fig. 1 zu sehen ist, unter einem spitzen Winkel zum stirnseitigen Mündungsbereich des Trägerarms, so daß sie im zusammengebauten Zustand mit federnder Vorspannung an der Leiterplatte 11 anliegen.

Wie die Ausführungsbeispiele insbesondere in den Fig. 1 und 3 zeigen, sind Lappen 10 an beiden Enden der Kontakthülsen 7 bzw. 7′ angeordnet, so daß Leiterplatten 11, 11′ oder 11′′ wahlweise auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Meßwerks anordenbar sind.

Claims (24)

1. Kontakthülse zum Einsetzen in die Ausnehmung eines Ge­ häuse- der Trägerbauteils eines Meßwerks, die mit dem Meß­ werk elektrisch leitend verbindbar ist, wobei in die Aus­ nehmung eine Kontakt- bzw. Befestigungsschraube einschraub­ bar ist, durch die eine Leiterplatte in Anlage an einen stirnseitigen Mündungsbereich der Ausnehmung anpreßbar ist und wobei ein Leiterbahnbereich der Leiterplatte mit der Kontakthülse elektrisch leitend verbindbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse (7, 7′) an ihrem der Leiterplatte (11, 11′, 11′′) zugewandten Ende eine sich etwa radial nach außen erstreckende flanschartige Erweiterung aufweist, die sich in den stirnseitigen Mündungsbereich der Ausnehmung (6, 6′) zwischen Gehäuse- oder Trägerbauteil (2) und darauf anpreßbarer Leiterplatte (11, 11′, 11′′) er­ streckt.

2. Kontakthülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschartige Erweiterung durch einen oder mehrere radial nach außen gerichtete Lappen (10) gebildet ist.

3. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschraube (12) mit ihrem gegenüber dem Schraubenschaft (14) radial sich erwei­ ternden Schraubenkopf (15) an den auf der dem Gehäuse- oder Trägerbauteil (2) abgewandten Seite der Leiterplatte (11, 11′) angeordneten Leiterbahnbereich (17) anpreßbar ist.

4. Kontakthülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraubenkopf (15) und Leiterbahnbereich (17) eine Kontaktlochscheibe (18) anordenbar ist.

5. Kontakthülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraubenkopf (15) und Kontaktlochscheibe (18) eine Federscheibe (19) anordenbar ist.

6. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (6, 6′) durchge­ hend und die Kontakthülse (7, 7′) sich durch die gesamte Ausnehmung (6, 6′) erstreckend ausgebildet ist, wobei flanschartige Erweiterungen sich in beide stirnseitigen Mündungsbereiche der Ausnehmung (6, 6′) erstrecken.

7. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschartige Erweiterung sich radial nach außen unter einem spitzen Winkel zum stirnseitigen Mündungsbereich des Gehäuse- oder Trägerbau­ teils (2) erstreckt.

8. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen (6, 6′) und Kon­ takthülse (7, 7′) einen kreisförmigen Querschnitt besitzen.

9. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmung (6′) und Kontakthülse (7′) einen mehreckigen Querschnitt besitzt.

10. Kontakthülse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmung (6′) und Kontakthülse (7′) einen quadrati­ schen Querschnitt besitzen.

11. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7, 7′) einen durchgehenden Längsschlitz (20) besitzt.

12. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (20) sich entlang einer Ecke der Kontakthülse (7′) erstreckt.

13. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt- bzw. Befestigungs­ schraube (12) in die Kontakthülse (7′) selbstschneidend bzw. gewindefurchend einschraubbar ist.

14. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Kontakthülse (7′) und/oder die der Leiterbahn (17) zugewandte Fläche des Kontaktflansches mit einer gut leitfähigen, leicht pla­ stisch verformbaren Schicht versehen ist.

15. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Kontakt­ hülse (7) zumindest ein radial nach innen gerichteter Vor­ sprung (23) zum Eingriff in den Gewindegang der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube (12) ausgebildet ist.

16. Kontakthülse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorsprünge (23) entsprechend der Steigung des Gewindegangs der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube (12) höhen- und seitenversetzt ausgebildet sind.

17. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7, 7′) mit Kraft- und/oder Reib- und/oder Formschluß in die Ausnehmung (6, 6′) einsetzbar ist.

18. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7′) an ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Aufrauhung versehen ist.

19. Kontakthülse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7′) an ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Rändelung versehen ist.

20. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse einen von ihrer äußeren Mantelfläche hervorstehenden Vorsprung aufweist.

21. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7) einen von ihrer äußeren Mantelflä­ che abstehenden federnden Arm (21) aufweist.

22. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse an ihrer äußeren Mantelfläche eine Öffnung aufweist, in die ein entsprechender von der Innen­ wand der Ausnehmung hervorstehender Ansatz eingreifbar ist.

23. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7, 7′) eine Kontaktfahne (8) zum Anschluß des Meßwerks aufweist.

24. Kontakthülse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahne (8) durch Herausbiegen eines teilaus­ gestanzten Wandabschnittes aus der Mantelfläche der Kon­ takthülse (7) gebildet ist.