EP1635424A2 - Anschlusselement - Google Patents
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- EP1635424A2 EP1635424A2 EP05019413A EP05019413A EP1635424A2 EP 1635424 A2 EP1635424 A2 EP 1635424A2 EP 05019413 A EP05019413 A EP 05019413A EP 05019413 A EP05019413 A EP 05019413A EP 1635424 A2 EP1635424 A2 EP 1635424A2
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- connection
- contact
- terminal block
- contact element
- element according
- Prior art date
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- Withdrawn
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/50—Fixed connections
- H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
- H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
- H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
Definitions
- the invention relates to a connection element for printed circuit boards and a method for producing such a connection element.
- Circuit boards are used to hold and connect electronic components. But it is necessary to supply the printed circuit boards with electricity.
- connection elements For feeding serve connection elements to which a supply line can be attached.
- the connection elements must fulfill a double task. First, they must have a sufficiently large cross-section for the power supply line, and second, they must have sufficient mechanical strength.
- connection elements which are made of a piece of metal and having a plurality of contact elements, with which they can be pressed into plated through holes.
- the contact pins are produced by milling an initially flat end face of the connecting element several times in two different directions. So that the end surfaces can be milled so that the pins formed thereby no Burrs arise, the material of the connection element must contain lead. Milling results in high production costs. Also, the milling is hardly possible in the required tolerances.
- connection elements made of sheet metal with recessed or welded nuts.
- Such connection elements offer only a few connection options.
- the invention is based on the object to provide a way to produce connection elements with lower production costs and greater variety of connection options while avoiding the Bleianteils and adhering to technologically necessary tolerances.
- connection element with the features mentioned in claim 1 and / or a method for its production with the features mentioned in claim 18. Further developments of the invention are the subject of the respective dependent claims.
- connection element thus consists of two parts, a terminal block and a contact element.
- the connection block looks similar to a connection element in the prior art, with the difference that the end face of this connection block does not need to be milled, since no contact pins should arise here. Since the terminal block does not need to be milled, it is not necessary to make it from leaded material.
- the contact element is manufactured as a separate component and then connected to the terminal block. It can therefore be connected contact elements with a variety of terminal blocks, so that with only a few elements a large number of connection options can be realized.
- connection between the terminal block and the contact element is preferably carried out in a development along a separation or connection surface, which is preferably flat. But also a cylindrical surface is possible.
- the terminal block may be formed in a further development of the invention as a solid part, in particular as part of a longer profile. This additionally reduces the production costs.
- the contact element can be punched in a further development of the invention from a piece of sheet metal, wherein the pins are produced without additional operation during punching. Subsequently, the contact element can be bent, for example in the form of a U with two parallel legs, at the ends of the contact pins are then formed.
- the contact element may further comprise two rows of contact pins, for example, parallel to each other.
- connection between the two parts namely the contact element and the terminal block, can be done by a soldering.
- connection is that a plug inserted through an opening of the web pin is pressed in a blind hole or a through hole of the terminal block.
- the method for producing a connection element provides, first by cutting to length of a metal profile to produce the terminal block, which then has a flat separation surface and a fastening means for a supply line.
- the attachment means for the supply line may be formed, for example, on an end surface of the connection block facing away from the separation surface, but it may also be any other surface.
- a blank for the contact element is punched, which simultaneously receives a plurality of pins during punching.
- This blank is bent, for example, U-shaped.
- the separation surface of the terminal block and the web of the blank are then connected to each other, wherein the compound is for example a soldering.
- a sleeve element by deep drawing or bending in the middle region of the contact element.
- This sleeve member with a circular cylindrical passage can also be used to secure the terminal block.
- the terminal block may be a simple rod in a circular cylindrical sleeve member, the can also be broken down into parts, so that the production can be carried out very easily and inexpensively.
- the connected to the contact element or connected in the end result terminal block is designed as a pin, for example, preferably has a corrugated press-fit.
- a press-fit is designed so that it produces a mechanical and electronic secure connection when pressed by projections.
- the terminal block has a shoulder which abuts in the assembled state on the upper side or on the underside of the web of the contact element.
- this shoulder can serve to limit the Einpresstiefe the terminal block, if it is pressed.
- this shoulder is arranged at the end of the press-in section.
- a head is formed, which has on its side facing the rest of the terminal block the limiting shoulder.
- Figure 1 shows a side view of the constructed of two interconnected parts connecting element. It contains a terminal block 1, which is made of a square in cross-section metal profile. This terminal block 1 contains in the region of its one end a flat separation surface 2, which of course can also be referred to as a connection surface. In the region of its end opposite the flat parting surface 2, the terminal block 1 is provided with a fastening means 3, in the example shown a threaded pin 4. This threaded pin 4 is an integral part of the terminal block 1. It can be produced by turning.
- the connecting element further includes a contact element 5, which in the illustrated side view has the shape of a U, with two mutually parallel legs 6 and a connecting web 7.
- the two legs 6 are not only parallel to each other, but also the same length.
- the legs 6 facing away from the surface of the web 7 is connected to the end face 2 of the terminal block 1.
- the connection occurs along a flat surface.
- the connection may be, for example, a solder. Due to the large area and large mechanical forces can be transmitted or recorded.
- the contact element 5 looks as shown in Figure 2.
- Figure 2 shows a view only of the contact element 5 from a relation to Figure 1 offset by 90 ° direction. It can be seen here in front view, one of the two legs 6 of the contact element 5.
- the web 7 facing away from the end of the legs 6 has a plurality of contact pins 8, which are pressed into corresponding through holes of a printed circuit board. The pressing is done in Figure 1 and 2 from top to bottom, ie in the longitudinal direction of the legs 6 of the contact element 5.
- the contact pins 8 are separated by notches 9 from each other.
- the depth of the incisions 9 is the same length everywhere, so that the pins 8 are the same length everywhere. This applies to both legs 6.
- connection blocks 1 intended for a particular type of feed can form a multiplicity of connection possibilities for any desired application.
- FIGS. 3 and 4 show a possibility of how the two parts can be connected to each other in a different way.
- the individual parts are shown in FIG.
- the connection block 1 contains a blind hole 10 starting from its separating surface 2. By the way, it is exactly the same as the connection block 1 of FIG. 1.
- the contact element 5 contains in its web 7 a hole, which is of course not visible in the side view of the contact element 5.
- a pin 11, which has a head 12 is used to connect the terminal block 1 and the contact element 5.
- the pin 11 is inserted through the hole in the web 7 of the contact element 5 therethrough.
- the terminal block 1 is heated, so that the inner diameter of the blind hole 10 increases slightly.
- the pin 11 is inserted into the hole 10, and then done by cooling the terminal block 1, the determination. Again, a connection between the terminal block 1 and the contact element 5 along a surface, which is for the transmission of the current of importance. The result of this process is shown in FIG.
- connection element proposed by the invention offers the advantage, in addition to the already mentioned larger variation possibility with few elements, that lead-free material can be used, that technologically necessary tolerances can be maintained and that the production costs can be significantly reduced.
- FIG. 5 shows a further embodiment of the connection element proposed by the invention, in which case the contact element is shown prior to its connection to the connection block.
- the starting point is again a flat sheet metal blank, which, however, in contrast to the embodiment according to the preceding figures, has contact pins 8 on all four outer edges. This means that after the bending into the illustrated form two pairs of mutually parallel contact pins 8 are present.
- a sleeve member 15 is formed, which was prepared by deep drawing.
- the sleeve element 15 extends on the upper side of the contact element facing away from the contact pins 8, wherein the upper side is understood to mean that side which points away from the printed circuit board in the installed state.
- the transition between the flat central portion 16 of the sheet metal blank for the contact element and the sleeve member 15 produced by deep drawing or bending runs rounded.
- the inner wall 17 of the sleeve member 15 may have all manufacturable during deep drawing or bending training, for example, a corrugation.
- a correspondingly shaped part of a terminal block can be pressed.
- a circle cylindrical element is shown as a terminal block 19 for simplicity. Due to the circular cylindrical shape, it can be pressed into the sleeve member 15.
- a thread can be formed on the connection block of FIG. 6 in order to provide a possibility of attaching a conduit there.
- FIGS. 7 and 8 show a further possibility of how a connection element according to the invention can be constructed.
- the connecting element shown in the assembled state in FIG. 8 contains a connection block 20 in the form of a pin 21.
- This cylindrical pin 21 has a press-in section 22 at its lower end region assigned to the contact element 5 in FIG.
- the cylindrical lateral surface of this press-in section 22 is corrugated and has a chamfer 23 in the end region.
- a shoulder 24 is formed at the end of the press-in portion 22, a shoulder 24 is formed.
- the pin merges into the cylindrical part.
- the cylindrical part is smooth. He could also be provided with an external thread.
- the contact section 5 is in turn similarly constructed as in the previous embodiments, that is punched out of sheet metal.
- the contact element 5 is U-shaped.
- the legs having the contact pins 8 are connected in the middle by a web 7, which forms a flat parting surface for the terminal block 20 formed as a pin 21.
- a circular hole 25 is present.
- the pin 21 is pressed with its press-in portion 22 from above. The pressing is done until the pin hangs with his shoulder 24 on top of the web 7. Press-fitting produces both a secure mechanical and electrical connection.
- the pin 21 is provided with a blind hole 26 in the region of its press-in section 22. This makes it possible to crimp after pressing the free edge in the area of the chamfer 23, thereby obtaining an additional mechanical security.
- FIG. 7 a press-in section 32 is formed which, in contrast to the press-in section 22 of the embodiment according to FIG. 7, has a slightly larger diameter than the smooth-surfaced remaining part of the press-fit pin 31.
- a shoulder 34 is in this Trap formed on a head 35 which is formed at the end of this pin 31 beyond the press-in portion 32.
- the head 35 may for example have a square cross-section, or be formed as a conventional hexagonal head to achieve an additional anti-rotation of the press-in pin 31 in the contact portion 5 between the legs thereof.
- FIG. 11 schematically shows the view of the contact element of FIG. 10 from below, that is to say from the side of the printed circuit board.
- FIG. 8 and FIG. 10 that side windows 40 are present in the side walls of the contact element directly underneath the flat sheet metal surface, see also FIG. 12.
- a commercially available hexagon bolt so are two sides 41 of the screw head 42 on the inner sides of the contact pins 8 having parts of the sheet on. Two corners 43 of the screw head 42 then come to lie in the mentioned window 40, as indicated in the schematic illustration of FIG. So it can be used despite a square construction, a commercial screw with a hexagonal head.
- the screw head can be pressed in from below, wherein the sides of the contact element can yield slightly. This has the additional advantage that the screw head is held captive by engagement of the corners 43 in the window 40 in the contact element, even if nothing is attached to its shaft.
- lateral shoulders 44 are formed after the stamping and bending of the sheet metal part from which the contact element is made. This is again shown in FIG. These shoulders are formed on all side walls of the pot-like contact element. They are all in one plane, which is not necessary. For pressing the contact element, these shoulders 44 have the advantage that they lie in a straight line extension of the flat side walls of the contact element.
- the invention now provides for the use of a contact element to use a tool 45 which engages precisely on these shoulders 44.
- the tool 45 which is shown in section in Figure 12, in an inner receptacle 46 projections 47 which correspond in shape and arrangement of the shoulders 44.
- the receptacle 46 is designed such that a connecting element connected to the contact element still engages in the receptacle 46.
- the receptacle 46 can be designed so that this is an additional guide of the tool 45 before and during the pressing is. It is important that the force acting on the contact element during pressing Forces extend in axial extension of the planar side walls of the contact element.
- outer guide surfaces 48 are still provided, which serve to guide the tool 45 on the outer sides of the contact element, before and during the pressing.
- the inside of the tool that is to say the boundary surfaces of the receptacle 46 in the region of the tool 45 facing the contact element, is designed to be complementary to the corresponding side of the contact element.
Landscapes
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement für Leiterplatten sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Anschlusselements.
- Leiterplatten dienen zum Haltern und Verbinden von elektronischen Bauelementen. Es ist aber erforderlich, die Leiterplatten mit Strom zu versorgen. Zum Einspeisen dienen Anschlusselemente, an denen eine Zuleitung angebracht werden kann. Die Anschlusselemente müssen eine doppelte Aufgabe erfüllen. Zum einen müssen sie einen ausreichend großen Querschnitt für die Stromzuleitung aufweisen, und zum anderen müssen sie eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen.
- Bislang gibt es zu diesem Zweck Anschlusselemente, die aus einem Stück Metall hergestellt sind und die eine Vielzahl von Kontaktelementen aufweisen, mit denen sie in durchkontaktierte Bohrungen eingepresst werden können. Die Kontaktstifte werden dadurch hergestellt, dass eine zunächst ebene Endfläche des Anschlusselements mehrfach in zwei verschiedenen Richtungen gefräst wird. Damit die Endflächen so gefräst werden können, dass an den dadurch gebildeten Kontaktstiften keine Grate entstehen, muss das Material des Anschlusselements Blei enthalten. Durch das Fräsen entstehen hohe Produktionskosten. Auch ist das Fräsen kaum in den nötigen Toleranzen möglich.
- Weiterhin bekannt sind aus Blech hergestellte Kontaktelemente mit eingelassenen oder aufgeschweißten Muttern. Solche Anschlusselemente bieten nur wenige Anschlussmöglichkeiten.
- Bei einem bekannten Stromversorgungselement für Leiterplatten (DE 42 26 172) wird ein mit Kontaktelementen versehener Block in die Leiterplatte eingepresst und dann mit einem zweiten auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatten angeordneten Element verpresst.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zu schaffen, Anschlusselemente mit niedrigeren Herstellungskosten und größerer Vielfalt von Anschlussmöglichkeiten bei gleichzeitiger Vermeidung des Bleianteils und unter Einhaltung technologisch notwendiger Toleranzen herzustellen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Anschlusselement mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen und/oder ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den im Anspruch 18 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.
- Das Anschlusselement nach der Erfindung besteht also aus zwei Teilen, einem Anschlussblock und einem Kontaktelement. Der Anschlussblock sieht ähnlich aus wie ein Anschlusselement im Stand der Technik, mit dem Unterschied, dass die Endfläche dieses Anschlussblocks nicht gefräst zu werden braucht, da hier keine Kontaktstifte entstehen sollen. Da der Anschlussblock nicht gefräst zu werden braucht, ist es nicht erforderlich, ihn aus bleihaltigem Material herzustellen. Das Kontaktelement ist als getrenntes Bauteil hergestellt und anschließend mit dem Anschlussblock verbunden. Es können also Kontaktelemente mit den unterschiedlichsten Anschlussblöcken verbunden werden, so dass mit nur wenigen Elementen eine große Zahl von Anschlussmöglichkeiten verwirklicht werden kann.
- Die Verbindung zwischen dem Anschlussblock und dem Kontaktelement geschieht in Weiterbildung vorzugsweise längs einer Trenn- bzw. Verbindungsfläche, die vorzugsweise eben ausgebildet ist. Aber auch eine zylindrische Oberfläche ist möglich.
- Der Anschlussblock kann in Weiterbildung der Erfindung als massives Teil ausgebildet sein, insbesondere als Teil eines längeren Profils. Dadurch verringern sich zusätzlich die Herstellungskosten.
- Das Kontaktelement kann in Weiterbildung der Erfindung aus einem Stück Blech gestanzt werden, wobei beim Stanzen die Kontaktstifte ohne zusätzlichen Arbeitsgang mit hergestellt werden. Anschließend kann das Kontaktelement gebogen werden, beispielsweise in Form eines U mit zwei parallelen Schenkeln, an deren Enden dann die Kontaktstifte ausgebildet sind. Das Kontaktelement kann in Weiterbildung zwei Reihen von Kontaktstiften aufweisen, die beispielsweise parallel zueinander verlaufen.
- Bei dem Umbiegen in U- Form mit zwei etwa parallelen Schenkeln kann der die beiden Schenkeln verbindende Steg zur Verbindung mit dem Anschlussblock dienen.
- Insbesondere kann die Verbindung zwischen den beiden Teilen, nämlich dem Kontaktelement und dem Anschlussblock, durch eine Lötung geschehen.
- Eine weitere Möglichkeit der Verbindung besteht darin, dass ein durch eine Öffnung des Stegs hindurch gesteckter Stift in einem Sackloch oder einem durchgehenden Loch des Anschlussblocks verpresst wird.
- Das Verfahren zur Herstellung eines Anschlusselements, wie es von der Erfindung vorgeschlagen wird, sieht vor, zunächst durch Ablängen aus einem Metallprofil den Anschlussblock herzustellen, der dann eine ebene Trennfläche aufweist und ein Befestigungsmittel für eine Zuleitung. Das Befestigungsmittel für die Zuleitung kann beispielsweise an einer der Trennfläche abgewandten Endfläche des Anschlussblocks ausgebildet sein, es kann sich aber auch um jede andere Fläche handeln.
- Aus einem Blech wird ein Zuschnitt für das Kontaktelement ausgestanzt, der beim Stanzen gleichzeitig eine Vielzahl von Kontaktstiften erhält. Dieser Zuschnitt wird beispielsweise U-förmig umgebogen. Die Trennfläche des Anschlussblocks und der Steg des Zuschnitts werden dann miteinander verbunden, wobei die Verbindung beispielsweise eine Lötung ist. Es ist aber auch eine Verbindung mit Hilfe eines durch das Kontaktelement hindurch gesteckten Stifts möglich, der in eine Bohrung des Anschlussblocks eingepresst ist. Auch eine andere Art der Verpressung ist möglich.
- Beispielsweise ist es auch möglich, in dem mittleren Bereich des Kontaktelements ein Hülsenelement durch Tiefziehen oder Biegen herzustellen. Dieses Hülsenelement mit einem kreiszylindrischen Durchgang kann auch dazu verwendet werden, den Anschlussblock zu befestigen. Dies kann beispielsweise mit Vorteil dadurch geschehen, dass der Anschlussblock in dem Hülsenelement verpresst wird. Dies kann beispielsweise durch ein Reibschweißen erfolgen, oder auch auf sonstige Arten. Auch eine Verlötung ist möglich. Der Anschlussblock kann bei einem kreiszylindrischen Hülsenelement eine einfache Stange sein, die sich ebenfalls in Teile zerlegen lässt, so dass die Herstellung sehr einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.
- Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der mit dem Kontaktelement zu verbindende beziehungsweise im Endergebnis verbundene Anschlussblock als Stift ausgebildet ist, der beispielsweise vorzugsweise einen geriffelten Einpressabschnitt aufweist. Ein solcher Einpressabschnitt ist so ausgebildet, dass er beim Einpressen durch Vorsprünge eine mechanische und elektronische sichere Verbindung herstellt.
- Um eine exakte Positionierung zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Anschlussblock eine Schulter aufweist, die in fertig montiertem Zustand an der Oberseite oder an der Unterseite des Stegs des Kontaktelements anliegt. Insbesondere kann diese Schulter dazu dienen, die Einpresstiefe des Anschlussblocks zu begrenzen, falls dieser eingepresst wird. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass diese Schulter am Ende des Einpressabschnitts angeordnet ist.
- Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass im Endbereich des Anschlussblocks ein Kopf ausgebildet ist, der an seiner dem Rest des Anschlussblocks zugewandten Seite die Begrenzungsschulter aufweist.
- Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
- Figur 1
- eine Seitenansicht eines Anschlusselements nach der Erfindung;
- Figur 2
- eine Seitenansicht eines Kontaktelements des Anschlusselements aus einer gegenüber Figur 1 um 90 ° versetzten Richtung;
- Figur 3
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Anschlusselements bei einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 4
- die Einzelteile des Anschlusselements der Figur 3 vor ihrer Verbindung;
- Figur 5
- in perspektivischer Darstellung ein Kontaktelement bei einer weiteren Ausführungsform;
- Figur 6
- in einer Seitenansicht das Anschlusselement mit dem Kontaktelement der Figur 5 nach Befestigung in einer Leiterplatte.
- Figur 7
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines als Stift ausgebildeten Anschlussblocks;
- Figur 8
- die Seitenansicht eines weiteren Anschlusselements;
- Figur 9
- eine Seitenansicht eines weiteren Anschlussblocks;
- Figur 10
- eine Draufsicht auf das Kontaktelement der Ausführungsform nach Figur 8 bei abgenommenem Anschlussblock;
- Figur 11
- schematisch die Anordnung der Figur 10 von unten;
- Figur 12
- das Zusammenwirken eines Setzwerkzeugs mit einem Kontaktelement.
- Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht das aus zwei miteinander verbundenen Teilen aufgebaute Anschlusselement. Es enthält einen Anschlussblock 1, der aus einem im Querschnitt quadratischen Metallprofil hergestellt ist. Dieser Anschlussblock 1 enthält im Bereich seines einen Endes eine ebene Trennfläche 2, die man natürlich auch als Verbindungsfläche bezeichnen kann. Im Bereich seines der ebenen Trennfläche 2 gegenüberliegenden Endes ist der Anschlussblock 1 mit einem Befestigungsmittel 3 versehen, im dargestellten Beispiel einem Gewindezapfen 4. Dieser Gewindezapfen 4 ist einstückiger Teil des Anschlussblocks 1. Er kann durch Drehen hergestellt werden.
- Das Anschlusselement enthält weiterhin ein Kontaktelement 5, das in der dargestellten Seitenansicht die Form eines U aufweist, mit zwei parallel zueinander verlaufenden Schenkeln 6 und einem diese verbindenden Steg 7. Die beiden Schenkel 6 sind nicht nur parallel zueinander, sondern auch gleich lang. Die den Schenkeln 6 abgewandte Fläche des Stegs 7 ist mit der Endfläche 2 des Anschlussblocks 1 verbunden. Die Verbindung geschieht längs einer ebenen Fläche. Die Verbindung kann beispielsweise eine Lötung sein. Durch die große Fläche können auch große mechanische Kräfte übertragen beziehungsweise aufgenommen werden.
- Von der Seite her sieht das Kontaktelement 5 so aus, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Figur 2 zeigt eine Ansicht nur des Kontaktelement 5 aus einer gegenüber Figur 1 um 90° versetzten Richtung. Man sieht also hier in Stirnansicht einen der beiden Schenkel 6 des Kontaktelements 5. Das dem Steg 7 abgewandte Ende der Schenkel 6 weist eine Vielzahl von Kontaktstiften 8 auf, die in entsprechende durchkontaktierte Bohrungen einer Leiterplatte eingepresst werden. Das Einpressen geschieht in Figur 1 und 2 von oben nach unten, also in der Längsrichtung der Schenkel 6 des Kontaktelements 5. Die Kontaktstifte 8 sind durch Einschnitte 9 voneinander getrennt. Die Tiefe der Einschnitte 9 ist überall gleich lang, so dass auch die Kontaktstifte 8 überall gleich lang sind. Dies gilt für beide Schenkel 6.
- Durch die Kombination von für eine bestimmte Einpress-Situation geeigneten Kontaktelementen 5 mit für eine bestimmte Zuleitungsart bestimmten Anschlussblöcken 1 lässt sich eine Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten für jeden gewünschten Anwendungsfall bilden.
- Während bei der Ausführungsform nach Figur 1 die beiden das Anschlusselement bildenden Teile durch eine Lötung miteinander verbunden sind, zeigen die Figuren 3 und 4 eine Möglichkeit, wie die beiden Teile in einer anderen Weise miteinander verbunden werden können. Die Einzelteile sind in Figur 4 dargestellt. Der Anschlussblock 1 enthält von seiner Trennfläche 2 ausgehend ein Sackloch 10. lm Übrigen ist er genau so ausgebildet wie der Anschlussblock 1 der Figur 1.
- Das Kontaktelement 5 enthält in seinem Steg 7 ein Loch, das in der Seitenansicht des Kontaktelement 5 natürlich nicht zu sehen ist. Zur Verbindung des Anschlussblocks 1 und des Kontaktelements 5 dient ein Zapfen 11, der einen Kopf 12 aufweist. Der Zapfen 11 wird durch das Loch im Steg 7 des Kontaktelements 5 hindurch gesteckt. Der Anschlussblock 1 wird erwärmt, so dass sich der Innendurchmesser des Sacklochs 10 etwas vergrößert. Dann wird der Zapfen 11 in das Loch 10 eingeführt, und anschließend erfolgt durch Abkühlen des Anschlussblocks 1 die Festlegung. Auch hier erfolgt eine Verbindung zwischen dem Anschlussblock 1 und dem Kontaktelement 5 längs einer Fläche, was für die Übertragung des Stroms von Wichtigkeit ist. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist in Figur 3 dargestellt.
- Das von der Erfindung vorgeschlagene Anschlusselement bietet neben der bereits erwähnten größeren Variationsmöglichkeit mit wenigen Elementen den Vorteil, dass bleifreies Material verwendet werden kann, dass technologisch notwendige Toleranzen eingehalten werden können und dass die Herstellungskosten deutlich verringert werden können.
- Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des von der Erfindung vorgeschlagenen Anschlusselementes, wobei in diesem Fall das Kontaktelement vor seiner Verbindung mit dem Anschlussblock dargestellt ist. Ausgangspunkt ist wieder ein ebener Blechzuschnitt, der jetzt aber im Unterschied zu der Ausführungsform nach den vorhergehenden Figuren an allen vier Außenkanten Kontaktstifte 8 aufweist. Dies bedeutet, dass nach dem Umbiegen in die dargestellte Form zwei Paare von untereinander parallelen Kontaktstiften 8 vorhanden sind.
- In der Mitte des Blechzuschnitts, entsprechend dem Steg 7 bei den vorhergehenden Ausführungsformen, ist ein Hülsenelement 15 ausgebildet, das durch Tiefziehen hergestellt wurde. Das Hülsenelement 15 erstreckt sich auf der den Kontaktstiften 8 abgewandten Oberseite des Kontaktelements, wobei unter Oberseite diejenige Seite verstanden wird, die im Einbauzustand von der Leiterplatte weg zeigt. Der Übergang zwischen dem ebenen Mittelteil 16 des Blechzuschnitts für das Kontaktelement und dem durch Tiefziehen oder Biegen hergestellten Hülsenelement 15 verläuft abgerundet.
- Die Innenwand 17 des Hülsenelements 15 kann alle beim Tiefziehen oder Biegen herstellbaren Ausbildungen aufweisen, beispielsweise eine Riffelung.
- In das Hülsenelement 15 kann ein entsprechend geformtes Teil eines Anschlussblocks eingepresst werden. Dies ist in Figur 6 dargestellt. Hier ist der Einfachheit halber ein Kreis zylindrisches Element als Anschlussblock 19 dargestellt. Auf Grund der kreiszylindrischen Form lässt es sich in das Hülsenelement 15 einpressen. Selbstverständlich wäre es auch hier möglich, an einem im Querschnitt quadratischen Profil ein Ende mit einem zylindrischen Ansatz zu versehen, der zum Einpressen dient. An dem Anschlussblock der Figur 6 kann ein Gewinde ausgebildet werden, um dort eine Anbringungsmöglichkeit für eine Leitung zu schaffen.
- Selbstverständlich ist es auch möglich, in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Figur 3 und 4, einen getrennten Bolzen zu verwenden, der durch das Hülsenelement 15 in einen getrennten Anschlussblock 1 eingepresst wird. Das direkte Einpressen eines Teils des Anschlussblocks in das Hülsenelement wird aber bevorzugt.
- Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere Möglichkeit, wie ein Anschlusselement nach der Erfindung aufgebaut sein kann. Das in Figur 8 in zusammengesetztem Zustand dargestellte Anschlusselement enthält einen Anschlussblock 20 in Form eines Stifts 21. Dieser zylindrische Stift 21 weist an seinem in Figur 7 unteren, dem Kontaktelement 5 zugeordneten Endbereich einen Einpressabschnitt 22 auf. Die zylindrische Mantelfläche dieses Einpressabschnitts 22 ist geriffelt und weist im Endbereich eine Fase 23 auf. An dem Ende des Einpressabschnitts 22 ist eine Schulter 24 gebildet. An der Schulter 24 geht der Stift in den zylindrischen Teil über. Im dargestellten Beispiel ist der zylindrische Teil glattflächig. Er könnte aber auch mit einem Außengewinde versehen sein. Der Kontaktabschnitt 5 ist wiederum ähnlich aufgebaut wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, das heißt aus Blech ausgestanzt. Er weist vier Reihen von Kontaktstiften 8 auf, die zum Einpressen in durchkontaktierte Bohrungen bestimmt und ausgebildet sind. In einem Querschnitt senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 8 und parallel zur Zeichnungsfläche der Figur 8 ist das Kontaktelement 5 U-förmig ausgebildet. Die die Kontaktstifte 8 aufweisenden Schenkel sind in der Mitte durch einen Steg 7 verbunden, der eine ebene Trennfläche für den als Stift 21 ausgebildeten Anschlussblock 20 bildet. In diesem Steg 7, siehe auch Figur 10, ist ein kreisrundes Loch 25 vorhandenen. In dieses Loch 25 wird der Stift 21 mit seinem Einpressabschnitt 22 von oben her eingepresst. Das Einpressen geschieht solange, bis der Stift mit seiner Schulter 24 auf der Oberseite des Stegs 7 auflegt. Das Einpressen stellt sowohl eine sichere mechanische als auch elektrische Verbindung her.
- Wie man dem Teilschnitt der Figur 7 entnehmen kann, ist der Stift 21 im Bereich seines Einpressabschnitts 22 mit einer Sacklochbohrung 26 versehen. Dadurch ist es möglich, nach dem Einpressen den freien Rand im Bereich der Fase 23 umzubördeln, um dadurch eine zusätzliche mechanische Sicherung zu erhalten.
- Während der Anschlussblock 20 der Figur 7 und 8 von oben herab mit dem Steg 7 des Kontaktelements 5 verbunden wird, ist es auch möglich, einen ähnlichen Anschlussblock von unten her mit dem Kontaktelement 5 zu verbinden. Eine solche Lösung ist in Figur 9 dargestellt. Hier ist an dem dem Kontaktelement 5 zugeordneten Ende des Stifts 31 ein Einpressabschnitt 32 ausgebildet, der im Gegensatz zu dem Einpressabschnitt 22 der Ausführungsform nach Figur 7 aber einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der glattflächige restliche Teil des Einpressstifts 31. Eine Schulter 34 ist in diesem Falle an einem Kopf 35 ausgebildet, der am Ende dieses Stifts 31 jenseits des Einpressabschnitts 32 ausgebildet ist. Der Kopf 35 kann beispielsweise einen quadratischen Querschnitt aufweisen, oder auch als üblicher Sechskantkopf ausgebildet sein, um eine zusätzliche Verdrehsicherung des Einpressstifts 31 in dem Kontaktabschnitt 5 zwischen dessen Schenkeln zu erreichen.
- Diese zuletzt genannte Möglichkeit ergibt sich aus der Figur 11, die schematisch die Ansicht des Kontaktelements der Figur 10 von unten her zeigt, also von der Seite der Leiterplatte. Es ist bereits aus Figur 8 und Figur 10 zu erkennen, dass in den Seitenwänden des Kontaktelements unmittelbar unterhalb der ebenen Blechfläche seitliche Fenster 40 vorhanden sind, siehe auch Figur 12. Setzt man von unten her in ein Kontaktelement, das eine etwa quadratische Querschnittsform aufweist, eine handelsübliche Sechskantschraube ein, so liegen zwei Seiten 41 des Schraubenkopfs 42 an den Innenseiten der die Kontaktstifte 8 aufweisenden Teile des Blechs an. Zwei Ecken 43 des Schraubenkopfs 42 kommen dann in die erwähnten Fenster 40 zu liegen, wie dies in der schematischen Darstellung der Figur 11 angedeutet ist. Es kann also trotz eines quadratischen Aufbaus eine handelsübliche Schraube mit einem Sechskantkopf verwendet werden. Da die Seiten des Kontaktelements im Bereich ihrer Kanten nicht miteinander verbunden sind, kann der Schraubenkopf von unten her eingedrückt werden, wobei die Seiten des Kontaktelements etwas nachgeben können. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass der Schraubenkopf durch Eingriff der Ecken 43 in die Fenster 40 in dem Kontaktelement unverlierbar festgehalten wird, auch wenn an seinem Schaft noch nichts befestigt ist.
- Sowohl aus der Figur 8 als auch der Figur 10 ist erkennbar, dass nach dem Stanzen und Umbiegen des Blechteils, aus dem das Kontaktelement hergestellt wird, seitliche Schultern 44 gebildet werden. Dies ist nochmals in Figur 12 dargestellt. Diese Schultern sind an allen Seitenwänden des topfartigen Kontaktelements ausgebildet. Sie liegen alle in einer Ebene, was allerdings nicht erforderlich ist. Zum Einpressen des Kontaktelements haben diese Schultern 44 den Vorteil, dass sie in geradliniger Verlängerung der flächigen Seitenwände des Kontaktelements liegen. Die Erfindung sieht nun vor, zum Einpressen eines Kontaktelements ein Werkzeug 45 zu verwenden, das genau an diesen Schultern 44 angreift. Zu diesem Zweck hat das Werkzeug 45, das im Schnitt in Figur 12 dargestellt ist, in einer inneren Aufnahme 46 Vorsprünge 47, die in ihrer Form und Anordnung den Schultern 44 entsprechen. Die Aufnahme 46 ist so ausgebildet, dass ein mit dem Kontaktelement verbundenes Anschlusselement noch in die Aufnahme 46 eingreift. Die Aufnahme 46 kann so gestaltet werden, dass dadurch eine zusätzliche Führung des Werkzeugs 45 vor und während des Einpressens geben ist. Wichtig ist, dass die beim Einpressen auf das Kontaktelement einwirkenden Kräfte in axialer Verlängerung der flächigem Seitenwände des Kontaktelements verlaufen. Neben den Vorsprüngen 47 sind noch äußere Führungsflächen 48 vorgesehen, die zur Führung des Werkzeugs 45 an den Außenseiten des Kontaktelements dienen, und zwar vor und während des Einpressens.
- Anders ausgedrückt ist die Innenseite des Werkzeugs, also die Begrenzungsflächen der Aufnahme 46 in dem dem Kontaktelement zugewandten Bereich des Werkzeugs 45, komplementär zu der entsprechenden Seite des Kontaktelements ausgebildet.
Claims (31)
- Anschlusselement für Leiterplatten, mit1.1 einem Anschlussblock (1), der1.1.1 ein Befestigungsmittel (3) für eine Zuleitung aufweist, sowie mit1.2 einem Kontaktelement (5), das1.2.1 eine Vielzahl von Kontaktstiften (8) zum Einpressen in Bohrungen der Leiterplatte aufweist,1.2.2 als getrenntes Bauteil hergestellt und1.2.3 mit dem Anschlussblock (1) verbunden ist.
- Anschlusselement nach Anspruch 1, bei dem die Verbindung längs einer vorzugsweise ebenen Trenn- beziehungsweise Verbindungsfläche erfolgt.
- Anschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Anschlussblock (1) als massives Teil ausgebildet ist, insbesondere aus einem Profil.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kontaktelement (5) aus einem Blech gestanzt und gebogen ist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kontaktelement (5) zwei insbesondere parallele Reihen von Kontaktstiften (8) aufweist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kontaktelement (16) vier paarweise parallele Reihen von Kontaktstiften (8) aufweist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kontaktelement (5) U-förmig gebogen ist.
- Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem das Kontaktelement (16) kastenartig umgebogen ist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die beiden Teile des Anschlusselements durch Löten miteinander verbunden sind.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die beiden Teile des Anschlusselements durch Verpressen verbunden sind.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kontaktelement (16) ein durch Biegen und/oder Tiefziehen hergestelltes Hülsenelement (15) aufweist, das vorzugsweise als Hülsenansatz ausgebildet ist.
- Anschlusselement nach Anspruch 11, bei dem das Hülsenelement (15) auf der den Kontaktstiften (8) abgewandten Seite des Kontaktelements (16) ausgebildet ist.
- Anschlusselement nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Anschlussblock in dem Hülsenelement (15) verpresst ist.
- Anschlusselement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das Hülsenelement (15) leicht konisch ausgebildet ist.
- Anschlusselement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Hülsenelement (15) an seiner Innenseite geriffelt ist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt des Anschlussblocks (1) quadratisch ist.
- Anschlusselement nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem der Anschlussblock (19) mindestens teilweise kreisrund dem Querschnitt des Hülsenelements (15) angepasst ausgebildet ist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlussblock (20) als Stift (21,31) ausgebildet ist, der vorzugsweise einen geriffelten Einpressabschnitt (22,32) aufweist.
- Anschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlussblock (20) eine Anlageschulter (24,34) zur Anlage an dem Kontaktelement (5) aufweist, die insbesondere am Ende des Einpressabschnitts (22,32) ausgebildet ist und vorzugsweise seine Einpresstiefe begrenzt.
- Anschlusselement nach Anspruch 19, bei denen die Schulter (34) an einem im Endbereich des Anschlussblocks (20) angeordneten Kopf (35) ausgebildet ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Anschlusselements für Leiterplatten, mit folgenden Verfahrensschritten:21.1 aus einem Profil wird durch Ablängen ein Anschlussblock (1) mit einer ebenen Endfläche (2) hergestellt,21.2 an einer anderen Fläche des Anschlussblocks (1) wird ein Befestigungsmittel für eine Zuleitung ausgebildet,21.3 aus einem Blech wird ein Zuschnitt für ein Kontaktelement (5) mit einer Vielzahl von Kontaktstiften (8) ausgestanzt,21.4 der Zuschnitt wird insbesondere U-förmig umgebogen,21.5 eine Trennfläche des Anschlussblocks (1) und der Steg (1) des Zuschnitts werden miteinander verbunden.
- Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die beiden das Anschlusselement bildenden Teile miteinander verlötet werden.
- Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die beiden das Anschlusselement bildenden Teile durch einen in eine Bohrung (10) des Anschlussblocks (1) eingreifenden Bolzen (11) miteinander verbunden werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem die beiden das Anschlusselement bildenden Teile miteinander verpresst werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei dem in dem Kontaktelement (16) ein Hülsenelement (15) tiefgezogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Anschlussblock (19) in dem Hülsenelement (15) verpresst wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, bei dem ein den Anschlussblock (20) bildender Einpressstift (21, 31) in ein Loch (25) des Kontaktelements (5) eingepresst wird.
- Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Einpressstift (21) von oben in das Loch (25) des Kontaktelement (5) eingepresst wird.
- Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Einpressstift (31) von unten in das Loch (25) des Kontaktelements (5) eingepresst wird.
- Werkzeug zum Einpressen eines Anschlusselements nach einem der Ansprüche 1 bis 20, enthaltend in einem Werkzeugkörper eine Aufnahme (46), die mindestens im Bereich des dem Anschlusselement zugewandten Bereichs des Werkzeugkörpers eine dem Anschlusselement komplementäre Ausbildung aufweist.
- Werkzeug nach Anspruch 30, mit quer zur Einpressrichtung verlaufenden nach innen in der Aufnahme (46) gerichteten Vorsprüngen (47) zum Angriff an ausgesparten Schultern (44) der Seitenwände des Kontaktelements (5) des Anschlusselements.
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