EP3700018B1 - Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung zum herstellen eines elektrischen kontakts sowie leiterplatte und elektrisches gerät - Google Patents

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EP3700018B1
EP3700018B1 EP20157584.2A EP20157584A EP3700018B1 EP 3700018 B1 EP3700018 B1 EP 3700018B1 EP 20157584 A EP20157584 A EP 20157584A EP 3700018 B1 EP3700018 B1 EP 3700018B1
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EP
European Patent Office
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circuit board
stranded wire
printed circuit
spring
stripped part
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Mike Schubert
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Unger Kabel Konfektionstechnik GmbH
Original Assignee
Unger Kabel Konfektionstechnik GmbH
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Publication date
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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
    • H01R12/53—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to cables except for flat or ribbon cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar

Definitions

  • the invention relates to a circuit board direct contacting device for producing an electrical contact between a contact surface on a circuit board and a stripped part of a stranded wire, as well as a circuit board and an electrical device.
  • a squeezing of conductors onto an electrical contact by means of clamping screws is conventionally known from the prior art.
  • the constant pressure of the clamping screw causes the conductor material to flow over a long period of time, which degrades the contact pressure and the connection properties.
  • solder connections Fixed connection by means of soldering is also known from the prior art. With soldered connections, however, the contact properties deteriorate over time due to oxidation of the tin. This can negatively affect the functioning of the electronics. Furthermore, solders are mostly expensive materials.
  • direct electrical contact is known from the prior art, in which a force is exerted on the contact surface of the printed circuit board, for example by means of a pressure spring.
  • the pressure spring In order to establish a contact, however, the pressure spring must first be pushed back using a tool, for example using a a screwdriver so that the conductor, for example the stripped end of a stranded wire, can be inserted. Only rigid conductors can be plugged in directly without using a tool and without having to expand the spring.
  • EP 2 416 451 A1 discloses the preamble of claim 1.
  • the DE 82 13 805 U1 discloses a clamp connector for electrically contacting a printed circuit board with a multi-core cable.
  • the object of the invention is to improve the prior art.
  • a printed circuit board direct contacting device for establishing an electrical contact between a contact surface on a printed circuit board and a stripped part of a stranded wire, with a clamping element, a stranded wire guide, a printed circuit board holder and a bending element, the bending element and the wire guide are arranged such that the stripped part of the wire guided in or on the wire guide essentially vertically between the clamping element and the printed circuit board when the printed circuit board is inserted is bent into the printed circuit board receptacle by means of the bending element to the contact surface of the printed circuit board and partially guided onto the printed circuit board or around the printed circuit board, the clamping element being arranged in such a way that when the printed circuit board is pushed further into the printed circuit board receptacle in a clamping position, an electrical contact is made between the contact surface of the printed circuit board and the stripped part of the stranded wire.
  • a printed circuit board direct contacting device in which a stripped end or another stripped part of a stranded wire is bent on the contact surface of a printed circuit board and fixed there by clamping, so that an electrical contact is ensured.
  • the printed circuit board direct contacting device can thus consist of a clamping element and a printed circuit board receptacle with a bending element, with the clamping element forming the stranded wire guide at the same time.
  • the clamping element forming the stranded wire guide at the same time.
  • a stripped end of a stranded wire pre-oriented by means of the stranded wire guide is arranged on the contact surface of the printed circuit board.
  • the stripped end of the stranded wire is arranged in relation to the clamping element, for example by hand, by holding the stranded wire in a vertical position in front of the printed circuit board direct contacting device.
  • the stripped end of the stranded wire is oriented both on the contact surface of the circuit board and the stripped end of the wire is transported into the circuit board direct contacting device with the aid of the circuit board direct contacting device. It So two work steps can be carried out by inserting the circuit board.
  • a core of the invention lies in the fact that the stripped part (e.g. a stripped end) of the stranded wire is transported in the direction of the clamping element by means of the insertion movement of the circuit board and is clamped to the contact surface of the circuit board.
  • a “strand” is in particular a conductor such as a cable and usually has an insulating sheath.
  • the conductor consists of several cores, whereby a solid wire can also form the strand. It is essential that the stranded wire is so flexible that when the printed circuit board is pushed into the printed circuit board holder, the stranded wire is "bent over" by a shearing force acting on the printed circuit board.
  • the "stripped part of the stranded wire” can be, in particular, a stripped end of the stranded wire from which an otherwise present plastic sheathing has been removed. Also a Centrally stripped part of a stranded wire covered with an insulating material is covered by the term “stripped part of the stranded wire”.
  • the "strand guide” corresponds to the desired arrangement of the stripped part of the strand in relation to the clamping element and bending element.
  • the strand guide can be designed, for example, as a shaft in which the stripped part of the stranded wire is guided, or it can also be a surface on or to which the stripped part of the stranded wire is arranged.
  • “Essentially vertical” is to be understood in such a way that certain deviations in verticality are tolerable. It is essential that the stranded wire "bends" onto the contact surface of the printed circuit board, thus achieving electrical contact.
  • a "printed circuit board” is often also referred to as a circuit board. Electronic components are usually arranged on the printed circuit board, which are electronically connected to one another in the desired manner via lines on the printed circuit board.
  • An electrically conductive "contact surface” is usually arranged on the printed circuit board. This contact area serves as a contact for the stripped part of the stranded wire and usually represents a pole of a power supply.
  • a “clamping element” is understood to mean, in particular, a component which brings about a clamping effect with the aid of a clamping force.
  • a clamping force can result from the elastic properties of the component.
  • a clamping element can in particular be a spring.
  • the clamping element is designed, for example, as part of a housing or is implemented by the same.
  • a “bending element” can be understood a component against which the strand when inserting the Circuit board encounters and through which the stranded wire is bent in interaction with the circuit board.
  • the bending element is in particular a web, a part of the housing or a part of the clamping element.
  • the bending element is suitable, for example, for bending the stripped part of the stranded wire into a position which is necessary for making electrical contact between the stripped part of the stranded wire and the contact surface of the printed circuit board. When the printed circuit board is pushed in, the stranded wire hits the bending elements and is bent by them.
  • the stranded wire While the stranded wire is perpendicular to the direction of insertion of the printed circuit board until it comes into contact with the bending element, the stranded wire changes its direction as a result of the bending and is oriented parallel to the direction of insertion.
  • a " preparation position" is, for example, a position in which the stripped part of the stranded wire is arranged in the insertion path of the printed circuit board between the printed circuit board and the printed circuit board direct contacting device. As a result, the stripped part of the stranded wire can be transported from the insertion position into the printed circuit board direct contacting device by means of the printed circuit board.
  • the printed circuit board, around or on which the stripped part of the stranded wire is arranged can be arranged in or next to the clamping element. This simultaneously results in a clamping effect on the stripped part of the stranded wire and on the contact surface of the printed circuit board, as a result of which the printed circuit board and the stripped part of the stranded wire are held in the clamped position.
  • the printed circuit board direct contacting device has in particular a housing which forms the printed circuit board receptacle and which in particular has the clamping element.
  • a “housing” is understood to mean, for example, a rigid shell that partially covers the clamping element.
  • the housing has an opening which allows the insertion of a printed circuit board and a stripped part of a stranded wire.
  • a housing can protect the clamping element from intruding objects and thus improve its functionality and service life. Furthermore, the housing shields the clamping element from access by users, for example, so that it contributes to an improvement in security.
  • the housing can offer a spatial limitation for the stranded wire, so that it is easier to insert the stranded wire and the stranded wire is prevented from slipping out.
  • the housing can form the strand guide.
  • a particularly simple mechanical realization of the heddle guide can thus be implemented.
  • the housing can provide a shaft that serves as a strand guide.
  • the housing can form the bending element.
  • the housing is manufactured by means of injection molding, a simple structure and a simple realization of the stranded wire guide and the bending element can take place.
  • the clamping element forms the bending element.
  • the clamping element can thus provide a stop or correspondingly a contact surface which serves as a bending element.
  • the wire guide can be designed as a stranded wire holder, with the wire holder crossing the printed circuit board holder in such a way that, in the event that the stripped part of the stranded wire is in or is guided on the wire holder, when the circuit board is pushed into the circuit board holder, the stripped part of the wire first rests against the circuit board and then the circuit board and partially the stripped part of the wire are pushed together into the clamping element, so that finally the partially stripped part of the wire is clamped electrically conductively connected to the contact surface of the printed circuit board.
  • the litz wire holder initially allows the stripped part of the litz wire to be placed, for example, while the printed circuit board is also only pushed in at a later point in time, for example.
  • the positioning of the stripped part of the stranded wire in the preparation position and the insertion of the stranded wire and clamping and electrical contacting can be separated in time.
  • one of the operations can be automated and/or performed in a country with lower labor costs.
  • a printed circuit board direct contacting device for establishing an electrical contact between a contact surface on a printed circuit board and a stripped part of a stranded wire can also be provided with a housing, the housing having a printed circuit board receptacle, a stranded conductor receptacle and a clamping element, and the clamping element is arranged such that When the printed circuit board is pushed into the printed circuit board holder, there is a clamping effect on the printed circuit board, with the stranded wire holder crossing the printed circuit board holder in such a way that, in the event that the stripped part of the stranded wire is inserted into the stranded holder, the stripped part is inserted when the printed circuit board is pushed into the printed circuit board holder Part of the stranded wire rests against the printed circuit board and is pushed in the direction of the clamping element, so that when a clamping effect is achieved the contact surface, the contact surface and the stripped part of the stranded wire are clamped in place and direct
  • a printed circuit board direct contacting device in which, by pushing in the printed circuit board, the stripped part of a stranded wire is transported into a position in which the stranded wire is clamped to the contact surface of the printed circuit board.
  • the printed circuit board direct contacting device thus consists of a housing which has the printed circuit board receptacle, the stranded conductor receptacle and the clamping element.
  • the strand receptacle is arranged in such a way that the stripped part of the strand that is pushed into the strand receptacle is located in an insertion path of the printed circuit board.
  • the insertion path of the circuit board results from the circuit board receptacle, which limits insertion of the circuit board.
  • the stripped part of the wire and thus the non-insulated part of the wire can be pushed into the wire holder.
  • the stranded wire receptacle is partially in the printed circuit board receptacle.
  • the inserted end of the printed circuit board can touch the previously inserted stranded wire when the printed circuit board is pushed in, as a result of which the insertion movement of the printed circuit board is transmitted to the stripped part of the stranded wire.
  • the printed circuit board and the stripped part of the stranded wire can be pushed together towards, onto or next to the clamping element, resulting in a clamping effect on the printed circuit board.
  • the clamping effect can affect both the printed circuit board and the stripped part of the stranded wire. As soon as there is a clamping effect on the contact surface, the stripped Part of the strand is clamped to the contact surface of the printed circuit board.
  • the clamping connection of the stripped part of the stranded wire and the contact surface of the printed circuit board implements an electrical connection.
  • a further core of the invention lies in the fact that the stripped part of the stranded wire is transported in the direction of the clamping element by means of the insertion movement of the printed circuit board and is fastened in a clamping manner to the contact surface of the printed circuit board.
  • non-rigid conductors can be inserted between the clamping element and the printed circuit board without the aid of tools, without the spring having to be expanded separately.
  • the wire only has to be stripped "bare" at the point to be contacted, while the steps required for contacting, such as attaching wire end sleeves, are not required. Subsequent setting of the contact can also be compensated for by pressing the clamping element further. Temperature fluctuations or vibrations can be compensated in this way. Settling is understood here in particular as a spatial change in storage, which can also be caused by cold flow of the metal conductor.
  • An “electrical contact” is understood to mean, in particular, a component of an electrical circuit, with the components of the electrical contact being made of electrically conductive material. In the present case, this serves in particular to supply energy to an electrical circuit.
  • a "contact surface” is in particular an electrically conductive surface of an electrically conductive material.
  • a “printed circuit board”, also known as a circuit board, is understood to mean, in particular, a carrier for electrical components which consists of an electrically insulating material.
  • Printed circuit boards can also have "conductor tracks", which consist of an electrically conductive material adhering to the printed circuit board. The printed circuit board thus carries the electrical components, for example, connects them and supplies them with energy.
  • a "strand” is an electrical conductor made up of multiple wires bundled or coiled into a larger conductor.
  • a stranded wire is therefore more flexible than a solid metal wire with the same cross-sectional area.
  • a stranded wire can also be understood to mean a “flexible” solid wire which can be moved by pushing in the printed circuit board.
  • a “flexible” solid wire can therefore be a wire which can be moved into the circuit board receptacle by means of the insertion force of the circuit board.
  • a "board receptacle” may be a recess in the housing that is appropriately sized to receive and guide the circuit board.
  • a "strand receptacle” is in particular a recess in the housing which is of a suitable size to accommodate and guide a strand.
  • a “clamping element” can be a component which imparts a clamping effect by spring pressure. This is in particular a spring, a bevelled (bar) hook device or a screw. The circuit board and the stripped part of the stranded wire can thus be fixed in a defined position by means of the clamping element.
  • a "clamping effect” is based in particular on a force which acts on a surface of a component and thus fixes the component in a specific position. Thus, moving the component is made more difficult by high friction due to spring pressure of the clamping element on the surface.
  • “Fixing in position by clamping” is understood to mean in particular the prevention of mobility of one or more components, mobility being prevented by a clamping effect.
  • the clamping effect is caused by the clamping element. Due to the clamping fixing in one position, neither the printed circuit board nor the stranded wire can move in relation to the printed circuit board direct contacting device or in relation to one another. The fixation is caused in particular by the increased friction during the movement of the clamped printed circuit board or stranded wire or by tilting. A fixed electrical contact thus remains.
  • Crossing is understood to mean, in particular, an at least punctiform overlapping. Since the Circuit board recording crosses the stranded recording, a connected space can thus form. By crossing the circuit board socket and the stranded wire socket, the stripped part of the stranded wire can be partially in the circuit board socket if the stripped part of the stranded wire is pushed into the stranded socket and the circuit board mechanically contacts the stripped part of the stranded wire when it is pushed in.
  • the clamping element is designed as a spring, with the spring in particular having a cutout for inserting the printed circuit board, so that when the clamping effect is achieved the spring is arranged on at least two opposite sides of the printed circuit board.
  • a “spring” is understood here in particular as a body which behaves elastically, that is to say changes its shape under the action of force and essentially returns to its original shape when the force is removed.
  • the spring acts on at least two opposite sides of the printed circuit board when the clamping effect is reached, a counter-pressure is made possible, in particular on the opposite side, which increases the effective spring force or implements it accordingly.
  • the spring can be designed as a wing spring, with the wing spring having a first resilient wing which comes into contact with a first side of the inserted printed circuit board and a second resilient wing which comes into contact with a opposite side of the inserted printed circuit board comes into contact, and the first wing and the second wing are inclined along an insertion direction of the printed circuit board, so that the wing spring has a clamping action on two sides of the Circuit board achieved and the wing spring counteracts a withdrawal of the circuit board.
  • the wings of the wing spring are inclined in the direction of an insertion direction of the printed circuit board, the wings can incline further in the direction of the printed circuit board after the clamping effect has been reached when the printed circuit board is partially pulled out. As a result, the clamping effect can be increased, making it more difficult to pull out the circuit board further.
  • the wings of the wing spring can in particular consist of elastically mounted metal brackets. The wing spring can thus realize the function of a barb, since the movement of the printed circuit board is only resisted in one direction. While an inserted printed circuit board encounters increased resistance when it is pulled out, the wing spring is stretched when the printed circuit board is pushed in and thus generates only little resistance.
  • the circuit board receptacle is designed as a straight cutout in the housing and the cutout has a larger volume than the inserted part of the circuit board, so that the cutout is suitable for inserting the circuit board.
  • a “recess” is understood to mean, in particular, a cavity in an object with an opening.
  • the opening can also be referred to as an insertion opening.
  • the recess has a larger volume than the part of the printed circuit board that is pushed in, the friction when the printed circuit board is pushed in can be reduced.
  • the stranded wire receptacle In order to use the printed circuit board to apply the greatest possible force to the stripped part of the stranded wire, in particular by means of the spring, when it is pushed in, the stranded wire receptacle is parallel in the area of the printed circuit board receptacle to the area vector of the side of the printed circuit board with the largest area of the printed circuit board in the inserted state, so that the stripped part of the stranded wire inserted into the litz wire receptacle is arranged in the area of the printed circuit board receptacle parallel to the area vector of the side of the printed circuit board with the largest area in the inserted state.
  • the stripped part of the stranded wire is thus essentially orthogonal to the inserted printed circuit board and the stripped part of the stranded wire first comes into mechanical contact with the front side of the printed circuit board when the printed circuit board is pushed in.
  • the "front side” is in particular the side of the circuit board which is inserted as the first side into the circuit board receptacle.
  • Several sides can also be the front side at the same time if the circuit board holder is designed in such a way that several sides can be pushed in at the same time, for example if the circuit board is pushed in with the tip of a corner of the circuit board.
  • the contact surface of the printed circuit board is arranged on one of the largest surfaces of the printed circuit board when it is pushed in.
  • One of the largest areas of the printed circuit board can be understood to mean both the largest area of the printed circuit board and several areas which are each of the same size and which are larger than any other area are of a different size.
  • a largest area of the printed circuit board can also be understood to mean the area of the printed circuit board that has electronic components. In particular, it is the top and/or the bottom of the printed circuit board.
  • the stripped part of the stranded wire makes mechanical contact with the printed circuit board, in particular on a first side and a second, opposite side, when it is inserted.
  • the stranded wire holder extending in two directions from the point at which the stranded wire holder and the printed circuit board cross, so that when the printed circuit board is pushed into the printed circuit board holder, the stripped part of the wire extends before the printed circuit board and the stripped part of the wire make contact strand extends further than the first side and the second, opposite side.
  • the stripped part of the stranded wire before contacting the circuit board and the stripped part of the For example, stranded wires are located above and below the printed circuit board.
  • the stripped part of the stranded wire can lie on both the first side and the second, opposite side and come into mechanical contact with both sides. Electrical contact is also achieved through mechanical contact between the stripped part of the stranded wire and the contact surface.
  • the printed circuit board direct contacting device is designed at least partially as an injection molded part.
  • the clamping element is usually made of an electrically conductive material.
  • the object is achieved by a printed circuit board which is connected to a previously described printed circuit board direct contacting device with a stranded wire.
  • a direct contacting device By connecting the printed circuit board and the stranded wire using the printed circuit board direct contacting device, in particular a direct contacting device is made possible without the use of tools, as a result of which particularly low volume resistances are achieved.
  • the object is achieved by an electrical device which has a printed circuit board direct contacting device as described above or a printed circuit board as described above.
  • the object is achieved by a method according to claim 12, i.e. a method for producing an electrical contact between a contact surface on a printed circuit board and a stripped part of a stranded wire by means of a printed circuit board direct contacting device described above, the stripped part of the stranded wire being in or on the wire guide is arranged, the printed circuit board is inserted into the printed circuit board holder and pushed through, so that the stripped part is clamped to the contact surface by means of the clamping element.
  • a direct contacting device 101 has a housing 111, a wire guide 115, a printed circuit board receptacle 113 and a clamping spring 117.
  • the housing 111 is generally rectangular and is injection molded from polypropylene.
  • the housing 111 consists of two parts which are plugged together and enclose the clamping spring 117.
  • the circuit board holder 113 is formed by a recess in the housing 111 and has an insertion opening 121 on a left-hand side 127 .
  • the circuit board receptacle 113 is at right angles to the left side of the housing 127 and runs substantially parallel to a lower side of the housing 129.
  • the heald guide 115 is formed by a recess in the housing 111 which runs essentially parallel to the left-hand side 127 .
  • the heddle guide 115 has openings on the lower side of the housing 129 and an upper side of the housing 131 .
  • the strand guide 115 is at right angles to the printed circuit board receptacle 113 and crosses the printed circuit board receptacle 113. By crossing the printed circuit board receptacle 113 and the strand guide 115, a common cavity 125 is formed.
  • the clamping spring 117 is composed of a sheet metal loop 133, which is oriented towards the upper side of the housing 131, and a base plate 135 connected thereto, which is oriented towards the lower side of the housing 129.
  • the sheet metal loop of the clamping spring 117 provides the clamping effect, while the base plate of the clamping spring 135 creates a counter-pressure.
  • the clamping spring 117 is arranged at the end of the circuit board holder 113 and has an open side 118 in the direction of the insertion opening 121 .
  • the circuit board receptacle 113 and the clamping spring 117 are arranged in an insertion direction 123 of the circuit board 105 , starting from the insertion opening 121 in the stranded wire guide 115 .
  • the circuit board receptacle 113 is larger than the circuit board 105, so that it is suitable for inserting the circuit board 105.
  • the circuit board 105 consists of fiber-reinforced plastic. Electrical components 137 are arranged on its upper side 119, which are connected to conductor tracks are electrically connected to each other. In addition, the top has a contact area which is connected to the conductor tracks.
  • the litz wire 109 is inserted with its stripped end 107 into the litz wire guide 115 on the lower side of the housing 129 and pushed through until the stripped end of the litz wire on the upper side of the housing 131 protrudes approx. 0.5 cm out of the housing.
  • the printed circuit board 105 When the printed circuit board 105 is pushed through the insertion opening 121 in the direction of insertion 123 into the printed circuit board receptacle 113 , the printed circuit board 105 is first guided along in the printed circuit board receptacle 113 . After passing through the insertion opening 121, the printed circuit board 105 contacts the stranded wire 109 at the stripped end of the stranded wire 107 in the common cavity 125.
  • the printed circuit board 105 After the printed circuit board 105 has mechanically contacted the stripped end of the stranded wire 107 , the printed circuit board 105 is pushed in further so that the printed circuit board 105 transports the stripped end of the stranded wire 107 in the direction of the clamping spring 117 . As a result, the stripped end of the stranded wire 107 is pulled into the circuit board receptacle 113 and lies on the side of the circuit board 105 on which the contact surface is located.
  • the printed circuit board 105 first makes contact with the clamping spring 117 and is then pushed into the clamping spring 117 .
  • the printed circuit board 105 presses the elastic sheet metal loop 133 of the clamping spring 117 against its spring force in the direction of the upper side of the housing 131, so that a space is formed for the printed circuit board 105 into which it is inserted.
  • the stripped end of the stranded wire 107 is located between circuit board 105 and Clamping spring 117 and is thereby pressed by the clamping spring 107 against the printed circuit board 105.
  • the stripped end of the stranded wire 107 is thus pressed onto the contact surface of the printed circuit board 105 in a clamping manner. Since both the contact surface of the printed circuit board 105 and the stripped end of the stranded wire 107 have an electrically conductive surface, direct electrical contact is established and the electrical components on the printed circuit board can be supplied with electrical energy.
  • a first alternative direct contacting device 401 has a housing 411, a wire guide 415, a printed circuit board receptacle 413 with an insertion opening and a clamping spring 417.
  • the direct contacting device 401 additionally has two wire eyelets 443 .
  • the housing 411 is made in two parts by injection molding and encloses the clamping spring 417.
  • the heald guide 415 is formed by means of an opening in the top 431 .
  • the wire eyes 443 are arranged on a rear side of the housing 432 .
  • the heald eyelets 443 are arranged transversely to the direction of insertion 123 and run parallel to the heald guide 415.
  • the stripped end of a stranded wire is pushed through the stranded wire eyelet 443 from below in a threading direction 445 .
  • the tip of the stripped end of the stranded wire 107 is bent through about 180 degrees and fully inserted into the wire guide 415 from above.
  • the printed circuit board 105 is then inserted into the insertion opening in the printed circuit board receptacle 413 .
  • the printed circuit board 105 mechanically contacts the stripped part of the stranded wire, bends it and pushes it into the clamping spring, so that a clamping, electrically conductive contact is made between the stripped end of the stranded wire 107 and a contact surface of the printed circuit board 105 .
  • a second alternative direct contacting device 601 has a circuit board receptacle 613, a wire guide 615, a housing 611 and a wing spring 618.
  • the wing spring 618 includes a surrounding metal frame and two sheet metal brackets 639.
  • the sheet metal tabs 639 are each slightly bent out in relation to the metal frame, so that the metal frame and sheet metal tabs 639 form an isosceles triangle with an open tip in a side view, with the tip protruding into the printed circuit board receptacle 613 .
  • the stripped end of the stranded wire 107 lies around the top 119 and the opposite side of the printed circuit board 105.
  • the sheet metal tab 639 arranged at the top is pressed against its spring force to the top of the housing 631 and the sheet metal tab 639 arranged at the bottom is pressed against its spring force to the underside of the housing 629.
  • the tip open through the sheet metal tabs 639 is widened.
  • the metal tabs 639 act as spring elements, resulting in a clamping effect on two sides of the printed circuit board 105 and the stripped part of the stranded wire 107 is pressed onto the contact surface of the printed circuit board 105 .
  • the sheet metal tabs 639 act as barbs and thus make it difficult to pull out the printed circuit board 105.
  • a third alternative direct contacting device 901 has a wing spring 918 with a circuit board receptacle 913 and a bending strip 941 .
  • the circuit board holder is formed by a metal frame 921 and the two metal tabs 939 of the wing spring 918.
  • the flex bar 941 is formed by part of the frame 921 .
  • the stripped end 107 of the stranded wire 109 is positioned by hand in front of the two bending strips 941 between the wing spring 918 and a contact tongue of the printed circuit board 905, the contact tongue having a contact surface.
  • the contact tongue of the printed circuit board 905 is inserted in an insertion direction 123 in the direction of the printed circuit board receptacle and contacts the stripped end of the stranded wire 107.
  • the tongue of the printed circuit board 905 presses against the stripped end end of the stranded wire 107, whereby the stripped end of the stranded wire 107 is held back by the bending strips 941 at the same time and wraps itself around the contact tongue of the printed circuit board 905 until the stripped end of the stranded wire 107 rests on the upper side of the printed circuit board 919 and the opposite side of the printed circuit board 905 on the contact surface.
  • the contact tongue of the printed circuit board 905 and the stripped end of the stranded wire 107 are held in their position by the clamping effect of the wing spring 918 and electrical contact is established.
  • a fourth alternative direct contacting device 1001 has a housing 1011, a double spring 1020 and a circuit board holder 1013, the circuit board holder 1013 being formed by the double spring 1020.
  • the double spring 1020 is formed by a circumferential sheet metal which is guided along the upper side of the housing 1031, the rear side of the housing which is located opposite an insertion opening 1021, and the lower side of the housing.
  • the double spring 1020 On the side of the insertion opening 1021, the double spring 1020 has two metal tabs 1039, which are bent into the interior of the double spring 1020 and have two bending strips 1041.
  • the sheet metal tabs 1039 are flexible and act as a spring element.
  • the housing 1011 is made of polypropylene by injection molding so that the double spring 1020 can be inserted into the housing 1011 during the manufacture of the alternative direct contacting device 1001 .
  • the housing 1011 encloses all sides except the rear and the front, in which the insertion opening 1021 is located.
  • the stripped end of the stranded wire 107 is aligned by hand.
  • the rest of the insertion and clamping process is analogous to the previous embodiment.

Landscapes

  • Insertion, Bundling And Securing Of Wires For Electric Apparatuses (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte und einem abisolierten Teil einer Litze sowie eine Leiterplatte und ein elektrisches Gerät.
  • In elektrischen Geräten ist es oftmals nötig, einen elektrischen Kontakt zwischen einer Leiterplatte, welche beispielsweise elektrische Bauteile aufweist, und einem Leiter, beispielsweise einer Litze, zu vermitteln.
  • Aus dem Stand der Technik ist klassisch ein Quetschen von Leitern auf einen elektrischen Kontakt mittels Klemmschrauben bekannt. Durch den konstanten Druck der Klemmschraube kommt es jedoch langfristig zum Fließen des Leitermaterials, wodurch der Kontaktdruck und die Verbindungseigenschaften verschlechtert werden.
  • Auch das feste Verbinden mittels Löten ist aus dem Stand der Technik bekannt. Bei verlöteten Verbindungen kommt es jedoch über die Zeit zu einer Verschlechterung der Kontakteigenschaften durch Oxidation des Zinns. Dies kann die Funktion der Elektronik negativ beeinflussen. Weiterhin sind Lote meist teure Werkstoffe.
  • Als Alternative ist aus dem Stand der Technik die elektrische Direktkontaktierung bekannt, bei der beispielsweise mittels einer Anpressfeder eine Kraft auf die Kontaktfläche der Leiterplatte ausgeübt wird. Zum Vermitteln eines Kontakts muss dabei jedoch zunächst die Anpressfeder mittels eines Werkzeugs zurückgeschoben werden, etwa mittels eines Schraubenziehers, damit der Leiter, beispielsweise das abisolierte Ende einer Litze, eingeführt werden kann. Lediglich starre Leiter können ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs direkt gesteckt werden, ohne dass ein Aufdehnen der Feder notwendig wäre.
  • Aus der EP 2 416 451 A1 ist ein elektrischer Verbinder bekannt, der den direkten Kontakt eines elektrischen Leiters mit einem entsprechenden Gegenstück herstellt. EP 2 416 451 A1 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die DE 82 13 805 U1 offenbart einen Klemmverbinder zur elektrischen Kontaktierung einer Leiterplatte mit einem mehradrigen Kabel.
  • In der US 2009/0111311 A1 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anschließen eines Drahtes an ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte, offenbart.
  • Aus der DE 20 2014 103 056 U1 ist eine Anordnung aus einem Steckverbinder, der ein Isolierstoffgehäuse, mindestens einen Federklemmanschluss und mindestens eine Stecköffnung in dem Isolierstoffgehäuse hat, und einer Leiterplatte bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach unabhängigem Anspruch 1, d.h. eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte und einem abisolierten Teil einer Litze, mit einem Klemmelement, einer Litzenführung, einer Leiterplattenaufnahme und einem Biegeelement, wobei das Biegeelement und die Litzenführung so angeordnet sind, dass der in oder an der Litzenführung im Wesentlichen vertikal zwischen dem Klemmelement und der Leiterplatte geführte abisolierte Teil der Litze beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme mittels des Biegeelements zur Kontaktfläche der Leiterplatte gebogen und teilweise auf die Leiterplatte oder um die Leiterplatte geführt wird, wobei das Klemmelement so angeordnet ist, dass sich beim weiteren Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme in einer Klemmposition ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktfläche der Leiterplatte und dem abisolierten Teil der Litze ergibt.
  • Somit wird insbesondere eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung bereitgestellt, bei der ein abisoliertes Ende oder ein sonstiger abisolierter Teil einer Litze auf der Kontaktfläche einer Leiterplatte gebogen und dort klemmend befestigt wird, sodass ein elektrischer Kontakt sichergestellt bleibt.
  • Die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung kann somit in seiner einfachsten Ausgestaltung aus einem Klemmelement und einer Leiterplattenaufnahme mit einem Biegeelement bestehen, wobei das Klemmelement gleichzeitig die Litzenführung ausbildet. So wird beispielsweise ein Verzicht auf ein Gehäuse und damit eine Materialersparnis realisiert.
  • Mittels der Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung wird beispielsweise ein mittels der Litzenführung vororientiertes abisoliertes Ende einer Litze auf der Kontaktfläche der Leiterplatte angeordnet. Bei der Vororientierung wird beispielsweise per Hand das abisolierte Ende der Litze in Bezug zum Klemmelement angeordnet, indem die Litze in einer vertikalen Position vor der Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung gehalten wird. Mittels des Einschiebens der Litze wird mithilfe der Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung das abisolierte Ende der Litze sowohl auf der Kontaktfläche der Leiterplatte orientiert als auch das abisolierte Ende der Litze in die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung transportiert. Es können also zwei Arbeitsschritte mithilfe des Einführens der Leiterplatte durchgeführt werden.
  • Ein Kern der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der abisolierte Teil (z.B. ein abisoliertes Ende) der Litze mittels der Einschubbewegung der Leiterplatte in Richtung des Klemmelements transportiert und klemmend auf der Kontaktfläche der Leiterplatte befestigt wird.
  • Somit entfällt eine sonst notwendige Verwendung von Werkzeug.
  • Weiterhin wird eine Direktkontaktierung realisiert, sodass mithin ein besonders niedriger Gesamtwiderstand durch eine reduzierte Zahl von Durchgangswiderständen erreicht wird. Jede Unterbrechung der Stromführung (beispielsweise mittels einer Litze) und die Neuverbindung über Kontaktstellen (z.B. Schraubklemmen, Crimpkontakte oder Steckkontakte) führt an der Kontaktstelle zu Zusatzwiderständen. Somit kommt es bei der Direktkontaktierung nur zu einem Zusatzwiderstand, sodass ein vergleichsweise niedrigerer Gesamtwiderstand erreicht werden kann.
    • Folgendes sei begrifflich erläutert:
  • Eine "Litze" ist insbesondere ein Leiter, wie beispielsweise ein Kabel und weist zumeist eine isolierende Ummantelung auf. Im Allgemeinen besteht der Leiter aus mehreren Adern, wobei auch ein Massivdraht die Litze bilden kann. Wesentlich ist, dass die Litze so flexibel ist, dass beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme die Litze durch eine Schubkraft, welche auf die Leiterplatte wirkt, "umgebogen" wird.
  • Der "abisolierte Teil der Litze" kann insbesondere ein abisoliertes Ende der Litze sein, bei dem eine sonst vorhandene Kunststoffummantelung entfernt wurde. Auch ein mittig abisolierter Teil einer mit einem Isoliermaterial ummantelten Litze ist von dem Begriff "abisolierter Teil der Litze" umfasst.
  • Die "Litzenführung" entspricht der gewünschten Anordnung des abisolierten Teils der Litze in Bezug zum Klemmelement und Biegeelement. Die Litzenführung kann beispielsweise als Schacht ausgeführt sein in der der abisolierte Teil der Litze geführt ist oder kann auch eine Fläche sein an der oder zu der der abisolierte Teil der Litze angeordnet wird. Dabei ist "im Wesentlichen vertikal" so zu verstehen, dass gewisse Abweichungen der Vertikalität tolerierbar sind. Wesentlich ist, dass ein "Umbiegen" der Litze auf die Kontaktfläche der Leiterplatte erfolgt und so ein elektrischer Kontakt erzielt wird.
  • Eine "Leiterplatte" wird häufig auch als Platine bezeichnet. Auf der Leiterplatte sind meist elektronische Bauteile angeordnet, welche über Leitungen der Platine miteinander in gewünschter Weise elektronisch verbunden sind.
  • Auf der Leiterplatte ist meist eine elektrisch leitende "Kontaktfläche" angeordnet. Diese Kontaktfläche dient als Kontakt für den abisolierten Teil der Litze und stellt meist einen Pol einer Spannungsversorgung dar.
  • Unter einem "Klemmelement" wird insbesondere ein Bauteil verstanden, welches mithilfe einer Klemmkraft eine Klemmwirkung bewirkt. Eine Klemmkraft kann sich aus den elastischen Eigenschaften des Bauteils ergeben. Bei einem Klemmelement kann es sich insbesondere um eine Feder handeln.
  • Das Klemmelement ist beispielsweise als Bestandteil eines Gehäuses ausgestaltet oder durch das Selbige realisiert.
  • Unter einem "Biegeelement" kann ein Bauteil verstanden werden, gegen welches die Litze beim Einschieben der Leiterplatte stößt und durch welches die Litze in der Zusammenwirkung mit der Leiterplatte umgebogen wird. Bei dem Biegeelement handelt es sich insbesondere um einen Steg, um einen Teil des Gehäuses oder einen Teil des Klemmelements. Das Biegelement ist beispielsweise geeignet, den abisolierten Teil der Litze in eine Position zu biegen, welche zur elektrischen Kontaktierung des abisolierten Teils der Litze mit der Kontaktfläche der Leiterplatte notwendig ist. Beim Einschieben der Leiterplatte stößt also die Litze gegen die Biegeelemente und wird durch diese verbogen.
  • Während die Litze bis zum Kontakt mit dem Biegeelement quer zur Einschubrichtung der Leiterplatte steht, ändert die Litze durch das Biegen ihre Richtung und wird parallel zur Einschubrichtung orientiert.
  • Eine "Vorbereitungsposition" ist beispielsweise eine Position, in der der abisolierte Teil der Litze im Einschubpfad der Leiterplatte zwischen Leiterplatte und Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann der abisolierte Teil der Litze mittels der Leiterplatte aus der Einschubposition in die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung transportiert werden.
  • In einer "Klemmposition" kann die Leiterplatte, um oder auf welcher der abisolierte Teil der Litze angeordnet ist, in oder neben dem Klemmelement angeordnet sein. Dadurch ergibt sich gleichzeitig eine Klemmwirkung auf den abisolierten Teil der Litze und auf die Kontaktfläche der Leiterplatte, wodurch die Leiterplatte und der abisolierte Teil der Litze in der verklemmten Position gehalten werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform verfügt die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung insbesondere über ein Gehäuse, welches die Leiterplattenaufnahme ausbildet und welches insbesondere das Klemmelement aufweist.
  • Unter einem "Gehäuse" wird beispielsweise eine feste Hülle verstanden, die das Klemmelement teilweise bedeckt. Das Gehäuse weist insbesondere eine Öffnung auf, welche den Einschub einer Leiterplatte und eines abisolierten Teils einer Litze ermöglicht.
  • Ein Gehäuse kann das Klemmelement vor eindringenden Objekten schützen und so die Funktionstüchtigkeit und Lebensdauer verbessern. Weiterhin schirmt das Gehäuse das Klemmelement beispielsweise gegenüber dem Zugriff von Anwendern ab, sodass es zu einer Sicherheitsverbesserung beiträgt. Das Gehäuse kann eine räumliche Begrenzung für die Litze bieten, sodass ein Einführen der Litze erleichtert und ein Herausrutschen der Litze verhindert wird.
  • Insbesondere kann das Gehäuse die Litzenführung ausbilden. Somit kann eine besonders einfache mechanische Realisierung der Litzenführung realisiert werden. Beispielsweise kann das Gehäuse einen Schacht bereitstellen, welcher als Litzenführung dient.
  • Um auch das Biegeelement einfach bereitzustellen, kann das Gehäuse das Biegeelement ausbilden. Insbesondere da das Gehäuse mittels Spritzguss gefertigt ist, kann ein einfacher Aufbau und eine einfache Realisation der Litzenführung und des Biegeelements erfolgen.
  • In einer besonders einfachen Ausführungsform bildet das Klemmelement das Biegeelement aus. So kann das Klemmelement einen Anschlag oder entsprechend eine Kontaktfläche bereitstellen, welche als Biegeelement dient.
  • Um ein präzises Anordnen des abisolierten Teils der Litze in einer Vorbereitungsposition zu erleichtern, kann die Litzenführung als eine Litzenaufnahme ausgestaltet sein, wobei die Litzenaufnahme die Leiterplattenaufnahme derart kreuzt, dass, für den Fall, dass der abisolierte Teil der Litze in oder an der Litzenaufnahme geführt ist, beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme der abisolierte Teil der Litze erst an der Leiterplatte anliegt und anschließend die Leiterplatte und teilweise der abisolierte Teil der Litze gemeinsam in das Klemmelement geschoben werden, sodass abschließend teilweise der abisolierte Teil der Litze klemmend mit der Kontaktfläche der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist.
  • Durch die Litzenaufnahme kann somit eine präzise Position des abisolierten Teils der Litze sichergestellt werden. Weiterhin ermöglicht die Litzenaufnahme zunächst beispielsweise ein Platzieren des abisolierten Teils der Litze, während das Einschieben der Leiterplatte beispielsweise auch erst zu einem späteren Zeitpunkt vorgenommen wird. Somit lassen sich das Positionieren des abisolierten Teils der Litze in der Vorbereitungsposition sowie das Einführen der Litze und Verklemmen und elektrische Kontaktieren zeitlich trennen. Somit kann einer der Vorgänge automatisiert und/oder in einem Land mit niedrigeren Lohnkosten durchgeführt werden.
  • Auch kann eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte und einem abisolierten Teil einer Litze, mit einem Gehäuse bereit gestellt werden, wobei das Gehäuse eine Leiterplattenaufnahme, eine Litzenaufnahme und ein Klemmelement aufweist, und das Klemmelement so angeordnet ist, dass sich beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme eine Klemmwirkung auf der Leiterplatte ergibt, wobei die Litzenaufnahme die Leiterplattenaufnahme derart kreuzt, dass, für den Fall, dass in die Litzenaufnahme der abisolierte Teil der Litze eingeführt ist, beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme der abisolierte Teil der Litze an der Leiterplatte anliegt und in Richtung des Klemmelements geschoben wird, sodass beim Erreichen einer Klemmwirkung auf der Kontaktfläche die Kontaktfläche und der abisolierte Teil der Litze klemmend in ihrer Position fixiert werden und eine elektrische Direktkontaktierung sichergestellt bleibt.
  • Somit kann eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung bereitgestellt werden, bei der durch das Einschieben der Leiterplatte der abisolierte Teil einer Litze in eine Position transportiert wird, in welcher die Litze auf der Kontaktfläche der Leiterplatte klemmend befestigt wird.
  • Die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung besteht somit aus einem Gehäuse, welches die Leiterplattenaufnahme, die Litzenaufnahme und das Klemmelement aufweist. Die Litzenaufnahme ist derart angeordnet, dass der abisolierte Teil der Litze, welche in die Litzenaufnahme eingeschoben wird, sich in einem Einschubpfad der Leiterplatte befindet. Der Einschubpfad der Leiterplatte ergibt sich aus der Leiterplattenaufnahme, welche ein Einschieben der Leiterplatte begrenzt. Der abisolierte Teil der Litze und somit der nicht isolierte Teil der Litze können in die Litzenaufnahme eingeschoben werden.
  • Mithin befindet sich die Litzenaufnahme teilweise in der Leiterplattenaufnahme. Dadurch kann das eingeschobene Ende der Leiterplatte die zuvor eingeschobene Litze beim Einschieben der Leiterplatte berühren, wodurch sich die Einschubbewegung der Leiterplatte auf den abisolierten Teil der Litze überträgt. Die Leiterplatte und der abisolierte Teil der Litze können gemeinsam zum, auf oder neben das Klemmelement geschoben werden, wodurch sich eine Klemmwirkung auf der Leiterplatte ergibt.
  • Da sich der abisolierte Teil der Litze zwischen Leiterplatte und Klemmelement befindet, kann die Klemmwirkung sowohl auf die Leiterplatte, als auch auf den abisolierten Teil der Litze wirken. Sobald sich eine Klemmwirkung auf der Kontaktfläche ergibt, wird somit insbesondere der abisolierte Teil der Litze klemmend auf der Kontaktfläche der Leiterplatte befestigt. Durch die klemmende Verbindung des abisolierten Teils der Litze und der Kontaktfläche der Leiterplatte wird insbesondere eine elektrische Verbindung realisiert.
  • Ein weiterer Kern der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der abisolierte Teil der Litze mittels der Einschubbewegung der Leiterplatte in Richtung des Klemmelements transportiert wird und klemmend auf der Kontaktfläche der Leiterplatte befestigt wird.
  • Somit entfällt ein sonst notwendiger Arbeitsschritt, da beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme sowohl die Leiterplatte als auch der abisolierte Teil der Litze in das Klemmelement oder zum Klemmelement geschoben werden. Durch ein Anordnen des abisolierten Teils der Litze im Einschubpfad der Leiterplatte können somit zwei Bauteile gleichzeitig bewegt werden. Mithin kommt es während der Montage zu einer Zeitersparnis. Weiterhin kann dadurch auf Material verzichtet und es können Bauteile wie Kontakte, Kontaktzungen sowie auf Lötzinn eingespart werden.
  • Beispielsweise kann weiterhin auf sonst notwendige Werkzeuge zum Einschub der Litze verzichtet werden. Außerdem können nicht-starre Leiter ohne Zuhilfenahme von Werkzeug zwischen Klemmelement und Leiterplatte eingebracht werden, ohne dass ein separates Aufdehnen der Feder notwendig ist.
  • Die Litze muss somit lediglich an der zu kontaktierenden Stelle "blank" abisoliert sein, während sonst für die Kontaktierung notwendige Schritte, wie das Befestigen von Ader-Endhülsen, entfällt. Es kann auch ein nachträgliches Setzen des Kontakts durch Nachdrücken des Klemmelements kompensiert werden. Temperaturschwankungen oder Vibrationen können so kompensiert werden. Unter Setzen wird hier insbesondere eine räumliche Änderung der Lagerung verstanden, welche auch durch kalten Fluss des Metallleiters hervorgerufen werden kann.
  • Folgendes Begriffliche sei erläutert, wobei vorherige Definitionen beibehalten und durch folgende Definitionen lediglich ergänzt oder konkretisiert werden:
  • Unter einem "elektrischen Kontakt" wird insbesondere eine Komponente eines Stromkreises verstanden, wobei die Komponenten des elektrischen Kontakts aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Dieser dient vorliegend insbesondere der Energieversorgung einer Elektrischen Schaltung.
  • Eine "Kontaktfläche" ist insbesondere eine elektrisch leitende Oberfläche eines elektrisch leitenden Materials.
  • Unter einer "Leiterplatte", auch Platine genannt, wird insbesondere ein Träger für elektrische Bauteile verstanden, welcher aus einem elektrisch isolierenden Material besteht. Leiterplatten können weiterhin "Leiterbahnen" aufweisen, welche aus einem der Leiterplatte anhaftenden, elektrisch leitenden Material bestehen. Die Leiterplatte trägt somit beispielsweise die elektrischen Bauteile, beschaltet diese und versorgt diese mit Energie.
  • Eine "Litze" ist insbesondere ein elektrischer Leiter aus mehreren Drähten, die zu einem größeren Leiter gebündelt oder gewickelt sind. Eine Litze ist dadurch flexibler als ein massiver Metalldraht gleicher Querschnittsfläche. Unter einer Litze kann jedoch auch ein "flexibler" Massivdraht verstanden werden, welcher mittels des Einschiebens der Leiterplatte bewegbar ist. Ein "flexibler" Massivdraht kann also ein Draht sein, welcher mittels der Einschubkraft der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme bewegbar ist.
  • Eine "Leiterplattenaufnahme" kann eine Aussparung im Gehäuse sein, welche eine geeignete Größe besitzt, um die Leiterplatte aufzunehmen und zu führen.
  • Eine "Litzenaufnahme" ist insbesondere eine Aussparung im Gehäuse, welche eine geeignete Größe besitzt, um eine Litze aufzunehmen und zu führen.
  • Ein "Klemmelement" kann ein Bauteil sein, welches eine Klemmwirkung durch einen Federdruck vermittelt. Dabei handelt es sich insbesondere um eine Feder, eine angeschrägte (Wider)Hakenvorrichtung oder eine Schraube. Mittels des Klemmelements können somit die Leiterplatte und der abisolierte Teil der Litze in einer definierten Position fixiert werden.
  • Eine "Klemmwirkung" beruht insbesondere auf einer Kraft, welche auf eine Oberfläche eines Bauteils wirkt und das Bauteil so in einer bestimmten Position fixiert. Somit wird das Bewegen des Bauteils durch hohe Reibung aufgrund eines Federdrucks des Klemmelements an der Oberfläche erschwert.
  • Unter "klemmend in ihrer Position fixieren" wird insbesondere das Verhindern von Beweglichkeit von einem oder mehreren Bauteilen verstanden, wobei die Beweglichkeit durch eine Klemmwirkung verhindert wird. Die Klemmwirkung wird durch das Klemmelement hervorgerufen. Durch das klemmende Fixieren in einer Position kann sich weder die Leiterplatte noch die Litze in Bezug zur Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung noch in Bezug zueinander bewegen. Das Fixieren wird insbesondere durch die erhöhte Reibung bei der Bewegung der geklemmten Leiterplatte oder Litze oder auch durch ein Verkanten verursacht. Somit bleibt ein fixierter elektrischer Kontakt bestehen.
  • Unter "Kreuzen" wird insbesondere ein wenigstens punktförmiges Überschneiden verstanden. Da die Leiterplattenaufnahme die Litzenaufnahme kreuzt, kann sich somit ein verbundener Raum ausbilden. Durch das Kreuzen von Leiterplattenaufnahme und Litzenaufnahme kann sich der abisolierte Teil der Litze teilweise in der Leiterplattenaufnahme befinden, wenn der abisolierte Teil der Litze in die Litzenaufnahme eingeschoben ist und die Leiterplatte bei ihrem Einschieben den abisolierten Teil der Litze mechanisch kontaktiert.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Klemmelement als Feder ausgestaltet, wobei insbesondere die Feder eine Aussparung zum Einschub der Leiterplatte aufweist, sodass bei Erreichen der Klemmwirkung die Feder auf wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet ist.
  • Unter einer "Feder" wird hierbei insbesondere ein Körper verstanden, welcher sich elastisch verhält, das heißt, unter Krafteinwirkung seine Form verändert und bei Wegfall der Kraft im Wesentlichen in seine Ursprungsform zurückkehrt.
  • Indem die Feder bei Erreichen der Klemmwirkung auf wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte wirkt, wird insbesondere auf der gegenüberliegenden Seite ein Gegendruck ermöglicht, welcher die effektive Federkraft erhöht oder entsprechend realisiert.
  • Um einem Herausziehen der Leiterplatte nach Erreichen der Klemmwirkung entgegenzuwirken, kann die Feder als Flügelfeder ausgestaltet sein, wobei die Flügelfeder einen ersten federnden Flügel aufweist, welcher mit einer ersten Seite der eingeschobenen Leiterplatte in Kontakt tritt, und einen zweiten federnden Flügel aufweist, welcher mit einer gegenüberliegenden Seite der eingeschobenen Leiterplatte in Kontakt tritt, und der erste Flügel und der zweite Flügel entlang einer Einschubrichtung der Leiterplatte geneigt sind, sodass die Flügelfeder eine Klemmwirkung auf zwei Seiten der Leiterplatte erzielt und die Flügelfeder einem Herausziehen der Leiterplatte entgegenwirkt.
  • Indem die Flügel der Flügelfeder in Richtung einer Einschubrichtung der Leiterplatte geneigt sind, können sich die Flügel nach einem Erreichen der Klemmwirkung bei einem teilweisen Herausziehen der Leiterplatte weiter in Richtung der Leiterplatte neigen. Hierdurch kann die Klemmwirkung verstärkt werden, sodass ein weiteres Herausziehen der Leiterplatte erschwert wird. Die Flügel der Flügelfeder können insbesondere aus elastisch gelagerten Metalllaschen bestehen. Die Flügelfeder kann somit der Funktion eines Widerhakens realisieren, da der Bewegung der Leiterplatte nur in einer Richtung Widerstand entgegengesetzt wird. Während einer eingeschobenen Leiterplatte beim Herausziehen der verstärkte Widerstand entgegengesetzt wird, wird die Flügelfeder beim Einschieben der Leiterplatte aufgedehnt und erzeugt so nur einen geringen Widerstand.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Leiterplattenaufnahme als geradlinige Aussparung im Gehäuse ausgestaltet und die Aussparung weist ein größeres Volumen als der eingeschobene Teil der Leiterplatte auf, sodass die Aussparung zum Einschub der Leiterplatte geeignet ist.
  • Unter einer "Aussparung" wird insbesondere ein Hohlraum in einem Objekt mit einer Öffnung verstanden. Die Öffnung kann auch als Einschuböffnung bezeichnet werden.
  • Indem die Aussparung ein größeres Volumen als der eingeschobene Teil der Leiterplatte aufweist, kann die Reibung beim Einschieben der Leiterplatte verringert werden.
  • Um mittels der Leiterplatte beim Einschieben die größtmögliche Kraft auf den abisolierten Teil der Litze insbesondere mittels der Feder aufzubringen, ist die Litzenaufnahme im Bereich der Leiterplattenaufnahme parallel zum Flächenvektor der Seite der Leiterplatte mit der größten Fläche der Leiterplatte im eingeschobenen Zustand angeordnet, sodass der in die Litzenaufnahme eingeführte, abisolierte Teil der Litze im Bereich der Leiterplattenaufnahme parallel zum Flächenvektor der Seite der Leiterplatte mit der größten Fläche im eingeschobenen Zustand angeordnet ist.
  • Somit steht der abisolierte Teil der Litze im Wesentlichen orthogonal zur eingeschobenen Leiterplatte und der abisolierte Teil der Litze kommt beim Einschieben der Leiterplatte mit der Frontseite der Leiterplatte zuerst in mechanischen Kontakt.
  • Die "Frontseite" ist insbesondere die Seite der Leiterplatte, welche als erste Seite in die Leiterplattenaufnahme eingeschoben wird. Auch mehrere Seiten können gleichzeitig die Frontseite sein, falls die Leiterplattenaufnahme derart ausgestaltet ist, dass mehrere Seiten gleichzeitig eingeschoben werden, beispielsweise wenn die Leiterplatte mit der Spitze einer Ecke der Leiterplatte eingeschoben wird. Indem der abisolierte Teil der Litze mittels der Frontseite der Leiterplatte transportiert wird, kann der Kraftvektor beim Einschub der Leiterplatte orthogonal zum abisolierten Teil der Litze stehen. In diesem Fall ist eine optimale Übertragung der Kraft auf den abisolierten Teil der Litze gewährleistet, wodurch die Klemmwirkung maximiert wird. Weiterhin kann somit das Risiko verringert werden, dass der abisolierte Teil der Litze nicht transportiert, sondern weggebogen wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktfläche der Leiterplatte im eingeschobenen Zustand auf einer der größten Flächen der Leiterplatte angeordnet.
  • Unter "einer der größten Flächen der Leiterplatte" kann sowohl die größte Fläche der Leiterplatte verstanden werden, als auch mehrere Flächen, welche jeweils gleich große Flächen sind und welche für sich größer als jede sonstige Fläche anderer Größe sind. Unter "einer größten Fläche der Leiterplatte" kann auch die Fläche der Leiterplatte verstanden werden, welche elektronische Bauteile aufweist. Insbesondere handelt es sich um die Oberseite und/oder die Unterseite der Leiterplatte.
  • Wenn die Einschubrichtung parallel zu der größten Fläche (z.B. Oberseite oder Unterseite) der Leiterplatte ist, kann dies zweckmäßigerweise dazu führen, dass die Klemmwirkung des Klemmelements einem Herausziehen der Leiterplatte entgegenwirkt. Somit kann auf eine weitere Befestigung der Leiterplatte verzichtet werden.
  • Um einen Schutz gegenüber fehlerhaftem Einführen der Leiterplatte zu realisieren, kontaktiert im eingeschobenen Zustand der abisolierte Teil der Litze die Leiterplatte insbesondere auf einer ersten Seite und einer zweiten, gegenüberliegenden Seite mechanisch.
  • Mithin kann bei einer rechteckigen Leiterplatte eine Verdrehsicherheit erreicht werden, bei der eine Drehung der Leiterplatte relativ zur Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung um 180° keine Auswirkungen hat, da der abisolierte Teil der Litze die Kontaktfläche der Leiterplatte auf zwei Seiten kontaktiert. Somit kann der Montageaufwand reduziert werden, da eine korrekte Einschubrichtung nicht überprüft werden muss.
  • Dies kann erreicht werden, indem sich die Litzenaufnahme von dem Punkt, an welchem sich Litzenaufnahme und Leiterplatte kreuzen, in zwei Richtungen erstreckt, sodass sich beim Einschieben der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme vor dem Kontaktieren von Leiterplatte und dem abisolierten Teil der Litze der abisolierte Teil der Litze sich weiter als die erste Seite und die zweite, gegenüberliegende Seite erstreckt. Somit kann sich der abisolierte Teil der Litze vor dem Kontaktieren von Leiterplatte und dem abisolierten Teil der Litze beispielsweise oberhalb und unterhalb der Leiterplatte befinden. Dadurch kann sich der abisolierte Teil der Litze nach dem Kontaktieren von Leiterplatte und dem abisolierten Teil der Litze sowohl auf die erste Seite als auch die zweite, gegenüberliegende Seite legen und mit beiden Seiten mechanisch in Kontakt treten. Durch einen mechanischen Kontakt zwischen dem abisolierten Teil der Litze und der Kontaktfläche wird weiterhin ein elektrischer Kontakt realisiert.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung zumindest teilweise als Spritzgussteil ausgestaltet. Das Klemmelement ist dabei meist aus einem elektrisch leitenden Material.
  • Hierdurch lässt sich ein Herstellungsaufwand reduzieren. Weiterhin lässt sich die Fertigung mit hoher Geschwindigkeit, Präzision und wenigen Arbeitsschritten durchführen.
  • In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Leiterplatte, welche mit einer zuvor beschriebenen Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung mit einer Litze verbunden ist.
  • Hierdurch ergeben sich insbesondere beim Verbinden der Leiterplatte mit der Litze sowie im verbundenen Zustand die oben genannten Vorteile.
  • Mittels der Verbindung der Leiterplatte und der Litze mithilfe der Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung wird insbesondere eine Direktkontaktierungsvorrichtung ohne die Zuhilfenahme von Werkzeug ermöglicht, wodurch besonders niedrige Durchgangswiderstände erreicht werden.
  • In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein elektrisches Gerät, welches eine zuvor beschriebene Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung oder eine zuvor beschriebene Leiterplatte aufweist.
  • Hierdurch wird insbesondere ermöglicht, dass auch nicht-starre Leiter ohne Zuhilfenahme von Werkzeug mittels des Klemmelements mit der Leiterplatte verbunden werden können. Zudem können die oben beschriebenen Vorteile realisiert werden.
  • In einem anderen Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 12, d.h. ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte und einem abisolierten Teil einer Litze mittels einer zuvor beschriebenen Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung, wobei der abisolierte Teil der Litze in oder an der Litzenführung angeordnet, die Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme eingeführt und durchgeschoben wird, sodass der abisolierte Teil mit der Kontaktfläche mittels dem Klemmelement klemmend verbunden ist.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1
    eine schematische, seitliche Schnittdarstellung einer Direktkontaktierungsvorrichtung mit einer Leiterplattenaufnahme, einer Litzenführung, einer Klemmfeder und einem Gehäuse,
    Figur 2
    die Direktkontaktierungsvorrichtung mit einem eingeschobenen abisolierten Ende einer Litze und einer Leiterplatte, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen dem abisolierten Ende der Litze und der Leiterplatte hergestellt ist,
    Figuren 3a bis 3f
    die Direktkontaktierungsvorrichtung mit dem eingeschobenen abisolierten Ende der Litze und der Leiterplatte in sechs Schritten,
    Figur 4a
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer ersten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung mit einer Leiterplattenaufnahme, einer Litzenführug, einem Gehäuse und zwei Litzenösen,
    Figur 4b
    eine schematische, perspektivische Schnittdarstellung der ersten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung und
    Figur 5
    eine schematische, perspektivische Aufsicht der ersten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung.
    Figur 6
    eine schematische, seitliche Schnittdarstellung einer zweiten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung mit einer Leiterplattenaufnahme, einer Litzenführung, einer Flügelfeder und einem Gehäuse,
    Figur 7
    die zweite alternative Direktkontaktierungsvorrichtung mit einem eingeschobenem abisoliertem Ende der Litze und der Leiterplatte,
    Figuren 8a bis 8f
    eine schematische, seitliche Schnittdarstellung der zweiten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung mit dem eingeschobenen abisolierten Ende der Litze und Leiterplatte in sechs Schritten,
    Figur 9a
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer dritten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung mit einer Leiterplattenaufnahme, einer Litzenführung und einer Flügelfeder sowie mit einer eingeschobener Litze und einer Leiterplattenzunge,
    Figur 9b
    eine schematische, seitliche Schnittdarstellung der dritten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung,
    Figur 10a
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer vierten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung mit einer Leiterplattenaufnahme, einer Flügelfeder sowie einem Gehäuse,
    Figur 10b
    eine schematische, perspektivische Darstellung der vierten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung abgebildet ohne Gehäuse,
    Figur 11a
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer Unterseite der vierten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung und
    Figur 11b
    eine schematische, seitliche Schnittdarstellung der vierten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung abgebildet ohne Gehäuse.
  • Eine Direktkontaktierungsvorrichtung 101 weist ein Gehäuse 111, einer Litzenführung 115, eine Leiterplattenaufnahme 113 und eine Klemmfeder 117 auf.
  • Das Gehäuse 111 ist im Wesentlichen rechteckig und aus Polypropylen mittels Spritzguss gefertigt. Das Gehäuse 111 besteht aus zwei Teilen, welche zusammengesteckt sind und die Klemmfeder 117 umschließen.
  • Die Leiterplattenaufnahme 113 wird durch eine Aussparung im Gehäuse 111 gebildet und weist an einer linken Seite 127 eine Einschuböffnung 121 auf. Die Leiterplattenaufnahme 113 steht im rechten Winkel zu der linken Seite des Gehäuses 127 und verläuft im Wesentlichen parallel zu einer unteren Seite des Gehäuses 129.
  • Die Litzenführung 115 wird durch eine Aussparung im Gehäuse 111 gebildet, welche im Wesentlichen parallel zu der linken Seite 127 verläuft. Die Litzenführung 115 weist an der unteren Seite des Gehäuses 129 und einer oberen Seite des Gehäuses 131 Öffnungen auf. Die Litzenführung 115 steht im rechten Winkel zur Leiterplattenaufnahme 113 und kreuzt die Leiterplattenaufnahme 113. Durch das Kreuzen der Leiterplattenaufnahme 113 und der Litzenführung 115 bildet sich ein gemeinsamer Hohlraum 125 aus.
  • Die Klemmfeder 117 ist aus einer Blechschlaufe 133 zusammengesetzt, welche in Richtung der oberen Seite des Gehäuses 131 orientiert ist, sowie einer damit verbundenen Grundplatte 135, welche in Richtung der unteren Seite des Gehäuses 129 orientiert ist. Die Blechschlaufe der Klemmfeder 117 vermittelt die Klemmwirkung, während die Grundplatte der Klemmfeder 135 einen Gegendruck erzeugt. Die Klemmfeder 117 ist am Ende der Leiterplattenaufnahme 113 angeordnet und weist eine offene Seite 118 in Richtung der Einschuböffnung 121 auf.
  • In einer Einschubrichtung 123 der Leiterplatte 105 sind ausgehend von der Einschuböffnung 121 in der Litzenführung 115 die Leiterplattenaufnahme 113 sowie die Klemmfeder 117 angeordnet.
  • Die Leiterplattenaufnahme 113 ist größer als die Leiterplatte 105, sodass dieser zum Einschub der Leiterplatte 105 geeignet ist. Die Leiterplatte 105 besteht aus faserverstärktem Kunststoff. Auf ihrer Oberseite 119 sind elektrische Bauteile 137 angeordnet, welche mit Leiterbahnen elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zudem weist die Oberseite eine Kontaktfläche auf, welche mit den Leiterbahnen verbunden ist.
    • Im Weiteren wird der Kontaktierungsvorgang beschrieben:
  • Die Litze 109 wird mit ihrem abisolierten Ende 107 an der unteren Seite des Gehäuses 129 in die Litzenführung 115 eingeführt und durchgeschoben, bis das abisolierte Ende der Litze an der oberen Seite des Gehäuses 131 ca. 0,5 cm aus dem Gehäuse herausschaut.
  • Beim Einschieben der Leiterplatte 105 durch die Einschuböffnung 121 in der Einschubrichtung 123 in die Leiterplattenaufnahme 113 wird die Leiterplatte 105 zunächst in der Leiterplattenaufnahme 113 entlanggeführt. Nach dem Passieren der Einschuböffnung 121 kontaktiert die Leiterplatte 105 die Litze 109 an dem abisolierten Ende der Litze 107 im gemeinsamen Hohlraum 125.
  • Nachdem die Leiterplatte 105 das abisolierte Ende der Litze 107 mechanisch kontaktiert hat, wird die Leiterplatte 105 weiter eingeschoben, sodass die Leiterplatte 105 das abisolierte Ende der Litze 107 in Richtung der Klemmfeder 117 transportiert. Dadurch wird das abisolierte Ende der Litze 107 in die Leiterplattenaufnahme 113 gezogen und legt sich auf die Seite der Leiterplatte 105, auf welcher sich die die Kontaktfläche befindet.
  • Beim weiteren Einschieben kontaktiert die Leiterplatte 105 zunächst die Klemmfeder 117 und wird anschließend in die Klemmfeder 117 eingeschoben. Die Leiterplatte 105 drückt die elastische Blechschlaufe 133 der Klemmfeder 117 entgegen ihrer Federkraft in Richtung der oberen Seite des Gehäuses 131, sodass ein Raum für die Leiterplatte 105 gebildet wird, in welchen sie eingeschoben wird. Das abisolierte Ende der Litze 107 befindet sich dabei zwischen Leiterplatte 105 und Klemmfeder 117 und wird dadurch von der Klemmfeder 107 an die Leiterplatte 105 gedrückt. Sobald die Leiterplatte 105 vollständig unter die Klemmfeder 107 geschoben ist, ist die auf die Leiterplatte 105 wirkende Federkraft der Klemmfeder 117 und somit die Klemmwirkung maximiert.
  • Das abisolierte Ende der Litze 107 wird somit klemmend auf die Kontaktfläche der Leiterplatte 105 gedrückt. Da sowohl die Kontaktfläche der Leiterplatte 105 als auch das abisolierte Ende der Litze 107 eine elektrisch leitende Oberfläche haben, ist ein elektrischer Direktkontakt hergestellt und die elektrischen Bauteile auf der Leiterplatte können mit elektrischer Energie versorgt werden.
  • Eine erste alternative Direktkontaktierungsvorrichtung 401 weist ein Gehäuse 411, eine Litzenführung 415, eine Leiterplattenaufnahme 413 mit einer Einschuböffnung und eine Klemmfeder 417 auf. Die Direktkontaktierungsvorrichtung 401 weist zusätzlich zwei Litzenösen 443 auf.
  • Das Gehäuse 411 ist zweiteilig mittels Spritzguss gefertigt und umschließt die Klemmfeder 417.
  • Die Litzenführung 415 wird mittels einer Öffnung in der Oberseite 431 gebildet. Die Litzenösen 443 sind an einer Rückseite des Gehäuses 432 angeordnet. Die Litzenösen 443 sind quer zur Einschubrichtung 123 angeordnet und verlaufen parallel zur Litzenführung 415.
  • Im Weiteren wird der Kontaktierungsvorgang beschrieben:
  • Das abisolierte Ende einer Litze wird von unten in einer Fädelrichtung 445 durch die Litzenöse 443 geschoben. Nachdem drei Zentimeter des abisolierten Endes der Litze 107 durch die Litzenöse 443 geschoben sind, wird die Spitze des abisolierten Endes der Litze 107 um ca. 180 Grad gebogen und in die Litzenführung 415 von oben vollständig eingeführt.
  • Anschließend wird die Leiterplatte 105 in die Einschuböffnung in die Leiterplattenaufnahme 413 eingeführt. Dabei kontaktiert die Leiterplatte 105 mechanisch den abisolierten Teil der Litze, biegt diese und schiebt diese in die Klemmfeder, sodass eine klemmende, elektrisch leitende Kontaktierung zwischen dem abisolierten Ende der Litze 107 und einer Kontaktfläche der Leiterplatte 105 erfolgt.
  • Eine zweite alternative Direktkontaktierungsvorrichtung 601 weist eine Leiterplattenaufnahme 613, eine Litzenführung 615, ein Gehäuse 611 und eine Flügelfeder 618 auf.
  • Die Flügelfeder 618 umfasst einen umlaufenden Metallrahmen, sowie zwei Blechlaschen 639.
  • Die Blechlaschen 639 sind in Bezug zum Metallrahmen jeweils etwas herausgebogen, sodass Metallrahmen und Blechlaschen 639 in einer Seitenansicht ein gleichschenkliges Dreieck mit einer offenen Spitze bilden, wobei die Spitze in die Leiterplattenaufnahme 613 hineinragt.
  • Im Weiteren wird der Kontaktierungsvorgang der alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung beschrieben:
  • Bis zum Kontaktieren der Flügelfeder 618 verläuft der Kontaktierungsvorgang analog zur oben beschriebenen Direktkontaktierungsvorrichtung.
  • Beim weiteren Einschieben der Leiterplatte 105 in die Leiterplattenaufnahme 613 legt sich das abisolierte Ende der Litze 107 um die Oberseite 119 und die gegenüberliegende Seite der Leiterplatte 105.
  • Nach Kontaktieren der Flügelfeder 618 durch die Leiterplatte 105 und das abisolierte Ende der Litze 107 wird die oben angeordnete Blechlasche 639 entgegen ihrer Federkraft zur Oberseite des Gehäuses 631 und die unten angeordnete Blechlasche 639 entgegen ihrer Federkraft zur Unterseite des Gehäuses 629 gedrückt. Die durch die Blechlaschen 639 offene Spitze wird aufgeweitet. Dadurch wirken die Blechlaschen 639 als Federelement, sodass sich eine Klemmwirkung auf zwei Seiten der Leiterplatte 105 ergibt und dabei der abisolierte Teil der Litze 107 auf die Kontaktfläche der Leiterplatte 105 gepresst wird.
  • Zusätzlich wirken die Blechlaschen 639 als Widerhaken und erschweren somit ein Herausziehen der Leiterplatte 105.
  • Eine dritte alternative Direktkontaktierungsvorrichtung 901 weist eine Flügelfeder 918 mit einer Leiterplattenaufnahme 913 und einer Biegeleiste 941 auf. Die Leiterplattenaufnahme wird durch einen Metallrahmen 921 sowie die zwei Blechlaschen 939 der Flügelfeder 918 gebildet. Die Biegeleiste 941 wird durch einen Teil des Rahmens 921 gebildet.
    • Im Weiteren wird der Kontaktierungsvorgang beschrieben:
  • Das abisolierte Ende 107 der Litze 109 wird per Hand vor den beiden Biegeleisten 941 zwischen der Flügelfeder 918 und einer Kontaktierungszunge der Leiterplatte 905 positioniert, wobei die Kontaktierungszunge eine Kontaktfläche aufweist.
  • Die Kontaktierungszunge der Leiterplatte 905 wird in einer Einschubrichtung 123 in Richtung Leiterplattenaufnahme eingeführt und kontaktiert dabei das abisolierte Ende der Litze 107. Beim weiteren Einführen in Einschubrichtung 123 drückt die Zunge der Leiterplatte 905 gegen das abisolierte Ende der Litze 107, wobei das abisolierte Ende der Litze 107 gleichzeitig von den Biegeleisten 941 zurückgehalten wird und legt sich dabei um die Kontaktierungszunge der Leiterplatte 905, bis das abisolierte Ende der Litze 107 auf der Oberseite der Leiterplatte 919 sowie der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 905 auf der Kontaktfläche anliegt.
  • Die Kontaktierungszunge der Leiterplatte 905 und das abisolierte Ende der Litze 107 werden durch die Klemmwirkung der Flügelfeder 918 in ihrer Position gehalten und eine elektrische Kontaktierung ist realisiert.
  • Eine vierte alternative Direktkontaktierungsvorrichtung 1001 weist ein Gehäuse 1011, eine Doppelfeder 1020 und eine Leiterplattenaufnahme 1013 auf, wobei die Leiterplattenaufnahme 1013 durch die Doppelfeder 1020 gebildet wird.
  • Die Doppelfeder 1020 wird durch ein umlaufendes Blech gebildet, welches entlang der oberen Seite des Gehäuses 1031, der Rückseite des Gehäuses, welche sich gegenüber einer Einschuböffnung 1021 befindet, und der unteren Seite des Gehäuses entlanggeführt ist. Auf der Seite der Einschuböffnung 1021 weist die Doppelfeder 1020 zwei Blechlaschen 1039 auf, welche ins Innere der Doppelfeder 1020 gebogen sind und zwei Biegeleisten 1041 aufweisen. Die Blechlaschen 1039 sind flexibel und wirken als Federelement.
  • Das Gehäuse 1011 ist aus Polypropylen mittels Spritzguss gefertigt, sodass die Doppelfeder 1020 während der Fertigung der alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung 1001 in das Gehäuse 1011 eingeschoben werden kann. Das Gehäuse 1011 umschließt alle Seiten außer der Rückseite sowie der Vorderseite, in welcher die Einschuböffnung 1021 verortet ist.
    • Im Weiteren wird der Kontaktierungsvorgang beschrieben:
  • Analog zu der vorherigen Ausführungsform wird das abisolierte Ende der Litze 107 per Hand ausgerichtet. Der weitere Einschub- und Klemmvorgang verläuft analog zur vorherigen Ausführungsform.
    • Bezugszeichenliste
    • 101 Direktkontaktierungsvorrichtung
    • 105 Leiterplatte
    • 107 Abisoliertes Ende der Litze
    • 109 Litze
    • 111 Gehäuse
    • 113 Leiterplattenaufnahme
    • 115 Litzenführung
    • 117 Klemmfeder
    • 118 offene Seite der Klemmfeder
    • 119 Oberseite der Leiterplatte
    • 121 Einschuböffnung
    • 123 Einschubrichtung
    • 125 gemeinsamer Hohlraum von Litzenführung und Leiterplattenaufnahme
    • 127 linke Seite des Gehäuses
    • 129 untere Seite des Gehäuses
    • 131 obere Seite des Gehäuses
    • 132 Rückseite des Gehäuses
    • 133 elastische Blechschlaufe der Klemmfeder
    • 135 Grundplatte der Klemmfeder
    • 137 elektrische Bauteile
    • 401 erste alternative Direktkontaktierungsvorrichtung
    • 411 erstes alternatives Gehäuse
    • 413 erste alternative Leiterplattenaufnahme
    • 415 erste alternative Litzenführung
    • 417 erste alternative Klemmfeder
    • 429 untere Seite des Gehäuses
    • 431 obere Seite des Gehäuses
    • 432 Rückseite des Gehäuses
    • 443 Litzenösen
    • 445 Fädelrichtung
    • 601 zweiten alternativen Direktkontaktierungsvorrichtung
    • 611 Gehäuse
    • 613 Leiterplattenaufnahme
    • 615 Litzenführung
    • 618 Flügelfeder
    • 621 Einschuböffnung
    • 627 linke Seite des Gehäuses
    • 629 untere Seite des Gehäuses
    • 631 obere Seite des Gehäuses
    • 639 Blechlaschen
    • 901 dritte alternative Direktkontaktierungsvorrichtung
    • 905 alternative Leiterplatte mit Leiterplattenzunge
    • 913 Leiterplattenaufnahme
    • 918 alternative Flügelfeder
    • 919 Oberseite der alternativen Leiterplatte
    • 921 Rahmen der Flügelfeder
    • 939 alternative Blechlaschen der alternativen Flügelfeder
    • 941 Biegeleiste
    • 1001 vierte alternative Direktkontaktierungsvorrichtung
    • 1011 Gehäuse
    • 1013 Leiterplattenaufnahme
    • 1020 Doppelfeder
    • 1031 obere Seite des Gehäuses
    • 1039 Blechlasche der Doppelfeder
    • 1041 Biegeleisten

Claims (12)

  1. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung (101, 401, 601, 901, 1001) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte (105, 905) und einem abisolierten Teil (107) einer Litze (109), mit einem Klemmelement (117, 618, 918, 1020), einem Litzenführung (115, 615), einer Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) und einem Biegeelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement und die Litzenführung (115, 615) so angeordnet sind, dass der in oder an der Litzenführung (115, 615) im Wesentlichen vertikal zwischen dem Klemmelement (117, 618, 918, 1020) und der Leiterplatte (105, 905)geführte abisolierte Teil der Litze (109) beim Einschieben der Leiterplatte (105, 905) in die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) mittels des Biegeelements zur Kontaktfläche der Leiterplatte (105, 905) gebogen und teilweise auf die Leiterplatte (105, 905) oder um die Leiterplatte (105, 905) geführt wird, wobei das Klemmelement (117, 618, 918, 1020) so angeordnet ist, dass sich beim weiteren Einschieben der Leiterplatte (105, 905) in die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) in einer Klemmposition ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktfläche der Leiterplatte (105, 905) und dem abisolierten Teil der Litze (109) ergibt.
  2. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (111, 411, 611, 1011), welches die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) ausbildet und welches insbesondere das Klemmelement aufweist.
  3. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (111, 411, 611, 1011) die Litzenführung (115, 615) ausbildet.
  4. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (111, 411, 611, 1011) das Biegeelement ausbildet.
  5. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (117, 618, 918, 1020) das Biegeelement ausbildet.
  6. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzenführung (115, 615) eine Litzenaufnahme ist, welche die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) derart kreuzt, dass, für den Fall, dass der abisolierte Teil der Litze (109) in oder an der Litzenaufnahme geführt ist, beim Einschieben der Leiterplatte (105, 905) in die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) der abisolierte Teil der Litze (109) erst an der Leiterplatte (105, 905) anliegt und anschließend die Leiterplatte (105, 905) und teilweise der abisolierte Teil der Litze (109) gemeinsam in das Klemmelement geschoben werden, sodass abschließend teilweise der abisolierte Teil der Litze klemmend mit der Kontaktfläche der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist.
  7. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (117, 618, 918, 1020) als Feder ausgestaltet ist, wobei insbesondere die Feder eine Aussparung zum Einschieben der Leiterplatte (105, 905) aufweist, sodass in der Klemmposition die Feder auf wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte (105, 905) angeordnet ist.
  8. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Flügelfeder (618, 918) ausgestaltet ist, wobei die Flügelfeder (618, 918) einen ersten federnden Flügel aufweist, welcher insbesondere eine Oberseite (119, 919) der eingeschobenen Leiterplatte (105, 905) kontaktiert, und einen zweiten federnden Flügel aufweist, welcher insbesondere eine Unterseite der eingeschobenen Leiterplatte (105, 905) kontaktiert, und der erste Flügel und der zweite Flügel in Bezug zu einer Einschubrichtung (123) der Leiterplatte (105, 905) geneigt sind, sodass die Flügelfeder eine Klemmung der Leiterplatte (105, 905) bewirkt und die Flügelfeder einem Herausziehen der Leiterplatte (105, 905) entgegenwirkt.
  9. Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung (101, 401, 601, 901, 1001) derart ausgestaltet ist, dass in der Klemmposition der abisolierte Teil der Litze (109) die Leiterplatte (105, 905) auf der Oberseite (119, 919) und der Unterseite mechanisch kontaktiert.
  10. Leiterplatte (105, 905), welche mittels einer Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung (101, 401, 601, 901, 1001) nach einem der vorherigen Ansprüche mit einer Litze (109) verbunden ist.
  11. Elektrisches Gerät, welches eine Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung (101, 401, 601, 901, 1001) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder eine Leiterplatte (105, 905) nach Anspruch 10 aufweist.
  12. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kontaktfläche auf einer Leiterplatte (105, 905) und einem abisolierten Teil einer Litze (109) mittels einer Leiterplattendirektkontaktierungsvorrichtung (101, 401, 601, 901, 1001) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der abisolierte Teil der Litze (109) in oder an der Litzenführung (115, 615) angeordnet, die Leiterplatte (105, 905) in die Leiterplattenaufnahme (113, 413, 613, 913, 1013) eingeführt und durchgeschoben wird, sodass der abisolierte Teil mit der Kontaktfläche mittels dem Klemmelement (117, 618, 918, 1020) klemmend verbunden ist.
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