DE10134562A1 - System und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten (2), aufweisend wenigstens ein Schneid- oder Schneidklemmelement (4) zur Anbringung an der Unterseite einer Leiterplatte (2) und ein Befestigungselement an der Leiterplatte (2). Um eine einfache und schnelle Montage bzw. Demontage zu gewährleisten, ist ein Träger (6) bezüglich wenigstens einem Leitungsdraht (5) derart fixiert, dass bei der mechanischen Befestigung der Leiterplatte (2) mit dem Träger (6) mittels des leiterplattenseitigen Befestigungselements im Wesentlichen gleichzeitig der wenigstens eine Leitungsdraht (5) durch das Schneid- oder Schneidklemmelement (5) an der Unterseite der Leiterplatte (2) direkt kontaktierbar ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten.
• Bei einer Leiterplatte handelt es sich um ein Bauteil, das einer elektrischen Kontaktierung zu ihrer Stromversorgung und einer mechanischen Befestigung zu ihrer Halterung bedarf. Die elektrische Kontaktierung soll sicher sein, um im Funktionsbetrieb eine sichere elektrische Versorgung zu gewährleisten. Ebenso soll die mechanische Befestigung solide und sicher sein, da sie nicht nur zur Abstützung der Leiterplatte dient, sondern eine solide und sichere Befestigung der Leiterplatte ist auch Voraussetzung für eine sichere elektrische Kontaktierung.
• Eine weitere Anforderung an ein vorliegendes System besteht darin, dass es von einfacher, kleiner und kostengünstig herstellbarer Bauweise sein soll. Dies ist nicht nur dadurch bedingt, dass es sich um ein typisches Massenprodukt handelt, sondern das System soll auch als elektrisches Kontaktierungs- und mechanisches Befestigungssystem in andere Systeme, insbesondere Beleuchtungs- und/oder Anzeigesysteme, integrierbar sein. Außerdem soll das System zu seiner elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung einfach, handhabungsfreundlich und schnell montierbar bzw. demontierbar sein.
• Die vorbeschriebenen Anforderungen gelten sowohl für ein vorliegendes System zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten, wobei das System einen Stecker und einen Gegenstecker umfasst, als auch für den Stecker bzw. Gegenstecker.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorliegendes System oder ein Verfahren so auszugestalten, dass bei Gewährleistung einer einfachen Bauweise eine einfache und schnelle Montage bzw. Demontage gewährleistet ist. Insbesondere sollen der Stecker und der Gegenstecker des Systems jeweils als komplett vorgefertigtes Bauteil herstellbar und sowohl am Herstellungsort als auch am Gebrauchsort handhabungsfreundlich montierbar sein.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 16 gelöst.
• Beim erfindungsgemäßen System nach Anspruch 1 lässt sich die Leiterplatte bei Gewährleistung einer einfachen Bauweise handhabungsfreundlich und schnell mit wenigstens einem Leitungsdraht elektrisch kontaktieren und gleichzeitig befestigen, wobei es lediglich einer Steckbewegung bedarf. Dabei ist auch eine einfache, kleine und kostengünstig herstellbare Bauweise gewährleistet, wobei sowohl das die Leiterplatte aufweisende Systemteil bzw. der Stecker als auch das den wenigstens einen Leitungsdraht enthaltende Systemteil bzw. der Gegenstecker jeweils vorgefertigt und an einem wahlweisen Ort, z. B. im Zuge der Herstellung in einer Werkstatt oder am Gebrauchsort, in einfacher Weise, handhabungsfreundlich und schnell montiert bzw. demontiert werden können. Hierbei erweist sich das wenigstens eine Schneid- oder Schneidklemmelement als ein Bauteil, dass aufgrund seines Kontaktes mit dem Leitungsdraht zur Befestigung beiträgt oder sogar die Befestigung gewährleistet, so dass es keines besonderen Befestigungselementes bedarf. Das Befestigungselement an der Leiterplatte kann somit durch das Schneid- oder Schneidklemmelement gebildet sein oder durch ein zusätzliches Befestigungselement an der Leiterplatte gebildet sein, das mit einem korrespondierendem, unmittelbar oder mittelbar am Träger angeordneten Befestigungselement zusammenwirkt. Eine solche zusätzliche Befestigungs- bzw. Fixiervorrichtung kann durch eine Steckverbindung mit einem Steckzapfen an dem einen Teil und eine diesen aufnehmende Steckausnehmung am anderen Teil gebildet sein. Dabei kann die zusätzliche Befestigung bzw. Fixierung durch Klemmwirkung oder eine Verrastung erreicht werden.
• Zur Fixierung des wenigstens einen Leitungsdrahts am Träger eignet sich z. B. ein Loch im Träger, in den der Leitungsdraht eingesteckt ist. Es ist besonders vorteilhaft, ein Durchgangsloch vorzusehen, so dass das System mit wenigstens einer in längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordneten Durchgangsverdrahtung ausgebildet werden kann. Dabei können auch mehrere, z. B. in längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordnete Systeme vorgesehen sein, die zu einem Gesamtsystem elektrisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch die Durchgangsverdrahtung.
• Insbesondere beim Vorhandensein eines Systems mit mehreren Leiterplatten oder beim Vorhandensein mehrerer Systeme ist es vorteilhaft, ein plattenförmiges Leiterelement in den vorhandenen Stromkreislauf einzubeziehen, das vorzugsweise dem Stecker zugeordnet ist und an der Unterseite der wenigstens einen Leiterplatte angeordnet werden kann. Das plattenförmige Leiterelement eignet sich vorzüglich zum Anschluss an Masse, wobei eine Mehrzahl elektronische Bauelemente auf der Leiterplatte in einfacher Weise an Masse angeschlossen werden können.
• Das plattenförmige Leiterelement ist vorzugsweise ein unmittelbar oder mittelbar mit der wenigstens einen Leiterplatte verbundenes Bauteil. Zur Verbindung eignet sich eine Klemmvorrichtung, die vorzugsweise elektrisch leitend ausgebildet ist, so dass die Klemmvorrichtung sowohl eine mechanische Verbindung als auch eine elektrische Verbindung bildet.
• Die Erfindung eignet sich besonders gut für eine elektrische Versorgung von Leuchtdioden (LEDs), die auf Leiterplatten als Leuchdiodenträger angeordnet sind. LEDs haben den Vorteil einer sehr langen Lebensdauer, so dass auch die Anforderungen an die elektrische Kontaktierung und Montage steigen können. Diese Anforderungen erfüllt die Erfindung gut, wobei vorzugsweise zur Kontaktierung der ersten und zweiten Kontaktelemente eine Schneid-/Klemmkontaktierung erfolgt, die einen sicheren Kontakt auch bei langer Lebensdauer gewährleistet und einfach und schnell montiert werden kann. Außerdem eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft auch für Anwendungen im Außenbereich, bei denen beträchtliche Temperaturschwankungen auftreten können und Maßnahmen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit (Witterung, Kondensat etc.) in die Vorrichtung vorzusehen sind. Die Montage lässt sich vor Ort leicht und schnell sowie handhabungsfreundlich durchführen, wobei keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich sind.
• Zur Realisierung wenigstens eines Stromkreises sind wenigstens zwei elektrische Leiter vorgesehen. Hierbei kann es sich je nach Höhe der Spannung um eine oder mehrere isolierte oder nicht isolierte Leiteradern handeln, zum Beispiel Standarddrähte oder eine Raster-/Stegleitung.
• Bei der elektrischen Kontaktierung kann es sich um eine Zwei- oder Mehrpolkontaktierung handeln. Letzteres zum Beispiel dann, wenn wenigstens eine Steuerleitung realisiert werden soll.
• Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 16. Bezüglich dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird deshalb auf die vorbeschriebene Vorteilsbeschreibung verwiesen.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von vorteilhaften Ausgestaltungen und Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System, teilweise im Schnitt;
• Fig. 2 ein erfindungsgemäßes System in abgewandelter Ausgestaltung, teilweise im Schnitt;
• Fig. 3 das System nach Fig. 2 in der Draufsicht;
• Fig. 4 einen Stecker des Systems in perspektivischer Darstellung in der Blickrichtung auf seine Schneid- oder Schneidklemmelemente;
• Fig. 5 eine Einzelheit X zur Befestigung eines plattenförmigen Leiterelementes oder Lochblechs am Stecker nach Fig. 4 in vergrößerter Darstellung;
• Fig. 6 ein System nach Fig. 1 oder 2 zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten, teilweise geschnitten in abgewandelter Ausgestaltung;
• Fig. 7 ein System nach Fig. 1 oder 2 zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten, teilweise geschnitten in weiter abgewandelter Ausgestaltung;
• Fig. 8 ein Steckerteil des Systems nach Fig. 7 in perspektivischer Ansicht auf seine Schneid- oder Schneidklemmelemente;
• Fig. 9 ein System nach Fig. 1 oder 2 zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten, teilweise geschnitten in weiter abgewandelter Ausgestaltung;
• Fig. 10 den Schnitt X-X in Fig. 9;
• Fig. 11 ein Steckerteil des Systems nach Fig. 9 in perspektivischer Darstellung;
• Fig. 12 das System nach Fig. 9 in Mehrfachanordnung mit einer Durchgangsverdrahtung in vereinfachter perspektivischer Draufsicht.
• Das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete System umfasst eine Leiterplatte 2 mit einem oder mehreren an ihrer einen Seite angeordneten elektronischen Bauteilen 3 und wenigstens einem an ihrer anderen Seite angeordneten Schneidklemmelement 4, wenigstens einen Leitungsdraht 5 und einen ersten Träger 6, an dem der Leitungsdraht 5 gehalten und positioniert ist. Die Leiterplatte 2 mit dem oder den elektronischen Bauteilen 3 und dem Schneid- oder Schneidklemmelement 4 bilden einen Stecker 7, der mit einem durch den Leitungsdraht 5 und dem ersten Träger 6 gebildeten Gegenstecker 8 zusammensteckbar ist. Bei den Schneidklemmelementen 4 kann es sich bei allen Ausführungsbeispielen um Schneid- oder Schneidklemmelementen handeln.
• Der erste Träger 6 kann z. B. an seiner der Leiterplatte 2 abgewandten Seite, an einem zweiten Träger 9 gehalten sein, bei dem es sich z. B. um ein das System 1 aufnehmendes, ggf. im Querschnitt U-förmiges, Gehäuse 11 eines im weiteren nicht dargestellten Gerätes handeln kann. Die elektronischen Bauteile 3 sind vorzugsweise durch Leuchtdioden gebildet. Der erste Träger 6 kann z. B. aus elektrisch nicht leitendem Material, vorzugsweise Kunststoff, bestehen. Das Gehäuse 11 kann ebenfalls aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehen.
• Im zusammengesteckten Zustand des Steckers 7 und des Gegensteckers 8 ist die Leiterplatte 2 mit dem Leitungsdraht 5 elektrisch kontaktiert und dadurch zugleich mechanisch befestigt. Letzteres ist dadurch gewährleistet, dass das Schneidklemmelement 4 mit einer quer zur Steckbewegungsrichtung 12 des Steckers 7 gerichteten Klemmspannung 13 mit dem Leitungsdraht 5 zusammenwirkt. Aufgrund der durch die Klemmspannung 13 erzeugten Reibung, die eine ein ungewolltes Entfernen des Steckers 7 vom Gegenstecker 8 verhindernde Widerstandskraft erzeugt, ist eine hinreichende mechanische Befestigung im Sinne einer klemmenden Steckverbindung 10 für die Leiterplatte 2 geschaffen. Die Festigkeit dieser mechanischen Verbindung ist um so größer, je mehr Schneidklemmelemente 4 vorhanden sind, die mit dem Leiterdraht 5 oder mit weiteren Leiterdrähten elektrisch kontaktiert sind, was noch beschrieben wird. Die Klemmspannung 13 wird dadurch hervorgerufen, dass beim Zusammenstecken des Steckers 7 und des Gegensteckers 8 der Leitungsdraht 5 in den schmaler als sein Querschnitt bemessenen Schneidklemmschlitz 4b gedrückt wird und dabei die Schneidklemmarme 4a elastisch spreizt. Bei der dabei stattfindenden Relativverschiebung zwischen dem Leitungsdraht 5 und den Schneidklemmkanten 4c der Schneidklemmarme 4a erfolgt eine sichere Kontaktierung auch dann, wenn der Leitungsdraht 5 eine Isolierung aufweist.
• Der erste Träger 6 weist im Bereich des durch ihn gehaltenen Leitungsdrahtes 5 eine Aufnahmekammer 15 für das Schneidklemmelement 4 auf, das mit der Aufnahmekammer 15 eine Führung für das Schneidklemmelement 4 bilden kann, so dass beim Zusammenstecken das Schneidklememelement 4 mit seiner vorzugsweise divergenten Schlitzöffnung zum Leitungsdraht 5 gelangt.
• Das Schneidklemmelement 4 ist in geeigneter Weise an der zugehörigen Seite der Leiterplatte 2 befestigt, z. B. durch Ankleben eines abgewinkelten Schenkels, und durch andeutungsweise dargestellte elektrische Leitungen L mit dem oder den elektronischen Bauteilen 3 im Sinne eines elektrischen Kreislaufs verbunden. Zur Befestigung der einen oder mehreren Bauteilen 3 bzw. Leuchtdioden an der Leiterplatte 2 kann ein Leuchtdioden-Trägerkörper 3a vorgesehen sein.
• Zur Verstärkung der mechanischen Befestigung zwischen der Leiterplatte 2 und dem ersten Träger 6 kann eine zusätzliche Klemm- oder Verrastungsvorrichtung, hier eine Steckverbindung 16 mit einem Steckerteil an der Leiterplatte 2 und einem damit korrespondierenden zweiten Steckerteil am ersten Träger 6, z. B. ein Steckzapfen 17 an der Leiterplatte 2 und einer diesen aufnehmenden Steckausnehmung 17 am ersten Träger 6, gebildet sein.
• Die Querschnittsform und Größe des Steckzapfens 17 und der Steckausnehmung 18 sind so aneinander angepasst, dass sie mit einem geringen Bewegungsspiel oder mit einem kleinen axialen Druck zusammensteckbar und wieder voneinander lösbar sind. Beim Ausführungsbeispiel ist der Steckzapfen 17 ein Hohlzapfen und die Steckausnehmung 18 eine Ringausnehmung. Zur Verbesserung der Einführung sind am Rand der Steckausnehmung 18 und/oder am Rand des Steckzapfens 17 schräge oder gerundete Einführungsflächen 19 angeordnet.
• Um die elektrische Kontaktierung im Bereich des Schneidkontaktelementes 4 vor Feuchtigkeit und daraus resultierenden Nachteilen zu schützen, ist es vorteilhaft, zwischen der Leiterplatte 2 und dem ersten Träger 6, hier zwischen den Steckzapfen 17 der Steckausnehmung 18, eine Ringdichtung 21 vorzusehen, die im zusammengesteckten Zustand eine Abdichtung auf dem gesamten Umfang bildet. Die Ringdichtung 21 ist vorzugsweise im Ringspalt zwischen dem Steckzapfen 17 und der Steckausnehmung 18 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist die Ringdichtung 21 durch einen Ringwulst 22 an der Außen- oder Innerunantelfläche des Steckzapfens 17 oder an der Innen- oder Außenmantelfläche der Steckausnehmung 18 gebildet. Der Ringwulst 22 ist so groß ausgebildet, dass er mit seiner Scheitellinie an der jeweils gegenüberliegenden Ringfläche anliegt, vorzugsweise mit einer geringen Druckspannung.
• Es ist zur Sicherung der Steckverbindung 16 in ihrer zusammengesteckten Stellung auch vorteilhaft, zwischen den Steckerteilen eine Verrastungsvorrichtung 23 vorzusehen, die in der zusammengesteckten Stellung selbsttätig einrastet. Das Einrasten ist vorzugsweise fühl- oder hörbar, hierdurch erhält der Benutzer eine Bestätigung, ob die Steckverbindung 16 sich in ihrer Endstellung befindet, in der der elektrische Kontakt geschlossen ist. Es kann an dem einen Teil wenigstens eine Verrastungsnase 24 angeformt sein, die in der zusammengesteckten Stellung hinter einer Verrastungskante 25 am anderen Teil selbsttätig einrastet. Die Verrastungsnase 24 und die Verrastungskante 25 können ringförmig ausgebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel ist die Verrastungsnase 24 auf der Außen- oder Innenmantelfläche des Steckzapfens 17 angeordnet und sie hintergreift in der zusammengesteckten Stellung die durch einen Ringwulst gebildete Verrastungskante 25. Die Verrastungsnase 24, die auch in der Umkehrung, d. h. an der Außen- oder Innenmantelfläche der Steckausnehmung 18, angeordnet sein kann, ist so groß ausgebildet, dass sie an der jeweils gegenüberliegenden Mantelfläche anliegt, vorzugsweise mit einer gewissen radialen Druckspannung. Beim Verrasten können die beanspruchten Materialien aufgrund von vorhandener Eigenelastizität etwas ausweichen, so dass die Verrastungsvorrichtung 23 beim Verrasten nicht beschädigt wird. Beim Ausführungsbeispiel kann der ringförmige Steckzapfen 17 aus einem Material bestehen, dass weicher bzw. elastischer ist als das Material des ersten Trägers 6, so dass die Umfangswand des Steckzapfens 17 elastisch in einen angedeuteten, den Steckzapfen 17 umgebenden Ringfreiraum 18a ausweichen kann, wobei sie einer Zugbeanspruchung unterworfen wird. Dies ist günstiger als ein Ausweichen des Kernmaterials der ringförmigen Steckausnehmung 18, was aufgrund von Materialkomprimierung erfolgen müsste. Die Verrastungsvorrichtung 23 erzeugt beim Verrasten eine Druckstelle, die beim Überschieben ein hörbares Geräusch oder eine fühlbare Schwergängigkeit erzeugt, woran der Benutzer die Wirksamkeit und die Durchführung der Verrastung feststellen kann. Hierdurch ist eine Anzeige für eine korrekte Verrastung geschaffen, in der die elektrische Kontaktierung optimal und sicher ist.
• Der Stecker 7 und der Gegenstecker 8 können jeweils komplett vorgefertigt und bereitgestellt werden. Die elektrische Kontaktierung kann an einem wahlweisen Montageort, z. B. am Herstellungsort oder auf der Baustelle, einfach, handhabungsfreundlich und schnell durch das Zusammenstecken erfolgen. Dabei erfolgt die elektrische Kontaktierung und gleichzeitig auch die mechanische Befestigung der Leiterplatte 2 beim Ausführungsbeispiel sowohl ohne eine Steckverbindung 16 als auch mit einer Steckverbindung 16.
• Beim Zusammenstecken kann der Leitungsdraht 5 aufgrund seiner Positionierung im ersten Träger 6 nicht in schädlicher Weise ausweichen. Diese Positionierung kann dadurch erfolgen, dass der Leiterdraht 5 in einem ihn aufnehmenden Loch 6a im ersten Träger 6 angeordnet ist, z. B. längs eingeschoben ist. Im Rahmen der Erfindung kann der erste Träger 6 auch aus zwei Halbschalen bestehen, deren Teilungsfuge sich längs durch das Loch 6a oder mehrere, z. B. zwei, Löcher 6a erstreckt.
• Insbesondere dann, wenn mehrere Schneidklemmelemente 4 vorgesehen sind, die mit einem oder mit mehreren Leitungsdrähten 5 zusammenwirken können, ist die Summe der Klemmspannung 13 so groß, dass auf eine zusätzliche mechanische, hier durch die Steckverbindung 16 gebildete, Befestigungsvorrichtung verzichtet werden kann.
• Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass zusätzlich ein plattenförmiges Leiterelement 31 aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist, das beim Ausführungsbeispiel Teil des Steckers 7 ist und an der das Schneidklemmelement 4 aufweisenden Seite der Leiterplatte 2 angeordnet und insbesondere durch Klemmen befestigt ist.
• Der plattenförmige Leiter 31 ist elektrisch leitend mit dem Leiter 2 des Stromkreislaufs eines oder mehrerer elektrischer Bauteile 3, z. B. aller Bauteile 3, verbunden, und er weist ein weiteres elektrisches Kontaktelement 4.1 auf, mit dem er elektrisch leitend mit einem weiteren Leitungsdraht Sa verbindbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 4.1 ebenfalls durch ein vorbeschriebenes Schneidklemmelement gebildet, und es ist am Rand des Leiterelementes 31 angeordnet, z. B. zu der dem Schneidklemmelement 4 abgewandten Seite hin abgewinkelt. Die Schneidklemmarme 4a der Schneidklemmelemente 4, 4.1 können sich quer zueinander oder parallel zueinander (in Fig. 2 dargestellt) erstrecken. Zur Verbesserung und Intensivierung des Schneid/Klemmkontaktes ist es bei allen Ausführungsbeispielen vorteilhaft, das Schneidklemmelement bezüglich dem Leitungsdraht schräg anzuordnen, so dass es mit diesem einen Winkel W1 von etwa 45° bis 90° einschließt, wie es Fig. 3 und 4 beispielhaft zeigen.
• Wie bereits erwähnt, ist beim Ausführungsbeispiel das plattenförmige Leiterelement 31 an der Leiterplatte 2 mechanisch befestigt und zugleich elektrisch kontaktiert. Hierzu kann eine besondere mechanische Befestigungsvorrichtung und eine besondere elektrische Kontaktvorrichtung dienen. Beim Ausführungsbeispiel dient hierzu eine Klemmvorrichtung 35, die durch ein Steckloch 36, eine den Rand des Stecklochs 36 radial nach innen etwas überragende Klemmzunge 37 und zwei radiale und in das Stechloch 36 ausmündende Einschnitte 38 im plattenförmigen Leiterelement 31 gebildet ist. Es können auch zwei entsprechend ausgestaltete Klemmzungen 37 aneinander gegenüberliegend angeordnet sein, wie es Fig. 4 zeigt. Die wenigstens eine Klemmzunge 37 kann an ihrer freien Stirnkante eine z. B. U- oder V-förmige Ausnehmung 39 aufweisen. An der betreffenden Seite der Leiterplatte 2 ist ein zapfenförmiges Kontaktelement 41 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Metall, befestigt, das elektrisch mit dem zugehörigen Leiterabschnitt 2 des Stromkreislaufs der Leiterplatte 2 verbunden ist, wie es Fig. 2 andeutungsweise zeigt. Das vorzugsweise hohlzylindrische Kontaktelement 41 ist bzgl. seiner Außenabmessung mit Bewegungsspiel an die Querschnittsgröße des Stecklochs 36 angepasst. Die wenigstens eine Klemmzunge 37 überragt den Rand des Stecklochs 36, so dass sie beim Zusammenstecken des plattenförmigen Leiterelementes 31 und des Kontaktelementes 41 durch letzteres etwas ausgebogen wird und aufgrund ihrer Eigenelastizität mit einer radial einwärts gerichteten Spannung gegen das Kontaktelement 41 drückt. Hierdurch ist nicht nur eine wirksame Klemmvorrichtung 35 geschaffen, die eine sichere mechanische Verbindung des plattenförmigen Leiterelementes 31 mit der Leiterplatte 2 bildet, sondern es ist auch eine sichere elektrische Kontaktvorrichtung geschaffen, die aufgrund des elastischen Andrucks des oder der Klemmzungen 37 gegen das Kontaktelement 41 eine sichere elektrische Kontaktierung bietet. Die Klemmzungen 37 sind in einer Ausnehmungserweiterung 15a aufgenommen.
• Das ring- oder hülsenförmige Kontaktelement 41 kann auch einen Befestigungssockel für das Schneidklemmelement 4 bilden, das z. B. darin durch eine Füllmasse 42 aus elektrisch leitendem Material bei Gewährleistung der elektrischen Verbindung mit dem zugehörigen Leiter 2 der Leiterplatte 2 eingebettet ist.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind beide Leitungsdrähte 5, 5a in zugehörigen Löchern 6a im ersten Träger 6 angeordnet, wobei ein plattenförmiges Kontakt- und Leiterelement 31 fehlt. Zur Kontaktierung der Leiterplatte 2 mit den Leitungsdrähten 5, 5a sind zwei voneinander isoliert angeordnete Schneidkontaktelemente 4.2, 4.3 an der zugehörigen Seite der Leiterplatte 2 z. B. entsprechend dem Schneidklemmelement 4 angeordnet, die jeweils einen sich längs der Steckrichtung 12 erstreckenden Schneidklemmarm 4a aufweisen, die an ihren aneinander zugewandten Seiten eine Schneidkante 4c haben, und mit diesen Schneidkanten 4c die beiden Leitungsdrähte 5, 5a außenseitig kontaktieren.
• Die Schneidkontaktarme 4a sind so angeordnet, dass ihre Schneidkanten 4c bzgl. den Leitungsdrähten 5, 5a sekantial verlaufen. Aufgrund dieses Überschnitts werden die Schneidkontaktarme 4a beim Zusammenstecken aufgrund von divergenten Leiträndern 4d an ihren freien Enden elastisch seitlich ausgebogen, so dass ihre Schneidkanten 4c mit der Klemmspannung 13 gegen die Leitungsdrähte 5, 5a drücken und dadurch nicht nur den angestrebten sicheren elektrischen Kontakt gewährleisten sondern auch eine Isolierung der Leitungsdrähte 5, 5a durchschneiden können, wenn eine solche vorhanden ist. Die Leitungsdrähte 5, 5a können diesen Kontaktdruck aufnehmen, da sie durch die Löcher 6a in ihrer Stellung bzgl. den Schneidklemmarmen 4a positioniert sind.
• Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 dadurch, dass zwei Schneidklemmelemente 4.4, 4.5 vorhanden sind, die die einen Abstand voneinander aufweisenden Leitungsdrähte 5, 5a mit außenseitigen Schneidkanten 4c innenseitig kontaktieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schneidklemmarme 4a so angeordnet, dass ihre außenseitigen Schneidkanten 4c bzgl. den Innenseiten der Leitungsdrähte 5, 5a im entspannten Zustand sekantial angeordnet sind, so dass sie beim Auftreffen der divergenten Leitkanten 4d auf die Leitungsdrähte 5, 5a elastisch seitlich nach innen ausbiegen und mit ihrer die Klemmspannung 13 erzeugenden Elastizität an den Adern der ggf. isolierten Leitungsdrähte 5, 5a anliegen. Die Schneidklemmelemente 4.4, 4.5 können mit dem erforderlichen Bewegungsspiel in Kammern 45a eines Steckzapfens 45 angeordnet sein, der an der Leiterplatte 2 befestigt ist und sich in die vorhandene Steckausnehmung 15 hineinerstreckt, in der sich die Leitungsdrähte 5, 5a befinden.
• Wie Fig. 8 zeigt, können die Schneidklemmelemente 4.4, 4.5 mit ihren Schneidkanten 4c den Steckzapfen 45 im Bereich voneinander gegenüberliegenden sekantialen Ausnehmungen 46 oder Abflachungen seitlich überragen, wobei die Querschnitssabmessung b im Bereich dieser Ausnehmungen 46 geringer ist, als die Distanz zwischen den Leitungsdrähten 5, 5a und der Steckzapfen 45 deshalb zwischen die Leitungsdrähte eintauchen kann. Mit 47 ist ein Steg bezeichnet, der dem Steckzapfen 45 eine verdrehsichere Querschnittsform verleiht, wodurch ein Polschutz gewährleistet ist.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist wenigstens ein, vorzugsweise sind wenigstens zwei zusätzliche Schneidklemmelemente 4.6, 4.7 so angeordnet, dass sie wenigstens ein, vorzugsweise zwei weitere, längs der Steckrichtung 12 versetzte, Leitungsdrähte 5b, 5c mit ihren sich im Wesentlichen längs der Steckrichtung 12 erstreckenden Schneidkanten 4c kontaktieren können. Beim Ausführungsbeispiel sind der oder die zusätzlichen Schneidklemmelemente 4.6, 4.7 bzgl. den Schneidklemmelementen 4.4., 4.5 um 90° verdreht wirksam angeordnet, wobei sie mit ihren außenseitigen Schneidkanten 4c die vorzugsweise in einer tieferen Ebene angeordneten Leitungsdrähte 5b, 5c innenseitig kontaktieren. Im Übrigen können die Klemmelemente 4.6, 4.7 prinzipiell wie die Schneidklemmelemente 4.4, 4.5 angeordnet und ausgebildet sein, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausgestaltung und Anordnung der Klemmelemente 4.4, 4.5 verwiesen wird. Die zusätzlichen Leitungsdrähte 5b, 5c können einen zusätzlichen Kreislauf oder wenigstens eine Steuerleitung bilden.
• Im Rahmen der Erfindung können auch die Schneidklemmelemente 4.2, 4.3 in Kammern eines dem Steckzapfen 45 entsprechenden, mit der Leiterplatte 2 verbundenen Steckhohlzapfens angeordnet sein. Es ist im weiteren möglich, bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 6 bis 10 eine zusätzliche Steckverbindung 16 jeweils mit oder ohne Ringdichtung 21 und/oder Klemm- bzw. Verrastungsvorrichtung 23 vorzusehen. Es ist auch möglich längs der Steckrichtung 12 versetzte Leitungsdrähte 5, 5a, 5b, 5c mit Schneidklemmelementen zu kontaktieren, die Schneidkanten 4c an einander zugewandten Seiten aufweisen. Außerdem ist es möglich, auch diese Ausführungsbeispiele wahlweise mit einem plattenförmigen Leiterelement 31 gemäß Fig. 2 zu kombinieren.
• Fig. 12 zeigt eine Mehrzahl von in Längs- und Querreihe angeordneten Leiterplatten 2 mit Schneidklemmelementenpaaren 4.4, 4.5 und 4.6, 4.7 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9, wobei die zusätzlichen Leitungsdrähte 5b, 5c quer zu den Leitungsdrähten 5, 5a verlaufen. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den oder die zusätzlichen Leitungsdrähte 5b, 5c parallel zu den Leitungsdrähten 5, 5a anzuordnen, wobei die jeweils an ein und derselben Seite angeordneten Schneidklemmelemente versetzt zueinander angeordnet sind.
• Im Rahmen der Erfindung kann das plattenförmige Leiterelement 31 die Form eines Kreuzes aufweisen, wie es Fig. 3 teilweise verdeckt zeigt. Wie bereits beschrieben, kann auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 für wenigstens einen Teil oder allen der vorhandenen Leiterplatten 2 ein gemeinsames plattenförmiges Plattenelement 31 vorhanden sein.

Claims (18)

1. System (1) zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten (2) aufweisend:
wenigstens ein Schneid- oder Schneidklemmelement (4) zur Anbringung an der Unterseite einer Leiterplatte (2),
ein Befestigungselement an der Leiterplatte (2),
einen Träger (6), bezüglich dem wenigstens ein Leitungsdraht (5) derart fixiert ist, dass bei der mechanischen Befestigung der Leiterplatte (2) mit dem Träger (6) mittels des leiterplattenseitigen Befestigungselements im Wesentlichen gleichzeitig der wenigstens eine Leitungsdraht (5) durch das Schneid- oder Schneidklemmelement (5) an der Unterseite der Leiterplatte (2) direkt kontaktierbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leiterdraht (5) durch den Träger (6) derart gehaltert ist, dass er gegen ein Ausweichen während der Kontaktierung durch das wenigstens eine Schneid- oder Schneidklemmelement (4) abgesichert ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das leiterplattenseitige Befestigungselement durch das Schneid- oder Schneidklemmelement (4) oder ein zusätzliches Befestigungselement gebildet ist.

4. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) mehrere, zum Beispiel in längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordnete Schneid- oder Schneidklemmelemente (4), aufweist.

5. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leiterplatten (2) zum Beispiel in längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordnet sind.

6. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Systeme zum Beispiel in längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordnet sind.

7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid- oder Schneidklemmelemente (4; 4.2, 4.3; 4.4, 4.5, 4.6, 4.7) in den gleichen längs und/oder quer verlaufenden Reihen angeordnet sind.

8. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der oder wenigstens einem Teil der Leiterplatten (2) und dem oder den Trägern (6) ein plattenförmiges Leiterelement (31) angeordnet ist, das jeweils durch eine elektrische Verbindung mit der oder den Leiterplatten (2) verbunden ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Leiterelement (31) durch eine mechanische Verbindung jeweils mit der oder den Leiterplatten (2) verbunden ist.

10. System nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische und die mechanische Verbindung durch eine Klemmvorrichtung (35) aus elektrisch leitfähigem Material gebildet ist.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (35) durch ein Steckloch (36) im plattenförmigen Leiterelement (31), wenigstens eine aus dem plattenförmigen Leiterelement (31) ausgeschnittene Klemmzunge (37), die den Rand des Stecklochs (36) geringfügig überragt, und einen Steckzapfen an der Leiterplatte (2) gebildet ist, der in das Steckloch (36) eingesteckt ist und die Steckzunge (37) ausbiegt, so dass diese vorzugsweise mit ihrer Stirnkante an der Mantelfläche des Steckzapfens elastisch angedrückt ist.

12. System nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Leiterelement (31) ein elektrisches Kontaktelement aufweist, das vorzugsweise durch ein Schneid- oder Schneidklemmelement (4.1) gebildet ist.

13. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) wenigstens zwei, einen Abstand voneinander aufweisende Leitungsdrähte (5, 5a), vorzugsweise in Löchern (6a), positioniert und an der Leiterplatte (2) zwei Schneid- oder Schneidklemmelemente (4; 4.2; 4.3; 4.4, 4.5) angeordnet sind, die mit sich etwa längs der Steckbewegungsrichtung (12) erstreckenden Schneidkanten (4c) die Leitungsdrähte (5, 5a; 5b, 5c) an ihren einander zugewandten oder abgewandten Seiten kontaktieren.

14. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um 90° zueinander verdreht angeordnete Schneid- oder Schneidklemmelemente (4; 4.2, 4.3; 4.4, 4.S) und Leitungsdrähte (5, 5a; 5b, 5c)vorgesehen sind.

15. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere längs der Steckbewegungsrichtung (12) versetzt angeordnete Leitungsdrähte (5b, 5c) durch den Träger (6) positioniert sind, die mit zugehörigen Schneid- oder Schneidklemmelementen (4.6, 4.7) zusammenwirken.

16. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Befestigung von Leiterplatten (2) aufweisend:
wenigstens ein Schneid- oder Schneidklemmelement (4) zur Anbringung an der Unterseite einer Leiterplatte (2),
ein Befestigungselement an der Leiterplatte (2),
einen Träger (6), bezüglich dem ein Leitungsdraht (5) fixiert ist, wobei bei der mechanischen Befestigung der Leiterplatte (2) mit dem Träger (6) mittels des leiterplattenseitigen Befestigungselements im Wesentlichen gleichzeitig der wenigstens eine Leitungsdraht (5) durch das Schneid- oder Schneidklemmelement (5) an der Unterseite der Leiterplatte (2) direkt kontaktiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leiterplatten (2) im Wesentlichen gleichzeitig mit einem oder mehreren Leitungsdrähten (5, 5a; 5b, 5c) kontaktiert werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der oder wenigstens einem Teil der Leiterplatten (2) und dem oder mehreren Trägern (6) angeordnetes plattenförmiges Leiterelement (31) vorgefertigt unmittelbar oder mittelbar mit den Leiterplatten (2) verbunden wird.