DE102005051940B4

DE102005051940B4 - Leiterplatte mit Schirmanschluß

Info

Publication number: DE102005051940B4
Application number: DE102005051940A
Authority: DE
Inventors: Peter Bäckeralf; Frank Dipl.-Ing. Welzel; Jens Dipl.-Ing. Willmann
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2005-10-29
Filing date: 2005-10-29
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2025-10-30
Also published as: CN100452536C; RU2006137995A; RU2380864C2; CN1956263A; US20070099444A1; DE102005051940A1; US7335029B2

Abstract

Leiterplatte für die Aufnahme elektrischer und/oder elektronischer Bauteile (12) mit zumindest einer ein Ausgleichspotential führenden Leiterbahn und mit einem Anschluß für ein Schirmkabel (13) mit einer Vorrichtung zum Klemmen des Kabelschirms (14), die mit dieser Leiterbahn in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung für den Kabelschirm (14) aus einem Kontaktstück (4) mit einer metallenen Grundplatte (5) mit daran einseitig vorstehenden, voneinander beabstandeten Klemmfedern (6) besteht, daß die Leiterplatte (1) Durchgangsöffnungen (2) zum Durchstecken der Klemmfedern (6) des Kontaktstücks (4) und weitere Durchbrechungen oder Aussparungen (3) aufweist und daß ein Kabelbinder (17) vorgesehen ist, der in zusammengefügter Anordnung, bei der die Klemmfedern (6) durch die Durchgangsöffnungen (2) durchgesteckt sind und das Schirmkabel (13) bis hin zum Kabelschirm (14) abisoliert sowie an die Leiterplatte (1) elektrisch angeschlossen ist, durch die Durchbrechungen oder Aussparungen (3) der Leiterplatte (1) hindurchgeführt ist und den Abschnitt der Leiterplatte (1) zwischen den Durchbrechungen oder Aussparungen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte mit einem Anschluß für ein Schirmkabel gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, für den Schirmanschluß bei solchen Leiterplatten Steckvorrichtungen vorzusehen, wozu einerseits an der Leiterplatte und andererseits am Kabelende miteinander kuppelbare Steckerteile vorhanden sind. Es gibt ferner Kabelanschlüsse unmittelbar an der Leiterplatte selbst, wobei zur Kontaktierung des Kabelschirms schraubbare Klemmvorrichtun-gen vorgesehen sind, die Teil einer Zugentlastungsvorrichtung sein können. Die Handhabung wird bei diesen Kabelanschlüssen dadurch erschwert, daß das für den Anschluß vorbereitete Kabel mit dem freigelegten Kabelschirm durch eine rundum geschlossene Schirmaufnahme hindurchgeführt werden muß, wobei die Gefahr besteht, daß der Kabelschirm zurückgeschoben wird und die für seine Kontaktierung optimale Lage nicht beibehält.
Aus dem Dokument EP 0 586 841 A1 ist eine Leiterplatte mit einer Anschlußvorrichtung für ein Schirmkabel bekannt. Hierzu ist auf der Leiterplatte eine metallische Erdungsplatte angeordnet, die eine metallische Federklammer mit einem etwa halbschalenförmigen Leiter-Aufnahmebereich aufweist. Das anzuschließende Kabel wird mit seinem bis zum Kabelschirm hin abisolierten Bereich in radialer Richtung in den Aufnahmebereich der Federklammer eingeführt und kann im Bedarfsfalle mittels eines Kabelbinders gesichert werden. Dazu sind zur Leitereinführseite hin in der Erdungsplatte achsparallel mit dem halbschalenförmigen Leiter-Aufnahmebereich zwei schlitzförmige Aussparungen angeordnet, durch die der Kabelbinder so hindurchgeführt wird, daß er den zwischen den Aussparungen liegenden Steg der Erdungsplatte untergreift und das darauf mit seinem Mantel aufliegende Kabel übergreift.
Aus dem Katalog „Phoenix Contact, Überspannungsschutz TRABTECH 2000, S. 73" ist ein Schirmschnellanschluß bekannt, welcher der Anbindung von Kabelschirmen in einem Schaltschrank dient. Dieser Schirmschnellanschluß besteht aus einem Kontaktstück mit einer metallenen Grundplatte und mit an dieser einseitig vorstehenden, voneinander beabstandeten Klemmfedern, zwischen denen das Kabel mit dem freigelegten Schirm aufgenommen wird. Mittels eines Kabelbinders werden das Kabelende und der Schirmschnellanschluß zusammengehalten, und es wird der Schirm mit dem darauf geführten Potential als Einzelader weitergeführt, die den Schirmschnellanschluß kontaktiert.
Aus dem Dokument DE 42 27 796 A1 ist ein Kabelbinder bekannt, mit dem geschirmte Kabel an einer Leiterplatte festgelegt werden können. Am einen Ende des Kabelbinders ist ein U-förmiger Bügel angeordnet, in dessen Innenraum das bis zum Kabelschirm hin abisolierte Kabel aufgenommen wird. Mit der Öffnungsseite zur Leiterplatte hin wird dieser Bügel mit dem darin aufgenommenen Kabel fixiert, indem der Kabelbinder durch Öffnungen in der Leiterplatte hindurchgeführt und mit seinem freien Ende am Bügel verrastet wird. Mittels Federzungen im Bügel wird das Kabel mit seinem Schirm gegen eine Kontaktfläche verspannt, die sich im Bereich der Auflagefläche des Kabels an der Leiterplatte befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der im Bedarfsfall die Klemmvorrichtung für den Kabelschirm angebracht und zugleich die Kontaktierung zwischen der Klemmvorrichtung und dem Kabelschirm zum einen sowie der Klemmvorrichtung und der Leiterbahn der Leiterplatte zum anderen in sinnfälliger Weise gesichert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß an der Leiterplatte der Schirmanschluß von vornherein vorgesehen, aber auch im nachhinein nachgerüstet werden kann. Die Handhabung des Schirmanschlusses ist dadurch sehr einfach, daß das Kabel mit dem freigelegten Kabelschirm in seiner radialen Richtung zwischen die Klemmfedern einzudrücken ist und demzufolge zwischen den Klemmfedern aufgenommen wird, wobei über die mit den Klemmfedern einstückige Grundplatte die Kontaktierung mit der das Ausgleichspotential führenden Leiterbahn der Leiterplatte erfolgt. Der Kabelverbinder, der an der Oberseite der Leiterplatte über das Kabel hinweg und an der Unterseite über die Grundplatte für die Klemmfedern hinweg geschlungen wird, ist sehr einfach anzubringen und ist mit der hieran üblichen Rastvorrichtung, die nur ein Zuziehen und nicht ein Öffnen der gebildeten Schlinge zuläßt, sinnfällig zu bedienen und besonders sicher, dies gilt besonders für die Sicherheit gegen Erschütterungen. So wird zum einen das Kabel mit seinem Kabelschirm im Kontakt mit den Klemmfedern an der Oberseite der Leiterplatte und andererseits die Grundplatte an der Unterseite der Leiterplatte im Kontakt mit der dortigen das Ausgleichspotential führenden Leiterbahn sicher gehalten.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung das für einen Schirmanschluß vorbereitete Ende einer Leiterplatte und das daran ansetzbare Kontaktstück für den Schirmanschluß und
2 in perspektivischer Darstellung die Einbaulage der mit dem Schirmanschluß versehenen Leiterplatte mit daran angeschlossenem Schirmkabel.
Im einzelnen zeigt 1 eine Leiterplatte 1 ohne Bestückung der darauf anzuordnenden elektrischen und/oder elektronischen Bauteile. An ihrem in der Darstellung wiedergegebenen Ende ist die Leiterplatte zum einen mit Durchgangsöffnungen 2 versehen, die nach einem vorbestimmten Lochbild angeordnet sind, wie sich aus dem Nachstehenden noch ergeben wird. Des weiteren finden sich nahe der Durchgangsöffnungen 2 am Rand der Leiterplatte 1 Aussparungen 3, die in anderer Form auch als Durchbrechungen ausgebildet sein können, wie sich aus dem weiter unten erläuterten Zweck der Aussparungen 3 ergibt.
An die Leiterplatte 1 ist ein Kontaktstück 4 ansetzbar, welches in 1 in von der Leiterplatte 1 getrennter Position wiedergegeben ist. Das Kontaktstück 5 ist ein einstückiges Metallteil und weist eine ebene Grundplatte 5 auf. Die Grundplatte 5 hat einen quadratischen oder rechteckigen Umriß und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 5 sind jeweils von den Plattenecken weg in der Plattenlängsrichtung streifenförmige Klemmfedern 6 angeformt, von denen entsprechend jeweils zwei einander in Plattenquerrichtung mit Abstand gegenüberliegen. Die an derselben Seite der Grund-platte 5 abstehenden Klemmfedern 6 weisen jeweils einen von der Grundplatte 5 aufsteigenden Schenkel 7 auf, der mittels eines Biegegelenks 8 in einen Klemmschenkel 9 übergeht, der zur Grundplatte 5 hin zurückgebogen ist. Die zwei voneinander beabstandeten Klemmschenkel 9 der einander in Breitenrichtung der Grundplatte 5 paarweise gegenüberliegenden Klemmfedern 6 bilden zwischen sich jeweils eine Klemmstelle.
Das weiter oben erwähnte Lochbild der Durchgangsöffnungen 2 in der Leiterplatte 1 entspricht der Anordnung der Klemmfedern 6 im Bereich der vier Ecken der Grundplatte 5 des Klemmstücks 4. So kann von der Unterseite der Leiterplatte her das Kontaktstück 4 mit seinen Klemmfedern 6 durch die Durchgangsöffnungen 2 soweit hindurchgesteckt werden, bis die Grundplatte 5 des Kontaktstücks 4 an der Unterseite der Leiterplatte 1 anliegt und dort eine Leiterbahn kontaktiert, die in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. In der zusammengefügten Anordnung befinden sich die Unterenden 9.1 der Klemmschenkel 9 der Klemmfedern 6 mit Abstand oberhalb der Oberseite der Leiterplatte 1, so daß die Beweglichkeit der Klemmschenkel 9 nicht behindert ist.
An der Außenseite der von der Grundplatte 5 des Kontaktstücks 4 aufsteigenden Schenkel 7 ist jeweils eine federnde Zunge 10 nach außen hin ausgestellt. Je nachdem ob das freie Ende dieser Zunge 10 wie dargestellt nach oben hin oder in umgekehrter Richtung nach unten hin angeordnet ist, kann die Zunge entweder als Rastelement oder als Klemmelement fungieren.
In der an die Leiterplatte 1 angefügten Anordnung des Kontaktstücks 4 hintergreifen oder übergreifen die Zungen 10 an den Kontaktfedern 6 die Ränder der Durchgangsöffnungen 2 an der Oberseite der Leiterplatte 1.
Die zusammengefügte Anordnung von Leiterplatte 1 und Kontaktstück 4 zeigt 2. Die Leiterplatte 1 einschließlich dem Kontaktstück 4 ist in einem rohrförmigen Gehäuse 11 angeordnet, welches bei Überspannungsschutzgeräten bestimmter Bauart vorgesehen wird. So ist die Leiterplatte 1 mit Bauelementen eines derartigen Gerätes einschließlich einem Überspannungsableiter 12 versehen. Am einen Stirnende ist in das Gehäuse 11 ein Schirmkabel 13 eingeführt, welches unter einem Außenmantel einen koaxialen Kabelschirm 14 mit sich führt. Die jeweils paarweise einander gegenüber angeordneten Federzungen 6 des Kontaktstücks 4 bilden zwischen sich die Klemmstellen für den Kabelschirm 14, dementsprechend ist das Kabel 13 im Bereich dieser Klemmstellen bis zum Kabelschirm 14 hin abisoliert. Die weiteren elektrischen Leiter 15 des Kabels 13 sind an einer Reihenklemme 16 angeschlossen.
Der Abstand der paarweise einander gegenüber angeordneten Klemmfedern 6 des Kontaktstücks 4 ist so auf den Durchmesser des bis zum Kabelschirm 14 hin abisolierten Kabels 13 abgestimmt, daß die Klemmschenkel 9 der Klemmfedern 6 mit ausreichender mechanischer Klemmspannung den Kabelschirm 14 kontaktieren. Zu den Klemmstellen des Kontaktstücks 4 hin wird der bis zum Kabelschirm 14 hin abisolierte Teil des Kabels 13 in dessen radialer Richtung eingeschoben, wonach zugleich eine Sicherung des Kabelabschnitts mit dem freiliegenden Kabelschirm 14 an den Klemmstellen und der Grundplatte 5 des Kontaktstücks 4 an der Leiterplatte 1 erfolgt.
Dazu ist ein Kabelbinder 17 vorgesehen, der in üblicher Weise aus einem quergerippten Kunststoffstreifen besteht, der an seinem einen Ende eine Öse für das Durchstecken des anderen Endes aufweist. Die Verrippung des Streifens und eine entsprechende Gegenverzahnung in der Öse sind so aufeinander abgestellt, daß die Schlinge des Kabelbinders nur zugezogen, jedoch nicht mehr aufgeweitet werden kann. Der Kabelbinder 17 wird an der Oberseite der Leiterplatte zwischen den beiden Paaren der Klemmfedern 6 hindurch sowie über den Kabelabschnitt mit dem freiliegenden Kabelschirm 14 hinweggeführt. Die Aussparungen 3 an der Leiterplatte 1 liegen mit ihrer Verbindungslinie entsprechend mittig zwischen den Durchgangsöffnungen 2 der Leiterplatte 1, die jeweils für eines der Paare der Klemmfedern 6 am Kontaktstück 4 vorgesehen sind. Durch diese Aussparungen 3 ist der angebrachte Kabelbinder 17 hindurchgeführt und er untergreift an der Unterseite der Leiterplatte 1 die Grundplatte 5 des Kontaktstücks 4. Auf diese Weise werden zwei Sicherungsfunktionen erreicht. Zum einen ist der Kabelabschnitt mit dem freiliegenden Kabelschirm 14 an den beiden Klemmstellen zwischen den Klemmfedern 6 des Kontaktstücks 4 an der Oberseite der Leiterplatte 1 gesichert und zum anderen hält der Kabelbinder 17 die Grund-latte 5 des Kontaktstücks 4 fest an der Unterseite der Leiterplatte 1, um die dortige Leiterbahn zu kontaktieren. Mit dieser Leiterbahn, die im Falle eines Überspannungsschutzgerätes Erstpotential führt, steht über das Kontaktstück 4 der Kabelschirm 14 des angeschlossenen Kabels 13 in Kontakt.

Claims

Leiterplatte für die Aufnahme elektrischer und/oder elektronischer Bauteile (12) mit zumindest einer ein Ausgleichspotential führenden Leiterbahn und mit einem Anschluß für ein Schirmkabel (13) mit einer Vorrichtung zum Klemmen des Kabelschirms (14), die mit dieser Leiterbahn in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung für den Kabelschirm (14) aus einem Kontaktstück (4) mit einer metallenen Grundplatte (5) mit daran einseitig vorstehenden, voneinander beabstandeten Klemmfedern (6) besteht, daß die Leiterplatte (1) Durchgangsöffnungen (2) zum Durchstecken der Klemmfedern (6) des Kontaktstücks (4) und weitere Durchbrechungen oder Aussparungen (3) aufweist und daß ein Kabelbinder (17) vorgesehen ist, der in zusammengefügter Anordnung, bei der die Klemmfedern (6) durch die Durchgangsöffnungen (2) durchgesteckt sind und das Schirmkabel (13) bis hin zum Kabelschirm (14) abisoliert sowie an die Leiterplatte (1) elektrisch angeschlossen ist, durch die Durchbrechungen oder Aussparungen (3) der Leiterplatte (1) hindurchgeführt ist und den Abschnitt der Leiterplatte (1) zwischen den Durchbrechungen oder Aussparungen (3) einschließlich dem Kabel (13) sowie dem die Klemmfedern (6) kontaktierenden Kabelschirm (14) auf der ersten Seite der Leiterplatte (1) und einschließlich der die Leiterbahn auf der zweiten Seite der Leiterplatte (1) kontaktierenden, metallenen Grundplatte (5) fest umschlingt.
Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Grundplatte (5) des Kontaktstücks (4) einstückigen Klemmfedern (6) als Schenkelfedern ausgebildet sind und an ihrem von der Grundplatte (5) wegliegenden Oberende ein Biegegelenk (8) aufweisen, an welches ein zur Grundplatte (5) hin gerichteter Klemmschenkel (9) anschließt, wobei zumindest zwei der Klemmfedern (6) mit ihren Klemmschenkeln (9) einander zugekehrt an der Grundplatte (5) angeordnet sind.
Leiterplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei der Klemmfedern (6) an einander gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte (5) des Kontaktstücks (4) paarweise einander gegenüberstehend angeordnet sind und zwischen sich eine Klemmstelle bilden.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zusammengefügten Anordnung der Kabelbinder (17) zwischen zwei benachbarten Paaren der Klemmfedern (6) am Kontaktstück (4) hindurchgeführt ist.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß an den von der Grundplatte (5) des Kontaktstücks (4) weg aufsteigenden Schenkeln (7) der Klemmfedern (6) außenseitig elastische Zungen (10) zum Hintergreifen der Ränder der Durchgangsöffnungen (2) an der ersten Seite der Leiterplatte (1) vorgesehen sind.