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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Klammerverbinder zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Leiterbahnen zweier elektrischer Leitungsstücke.
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Die elektrische Kontaktierung von Leiterbahnen elektrischer Leitungsstücke, beispielsweise elektrischer Verbindungskabeln, kann beispielsweise unter Verwendung von Anschlussklemmen oder Lötverbindungen realisiert werden. Im Falle der Anschlussklemmen sind jedoch hohe Klemmkräfte notwendig, um eine Zugsicherung der elektrischen Leitungsstücke zu gewährleisten. Bei Lötverbindungen ist stets eine Zugentlastung vorzusehen, weil Lötverbindungen im Allgemeinen nicht gegen Zugkräfte gesichert sind.
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Zur elektrischen Kontaktierung von isolierten Leiterbahnen müssen diese zunächst abisoliert werden. Handelt es sich bei den elektrischen Leiterbahnen um Leiterbahnen eines LED-Bandes, welche LED-Leuchtelemente kontaktieren, so ist die Abisolierung der im Allgemeinen flachen Leiterbahnen nicht einfach und mit einer gewissen Gefahr einer Beschädigung einer Leiterbahn behaftet.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizienteres Verbindungskonzept zur Verbindung von elektrischen Leitungsstücken zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe mittels eines elektrischen Klammerverbinders gelöst werden kann. Durch die Klammerung der elektrischen Leitungsstücke werden diese in einem Arbeitsschritt miteinander elektrisch verbunden. Durch die Klammerverbindung wird gleichzeitig eine Zugentlastung der elektrischen Kontakte geschaffen, weil der elektrische Klammerverbinder etwaige Zugkräfte aufnehmen kann. Ferner ist eine Abisolierung der gegebenenfalls isolierten elektrischen Leitungsstücke nicht mehr notwendig, da der elektrische Klammerverbinder mit den als Dorne wirkenden abgewinkelten Abschnitten sowohl die Isolationsschichten als auch die elektrischen Leitungsstücke durchbrechen kann.
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Die Abmessungen des Klammerverbinders können so gewählt werden, dass die beispielsweise verzinnten Leiterbahnen, beispielsweise Lötpads, der elektrischen Leitungsstücke, von den leitfähigen Dornen, welche als abgewinkelte Enden des Klammerverbinders geformt seit können, durchdrungen werden. Der Klammerverbinder kann beispielsweise aus verkupfertem Stahl geformt sein.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen elektrischen Klammerverbinder zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Leiterbahnen elektrischer Leitungsstücke mit einem ersten leitfähigen Dorn, welcher durch eine erste elektrische Leiterbahn eines ersten elektrischen Leitungsstücks treibbar ist, einem zweiten leitfähigen Dorn, welcher durch eine zweite elektrische Leiterbahn eines zweiten elektrischen Leitungsstücks treibbar ist, einem leitfähigen Steg, welcher den ersten leitfähigen Dorn und den zweiten leitfähigen Dorn elektrisch verbindet, wobei der erste leitfähige Dorn und der zweite leitfähige Dorn zum Herstellen einer Klammerverbindung umbiegbar sind.
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Die Leiterbahnen können mittels einer Isolationsschicht isoliert sein. Die Leitungsstücke können jedoch auch als flexible Leiterbahn ohne Isolierung ausgeführt sein.
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Die leitfähigen Dorne sind vorgesehen, die Leiterbahnen, beispielsweise über die Durchbruchsränder, elektrisch zu kontaktieren. Der leitfähige Steg, welcher die beiden leitfähigen Dorne verbindet, kann jeweils beispielsweise auf einer Leiterbahn oder Isolationsschicht aufliegen und sorgt neben einer elektrischen Verbindung der beiden leitfähigen Dorne auch für eine Zugentlastung. Die leitfähigen Dorne können beispielsweise in Richtung der Rückseiten der Leitungsstücke gebogen werden, wodurch eine weitere Zugfestigkeit erreicht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform sind der erste leitfähige Dorn und der zweite leitfähige Dorn jeweils an einer Übergangsstelle zum leitfähigen Steg biegbar, oder der jeweilige Dorn weist eine Biegestelle auf. Die Übergangsstelle zum leitfähigen Steg kann beispielsweise an der Stelle sein, an der die leitfähigen Dorne in den leitfähigen Steg übergehen. Die leitfähigen Dorne können jedoch auch selbst jeweils eine Biegestelle aufweisen, d. h. die leitfähigen Dorne können an sich biegbar sein, um eine Klammerung gewährleisten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Klammerverbinder einstückig gebildet. Hierbei können der leitfähige Steg und die leitfähigen Dorne aus einem Stück, beispielsweise aus einem leitfähigen Metallstreifen, hergestellt sein. Die leitfähigen Dorne können als abgewinkelte Enden des Klammerverbinders geformt sein. Der Klammerverbinder kann jedoch mehrstückig geformt sein.
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Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die leitfähigen Dorne innerhalb eines Toleranzbereichs rechtwinklig von dem leitfähigen Steg. Der Toleranzbereich beträgt beispielsweise ±1%, ±2%, ±3%, ±5% oder ±10%.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die leitfähigen Dorne und der leitfähige Steg denselben Querschnitt auf. Der Querschnitt kann beispielsweise mehreckig, beispielsweise viereckig oder dreieckig, rechteckförmig oder oval oder kreisrund sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die leitfähigen Dorne stumpfe oder spitz zulaufende Enden auf, Die Enden der leitfähigen Dorne können beispielsweise in Richtung deren Mittelachse verjüngend verlaufen oder jeweils eine Schnittkante umfassen. Dadurch wird ermöglicht, dass die leitfähigen Dorne das jeweilige Leitungsstück bei Anpressdruck durchbrechen können.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der elektrische Klammerverbinder zumindest eine Längsrippe zum Eindringen in die jeweilige Isolationsschicht und/oder zum Kontaktieren der jeweiligen Leiterbahn auf. Die Längsrippe kann beispielsweise ein T-Profil des Klammerverbinders bewirken. Die Längsrippe kann beispielsweise eine Schneidekante aufweisen, wodurch ein Eindringen der Längsrippe in die jeweilige Isolierschicht bzw. die jeweilige Leiterbahn, ermöglicht wird. Dadurch kann der Klammerverbinder noch sicherer befestigt werden. Darüber hinaus kann die Längsrippe gemäß einer Ausführungsform zur elektrischen Kontaktierung der Leiterbahnen beitragen. Hierzu kann die Längsrippe beispielsweise die jeweils gegebenenfalls vorhandene Isolierschicht im Bereich der Längsrippe durchtrennen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Klammerverbinder mehrere parallele Längsrippen aufweisen, welche stumpf sein können oder welche ebenfalls Schneidekanten aufweisen können.
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Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise im Verbindungsbereich des Klammerverbinders eine Verstärkungsplatte, insbesondere eine U-förmige Verstärkungsplatte, vorgesehen. Die Verstärkungsplatte kann eine längliche Ausdehnung aufweisen und an der Unterseite des jeweiligen elektrischen Leitungsstücks angeordnet sein. Hierdurch wird die Klammerverbindung gegen Bewegungen und insbesondere vor mechanischen Belastungen geschützt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Verstärkungsplatte mit fließfähigem Kunststoff versehen, wobei der fließfähige Kunststoff zum Schutz von Schnittkanten der elektrischen Leitungsstücke vor Feuchtigkeit vorgesehen ist. Der fließfähige Kunststoff kann beispielsweise Silicon umfassen und die Schnittkanten der elektrischen Leitungsstücke propfartig umschließen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine LED-Streifenanordnung mit einem ersten Leitungsstück, das eine erste isolierte Leiterbahn aufweist, und mit einem zweiten Leitungsstück, das eine zweite isolierte Leiterbahn aufweist, wobei die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn mittels des Klammerverbinders elektrisch leitfähig verbunden sind. Die Leiterbahnen können jeweils mittels einer Isolationsschicht isoliert oder frei von Isolationsschichten und dadurch unisoliert sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Leiterbahnen elektrischer Leitungsstücke unter Verwendung des Klammerverbinders, mit Treiben des ersten leitfähigen Dorns durch eine erste elektrische Leiterbahn eines ersten elektrischen Leitungsstücks, Treiben des zweiten leitfähigen Dorns durch eine zweite elektrische Leiterbahn eines zweiten elektrischen Leitungsstücks, und Umbiegen des ersten leitfähigen Dornes und des zweiten leitfähigen Dornes zur Rückseite des jeweiligen elektrischen Leitungsstücks hin, um eine Klammerverbindung herzustellen. Die Leiterbahnen können jeweils mittels einer Isolationsschicht isoliert oder isolationsfrei sein.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erzeugen von Durchbrüchen in den elektrischen Leiterbahnen vor dem Schritt des Treibens der leitfähigen Dorne durch die elektrischen Leiterbahnen, oder das Erzeugen von Durchbrüchen in den elektrischen Leiterbahnen im Schritt des Treibens der leitfähigen Dorne durch die elektrischen Leiterbahnen.
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Gemäß einer Ausführungsform werden durch das Verfahren weitere elektrische Leiterbahnen weiterer elektrischer Leitungsstücke elektrisch leitend mittels eines weiteren Klammerverbinders, insbesondere gleichzeitig oder nacheinander, verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Isolierens der Klammerverbindung oder der Stirnseiten der elektrischen Leitungsstücke gegen Feuchtigkeit mit einem fließfähigen Kunststoff. Der fließfähige Kunststoff kann beispielsweise Silicon umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Isolierens der Klammerverbindung oder der Stirnseiten der elektrischen Leitungsstücke gegen Feuchtigkeit mit einem fließfähigen Kunststoff.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verbindungsbereich mit einem Schrumpfschlauch überzogen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Klammerverbinderwerkzeug, das ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von elektrischen Leiterbahnen elektrischer Leitungsstücke unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klammerverbinders durchzuführen. Das Klammerverbinderwerkzeug kann beispielsweise eine Aufnahme für die elektrischen Leitungsstücke, eine Positioniereinrichtung zum Positionieren des Klammerverbinders sowie einen Anpresshebel zum Anpressen des Klammerverbinders gegen das jeweilige elektrische Leitungsstück aufweisen, um die leitfähigen Dorne durch die jeweilige Leiterbahn zu treiben und um die Klammerverbindung herzustellen.
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Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine LED-Streifenanordnung gemäß einer Ausführungsform;
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2 einen Klammerverbinder gemäß einer Ausführungsform; und
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3 eine Klammerverbindung unter Verwendung des Klammerverbinders aus 1.
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Die in 1 dargestellte LED-Streifenanordnung umfasst ein erstes Leitungsstück 101 mit einer Leiterbahn 103, die isoliert bzw. isolationsfrei sein kann. Die LED-Streifenanordnung umfasst ferner ein zweites Leitungsstück 105 mit einer isolierten Leiterbahn 107. Die Leitungsstücke 101 und 103 können beispielsweise LED-Streifen mit LEDs 108, 109 sein.
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Die isolierten Leiterbahnen 103 und 107 können beispielsweise Anschlussflächen bzw. Anschlusspads oder Lötpads sein, welche mittels des Klammerverbinders 111 miteinander elektrisch verbunden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform oder optional können die elektrischen Leitungsstücke 101 und 105 weitere Leiterbahnen 113 und 115 aufweisen, welche beispielsweise in der Gestalt von Anschlussflächen geformt sind und isoliert bzw. isolationsfrei sein können. Die weiteren Leiterbahnen 113 und 115 sind mittels eines weiteren Klammerverbinders 117 elektrisch miteinander verbunden.
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Die Leiterbahnen 103 und 113 können beispielsweise vorgesehen sein, die LED 108 über die Leitungen 119 und 121 elektrisch zu kontaktieren. Über die Leitungsstücke 119 und 121 können darüber hinaus optionale, weitere LEDs des ersten Leitungsstücks 101 kontaktiert werden.
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Die elektrischen Leiterbahnen 107 und 115 des zweiten elektrischen Leitungsstücks 105 können ebenfalls über elektrische Leitungen 123, 125 die LED 109 oder weitere LEDs des zweiten Leitungsstücks 105 kontaktieren.
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2 zeigt eine Seitenansicht eines Klammerverbinders 200 gemäß einer Ausführungsform. Der Klammerverbinder umfasst einen leitfähigen Steg 201, welcher einen ersten leitfähigen Dorn 203 und einen zweiten leitfähigen Dorn 205 elektrisch verbindet. Die leitfähigen Dorne 203 und 205 erstrecken sich innerhalb des vorgenannten Toleranzbereichs beispielsweise rechtwinklig von dem leitfähigen Steg 201 und sind entweder stumpf oder spitz zulaufend oder sie weisen jeweils eine Schnittkante auf. Durch Ausüben eines Anpressdrucks auf den leitfähigen Steg 201 können die leitfähigen Dorne 203, 205 durch elektrische Leitungsstücke, insbesondere durch Leiterbahnen elektrischer Leitungsstücke, getrieben werden, um die elektrischen Leitungsstücke miteinander elektrisch und mechanisch zu verbinden.
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3 zeigt den Klammerverbinder 200, welcher jeweils elektrische Leiterbahnen 301, 303 elektrischer Leitungsstücke 302, 304 kontaktiert. Die elektrischen Leiterbahnen 301, 303 können isoliert oder isolationsfrei sein. Die elektrischen Leiterbahnen 301, 303 sind beispielsweise auf flexiblen Leiterbahnträgen 305, 307 angeordnet. Die flexiblen Leiterbahnträge 305, 307 können optional rückseitig angeordnete weitere elektrische Leiterbahnen 309, 311 aufweisen, welche isoliert oder isolationsfrei sein können.
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Wie in 3 dargestellt, durchbrechen die leitfähigen Dorne 205, 207 die elektrischen Leiterbahnen 301, 303 sowie die flexiblen Leiterbahnträger 305 und 307 und ggf. die optionalen elektrischen Leiterbahnen 309, 311. Die Biegeabschnitte 313 und 315 der leitfähigen Dorne 203 und 205 sind beispielsweise in Richtung der Rückseiten der elektrischen Leitungsstücke 302, 304 gebogen und liegen beispielsweise auf den weiteren elektrischen Leiterbahnen 309, 311 bzw. auf den Rückseiten der flexiblen Leiterbahnträger 305 und 307 oder auf diese bedeckenden Isolationsschichten auf. Dadurch werden gleichzeitig eine elektrische Verbindung sowie eine effiziente Zugentlastung der resultierenden elektrischen Verbindung gewährleistet.
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Der leitfähige Steg 201 und/oder die leitfähigen Dorne 203, 205 sind gemäß einer Ausführungsform mit zumindest einer Längsrippe versehen, welche eine Schneidrippe sein kann und vorgesehen ist, in die jeweilige Isolationsschicht zumindest teilweise einzudringen oder diese zum Herstellen einer weiteren elektrischen Kontaktfläche zu durchschneiden. Der Klammerverbinder kann somit ein Formprofil, beispielsweise ein T-Profil, aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- erstes Leitungsstück
- 103
- Leiterbahn
- 105
- zweites Leitungsstück
- 107
- Leiterbahn
- 108
- LED
- 109
- LED
- 111
- Klammerverbinder
- 113
- Leiterbahn
- 115
- Leiterbahn
- 119
- elektrische Leitung
- 121
- elektrische Leitung
- 123
- elektrische Leitung
- 125
- elektrische Leitung
- 200
- Klammerverbinder
- 201
- leitfähiger Steg
- 203
- erster leitfähiger Dorn
- 205
- zweiter leitfähiger Dorn
- 301
- elektrische Leiterbahn
- 302
- elektrisches Leitungsstück
- 303
- elektrische Leiterbahn
- 304
- elektrisches Leitungsstück
- 305
- flexibler Leiterbahnträger
- 307
- flexibler Leiterbahnträger
- 309
- elektrische Leiterbahn
- 311
- elektrische Leiterbahn
- 313
- Biegeabschnitt
- 315
- Biegeabschnitt
