DE102012019229A1

DE102012019229A1 - Leiterplattenkontaktierungssystem

Info

Publication number: DE102012019229A1
Application number: DE201210019229
Authority: DE
Inventors: Antje Skowranek; Andreas Wendt; Lars Wattenberg
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: DE102012019229B4

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Leiterplattenkontaktierungssystem mit einer Leiterplatte (1), einem Anschlusselement (2) zum Anschließen eines elektrischen Leiters und einem zumindest bereichsweise federelastisch ausgebildeten Kontaktelement (3) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem in dem Anschlusselement (2) angeschlossenen elektrischen Leiter und der Leiterplatte (1), wobei das Kontaktelement (3) mit einem ersten Kontaktbereich (4) in einen Anschlussraum (6) des Anschlusselementes (2) hineinragt und mit einem zweiten Kontaktbereich (5) in einem kontaktierenden Zustand an der Leiterplatte (1) anliegt, wobei der zweite Kontaktbereich (5) relativ zu dem ersten Kontaktbereich (4) bewegbar ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf Leiterplattenkontaktierungssystem zur lösbaren elektrischen Verbindung einer Leiterplatte mit einem oder mehreren elektrischen Leitern.
Ein Leiterplattenkontaktierungssystem ist beispielsweise aus der DE 102 54 091 A1 bekannt. Dieses weist ein Anschlusselement zum Anschließen des elektrischen Leiters und eine an dem Anschlusselement angeformte tulpenförmige Kontaktfeder auf. An der Leiterplatte ist ein Kontaktstift eingelötet, welcher zur Ausbildung einer Kontaktierung zwischen dem Leiter und der Leiterplatte in der Kontaktfeder geklemmt werden kann.
Ein derartiges Leiterplattenkontaktierungssystem ist aufwendig in der Herstellung, da zunächst ein Kontaktelement mit der Leiterplatte mittels einer Lötverbindung fest verbunden werden muss. Zudem ist eine sehr genaue Positionierung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktfeder notwendig, um eine Kontaktierung sicher ausbilden zu können, sodass der Toleranzbereich relativ gering ist und dadurch auch die Handhabung erschwert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Leiterplattenkontaktierungssystem zur Verfügung zu stellen, welches sich durch eine vereinfachte Handhabung und einen reduzierten Herstellungsaufwand auszeichnet.
Bei einem Leiterplattenkontaktierungssystem der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Leiterplattenkontaktierungssystem eine Leiterplatte, ein Anschlusselement zum Anschließen eines elektrischen Leiters und ein zumindest bereichsweise federelastisch ausgebildetes Kontaktelement zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem in dem Anschlusselement angeschlossenen elektrischen Leiter und der Leiterplatte aufweist, wobei das Kontaktelement mit einem ersten Kontaktbereich in einen Anschlussraum des Anschlusselementes hineinragt und mit einem zweiten Kontaktbereich in einem kontaktierenden Zustand an der Leiterplatte anliegt, wobei der zweite Kontaktbereich relativ zu dem ersten Kontaktbereich bewegbar ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Leiterplattenkontaktierungssystem gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktfeder und der aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktstift nunmehr durch ein einziges Kontaktelement ersetzt sind, wobei gemäß der Erfindung das Kontaktelement sowohl mit dem Anschlusselement als auch mit der Leiterplatte in Verbindung steht, um eine elektrische Kontaktierung auszubilden. Somit weist das erfindungsgemäße Leiterplattenkontaktierungssystem gegenüber den bekannten Systemen eine reduzierte Bauteilanzahl auf. Zur Ausbildung der elektrischen Kontaktierung weist das Kontaktelement, welches zumindest im Bereich des Anschlusselementes als Stromschiene dient, zwei Kontaktbereiche auf, wobei der erste Kontaktbereich zur Ausbildung einer Kontaktierung mit dem elektrischen Leiter und der zweite Kontaktbereich zur Ausbildung einer Kontaktierung mit der Leiterplatte dienen. Zur Ausbildung der elektrischen Kontaktierung mit dem elektrischen Leiter ragt das Kontaktelement mit seinem ersten Kontaktbereich in einen Anschlussraum des Kontaktelementes hinein, in welchen auch der zu kontaktierende elektrische Leiter eingeführt ist, sodass innerhalb des Anschlussraumes der elektrische Leiter unmittelbar mit dem Kontaktelement kontaktiert. Mit dem zweiten Kontaktbereich liegt das Kontaktelement an der Leiterplatte an, wobei durch das Anliegen an der Leiterplatte eine lösbare Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Leiterplatte ausgebildet ist. Bei der Ausbildung der Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und der Leiterplatte, d. h. bei der Überführung in einen kontaktierenden Zustand der Leiterplatte mit dem Kontaktelement, wird das Kontaktelement gegen die Leiterplatte, oder umgekehrt, gedrückt, sodass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Leiterplatte ausgebildet wird. Bei dem Aneinanderdrücken der Leiterplatte an das Kontaktelement wird das zumindest bereichsweise federelastische Kontaktelement, welches insbesondere zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich federelastisch ausgebildet ist, mit seinem zweiten Kontaktbereich relativ zu dem ersten Kontaktbereich bewegt, wodurch das Kontaktelement in seinem federelastisch ausgebildeten Bereich gespannt wird und durch die dabei wirkende Federkraft des Kontaktelementes der zweite Kontaktbereich gegen die Leiterplatte gepresst wird, wodurch eine sichere Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und der Leiterplatte ausgebildet werden kann. Da bei der Erfindung kein Kontaktstift passgenau in eine Kontaktfeder eingeführt werden muss, um die Kontaktierung zu realisieren, sondern das Kontaktelement an einem relativ großen Bereich entlang einer Seitenfläche der Leiterplatte kontaktieren kann, da das Kontaktelement flächig mit der Leiterplatte kontaktiert, sind hier keine engen Toleranzen zu beachten, wodurch die Handhabung bei der Ausbildung der Kontaktierung wesentlich vereinfacht werden kann. Bei der Ausbildung der Kontaktierung zwischen dem zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes und der Leiterplatte, indem das Kontaktelement durch Aufpressen der Leiterplatte gespannt wird, findet zusätzlich zu einer Bewegung des zweiten Kontaktbereiches des Kontaktelementes hin zu dem ersten Kontaktbereich des Kontaktelementes entgegen der Federkraft des Kontaktelementes eine Verschiebebewegung des zweiten Kontaktbereiches entlang der Oberfläche einer Seitenfläche der Leiterplatte statt. Durch die Verschiebebewegung des zweiten Kontaktbereiches entlang der Oberfläche der Leiterplatte wird die Leiterplatte an dem Bereich, wo die Leiterplatte unmittelbar mit dem zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes anliegt und kontaktiert, aufgrund der durch die Verschiebebewegung auftretenden Reibungskräfte von Schmutz und Verunreinigungen bzw. Ablagerungen gereinigt, wodurch die Kontaktierung zwischen der Leiterplatte und dem Kontaktelement weiter verbessert werden kann. Durch die spezielle Ausgestaltung des Kontaktelementes kann dadurch eine Art selbstreinigender Effekt der Leiterplatte und des zweiten Kontaktbereiches des Kontaktelementes erzielt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kontaktelement an seinem zweiten Kontaktbereich u-förmig gebogen ausgebildet. Das Kontaktelement kontaktiert vorzugsweise mit der Außenfläche der u-förmigen Biegung seines zweiten Kontaktbereiches mit der Leiterplatte, sodass ein Anliegen des Kontaktelementes an der Leiterplatte über die gesamte Breite des Kontaktelementes im Bereich des zweiten Kontaktbereiches erfolgen kann, wodurch ein Verkippen des Kontaktelementes relativ zu der Leiterplatte verhindert werden kann. Ist der zweite Kontaktbereich des Kontaktelementes u-förmig gebogen ausgebildet, kann ferner bei der Ausbildung der Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und der Leiterplatte das Kontaktelement auf der Leiterplatte in eine stabile Lage „abrollen”, wodurch im kontaktierenden Zustand eine besonders sichere, insbesondere verkippsichere, Positionierung des Kontaktelementes mit der Leiterplatte ausgebildet werden kann. Bei einer u-förmig gebogenen Ausbildung des zweiten Kontaktbereiches weist dieser zudem eine erhöhte Stabilität auf, wodurch auf das Kontaktelement erhöhte Kräfte bei einem Anpressen bzw. Andrücken der Leiterplatte auf das Kontaktelement aufgebracht werden können, wodurch wiederum eine sichere Anlage des Kontaktelementes an der Leiterplatte auch über einen längeren Zeitraum gewährleistet werden kann. Durch die u-förmige Biegung ist das Kontaktelement in dem zweiten Kontaktbereich vorzugsweise um einen Winkel von 180° gebogen ausgebildet.
Ferner weist das Kontaktelement zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich vorzugsweise einen u-förmig ausgebildeten Biegebereich auf. Durch diesen u-förmig ausgebildeten Biegebereich, in welchem das Kontaktelement federelastisch ausgebildet ist, weist das Kontaktelement eine gute Federwirkung auf, welche definiert einstellbar ist, wobei dies in Abhängigkeit der Größe des Biegeradius des Biegebereiches erfolgen kann. Vorzugsweise weist der u-förmig ausgebildete Biegebereich einen größeren Biegeradius auf als die u-förmig ausgebildete Biegung des zweiten Kontaktbereiches. Der u-förmige Biegebereich ermöglicht aufgrund seiner Flexibilität durch die federelastische Ausbildung einen größeren Toleranzbereich beim Zusammenführen der Leiterplatte und des Kontaktelementes bzw. den beiden Gehäusen, in welchen jeweils die Leiterplatte bzw. das Kontaktelement angeordnet sind, bei einer Vertikalbewegung der Leiterplatte in Richtung des Kontaktelementes. Der u-förmige Biegebereich wirkt somit so flexibel, dass größere Toleranzen in der vertikalen Richtung ausgeglichen werden können.
Um die Stabilität des Kontaktelementes im Bereich des Anschlusselementes zu erhöhen, ist das Kontaktelement an dem ersten Kontaktbereich bevorzugt mehrlagig ausgebildet. Zum Erreichen der mehrlagigen Ausbildung kann das Kontaktelement beispielsweise in dem ersten Kontaktbereich einmal oder mehrmals mit jeweils einer Biegung von 180° umgebogen ausgebildet sein, sodass zwei oder mehr als zwei Abschnitte des Kontaktelementes in diesem ersten Kontaktbereich unmittelbar aufeinander aufliegen und das Kontaktelement damit in seinem zweiten Kontaktbereich, wo das Kontaktelement mit dem angeschlossenen Leiter durch Andrücken des Leiters auf das Kontaktelement kontaktierend verbunden ist, eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, um eine definierte Anlagefläche für den angeschlossenen Leiter zur Verfügung zu stellen.
Das Anschlusselement und das Kontaktelement sind vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Kontaktelement mit seinem zweiten Kontaktbereich vorzugweise aus dem Gehäuse herausragt. Das Anschlusselement und das Kontaktelement sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, welches auch blockartig in Form eines Anschlussblocks ausgebildet sein kann und mehrere Paare von Anschlusselementen mit jeweils einem zugeordneten Kontaktelement aufnehmen kann. Die Leiterplatte ist vorzugsweise in einem zweiten, separat dazu ausgebildeten Gehäuse angeordnet, wobei bei der Ausbildung der Kontaktierung der Leiterplatte mit dem Kontaktelement das Gehäuse, in welchem das Anschlusselement und das Kontaktelement angeordnet sind, mit dem Gehäuse, in welchem die Leiterplatte angeordnet ist, zusammengefügt bzw. zusammengesetzt wird. Um bei einem derartigen Zusammenfügen der beiden Gehäuse auf eine möglichst einfache Art und Weise eine Kontaktierung zwischen der Leiterplatte und dem Kontaktelement zu realisieren, kann das Kontaktelement mit seinem zweiten Kontaktbereich aus dem Gehäuse herausragen, sodass bei einem Zusammenfügen der beiden Gehäuse die Leiterplatte automatisch bzw. zwangsweise auf den zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes drückt bzw. aufgepresst wird und damit die Kontaktierung realisiert wird, ohne dass hierfür zusätzliche Werkzeuge oder Betätigungselemente eingesetzt werden müssen. Beim Aufsetzen der Leiterplatte auf den zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes wird dann der zweite Kontaktbereich des Kontaktelementes von der Leiterplatte entgegen der Federkraft des Kontaktelementes in Richtung des Gehäuses, in welchem das Kontaktelement angeordnet ist, und damit in Richtung des ersten Kontaktbereiches des Kontaktelementes gedrückt. Hierbei ist aufgrund der speziellen Ausgestaltung des Kontaktelementes ein großer Verfahrweg der Leiterplatte vertikal in Richtung des Kontaktelementes möglich, wodurch große Toleranzen möglich sind.
Zur Fixierung des Kontaktelementes in dem Gehäuse kann das Kontaktelement einen Befestigungsbereich aufweisen, mittels welchem das Kontaktelement in dem Gehäuse gehalten ist. Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise an einem Ende des Kontaktelementes, gegenüberliegend zu dem zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes, angeordnet. Von dem zweiten Kontaktbereich des Kontaktelementes aus gesehen, ist somit der Befestigungsbereich über die Länge des Kontaktelementes vorzugsweise hinter dem ersten Kontaktbereich des Befestigungselementes ausgebildet. Der Befestigungsbereich ist vorzugsweise in einem rechten Winkel zu dem ersten Kontaktbereich des Kontaktelementes gebogen ausgebildet, sodass der Befestigungsbereich zusammen mit dem ersten Kontaktbereich dem Kontaktelement eine hohe Stabilität verleiht und dadurch der Biegebereich bzw. der federelastische Bereich des Kontaktelementes hiervon abgestützt wird. Der Befestigungsbereich weist vorzugsweise eine Verrastung auf, mittels welcher das Kontaktelement in dem Gehäuse verrastet werden kann.
Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse ein Anschlagelement zur Ausbildung einer definierten Führung des zweiten Kontaktbereichs des Kontaktelementes aufweist. Das Anschlagelement ist vorzugweise in Form eines Steges ausgebildet, an dessen freien Ende ein Übergangsbereich des Kontaktelementes, an welchem der zweite Kontaktbereich in den u-förmig ausgebildeten Biegebereich des Kontaktelementes übergeht, anliegt. Entlang der Längsseitenfläche des als Steg ausgebildeten Anschlagelementes liegt ein Bereich des Kontaktelementes, welcher gerade ausgebildet ist und in den zweiten Kontaktbereich mündet, vorzugsweise flächig an, sodass bei einer Bewegung des zweiten Kontaktbereiches relativ zu dem ersten Kontaktbereich das Kontaktelement entlang der Längsseitenfläche des Anschlagelementes definiert geführt wird und damit auch der Federweg des Kontaktelementes definiert ist und eine elastische Biegung des Kontaktelementes kontrolliert erfolgen kann. Ferner kann durch das Anschlagelement die Höhe des Herausragens des zweiten Kontaktbereiches aus dem Gehäuse bestimmt und definiert werden, sodass insbesondere bei der Anordnung von mehreren Kontaktelementen nebeneinander in einem als Anschlussblock ausgebildeten Gehäuse alle Kontaktelemente mit ihrem zweiten Kontaktbereich gleich weit aus dem Gehäuse herausragen. Das Anschlagelement ermöglicht, vorzugsweise zusätzlich zu dem Befestigungsbereich des Kontaktelementes, eine lagesichere Positionierung des Kontaktelementes in dem Gehäuse. Sind sowohl der Befestigungsbereich als auch das Anschlagelement vorgesehen, kann zudem das Kontaktelement mit einer Vorspannung in das Gehäuse eingesetzt bzw. montiert werden.
Um den notwendigen Bauraum des Leiterplattenkontaktierungssystems zu reduzieren, ist es weiter bevorzugt vorgesehen, dass das Anschlusselement und/oder das Kontaktelement zu der Leiterplatte geneigt angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei das Anschlusselement und das Kontaktelement mit ihren Längsachsen in einem Winkel < 90° zu der Ebene der Leiterplatte geneigt angeordnet. Durch die geneigte Anordnung kann ferner auch erreicht werden, dass das Kontaktelement bei Bedarf größer dimensioniert werden kann, ohne den notwendigen Bauraum wesentlich zu erhöhen. Durch eine größere Dimensionierung des Kontaktelementes kann ein Setzen des Kontaktelementes reduziert und Toleranzbereiche können verbessert werden.
Das Anschlusselement kann eine Schraubanschlussklemme, eine Federkraftanschlussklemme oder ein Crimpanschluss sein.
Ferner kann das Kontaktelement aus einer Kupfer-Legierung ausgebildet sein. Die Kupfer-Legierung kann beispielsweise Bronze sein. Vorzugsweise ist das Kontaktelement somit nicht aus einem Federstahl ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Leiterplattenkontaktierungssystems gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung eines Kontaktelementes eines Leiterplattenkontaktierungssystems gemäß der Erfindung, und
3 eine schematische Darstellung eines Leiterplattenkontaktierungssystems mit einem als Anschlussblock ausgebildeten Gehäuses gemäß der Erfindung.
1 zeigt ein Leiterplattenkontaktierungssystem gemäß der Erfindung mit einer Leiterplatte 1, einem Anschlusselement 2 zum Anschließen eines hier nicht gezeigten Leiters und einem Kontaktelement 3. Das Kontaktelement 3 erstreckt sich von dem Anschlusselement 2 bis hin zu der Leiterplatte 1. Das Anschlusselement 2 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform als eine Schraubanschlussklemme dargestellt.
Das Kontaktelement 3 ist aus einem gebogenen Bandmaterial ausgebildet, welches vorzugsweise aus einer Kupfer-Legierung ausgebildet ist. Das Kontaktelement 3 weist einen ersten Kontaktbereich 4 und einen zweiten Kontaktbereich 5 auf.
Mit dem ersten Kontaktbereich 4 ragt das Kontaktelement 3 in das Anschlusselement 2, insbesondere in den Anschlussraum 6 des Anschlusselementes 2, hinein, in welchen auch der anzuschließende Leiter eingeführt wird, sodass ein eingeführter Leiter in dem Anschlussraum 6 gegen den ersten Kontaktbereich 4 des Kontaktelementes 3 geklemmt werden kann. In dem ersten Kontaktbereich 4 ist das Kontaktelement 3 mehrlagig, hier zweilagig ausgebildet, indem das Kontaktelement 3 einmal um 180° gebogen ausgebildet ist und dadurch zwei Abschnitte des Kontaktelementes 3 unmittelbar aufeinander aufliegen. Das Kontaktelement 3 weist dadurch in dem ersten Kontaktbereich 4 eine hohe Steifigkeit und Stabilität auf, um eine sichere Kontaktierung mit dem in den Anschlussraum 6 eingeführten Leiter gewährleisten zu können.
Mit dem zweiten Kontaktbereich 5, welcher beabstandet zu dem ersten Kontaktbereich 4 entlang der Länge des Kontaktelementes 3 ausgebildet ist, liegt das Kontaktelement 3 an einer Oberfläche der Leiterplatte 1, hier einer Unterseite 7 der Leiterplatte 1, an, um mit der Leiterplatte 1 eine lösbare, elektrische Kontaktierung auszubilden. Das Leiterplattenkontaktierungssystem ist somit in 1 in einem kontaktierenden Zustand gezeigt. Der zweite Kontaktbereich 5 ist an einem Ende des Kontaktelementes 3 ausgebildet, wobei das Kontaktelement 3 an dem zweiten Kontaktbereich 5 u-förmig gebogen ausgebildet ist, sodass der zweite Kontaktbereich 5 im Bereich der u-förmigen Biegung an der Leiterplatte 1 anliegt bzw. gegen die Leiterplatte 1 gedrückt wird.
Zwischen dem ersten Kontaktbereich 4 und dem zweiten Kontaktbereich 5 weist das Kontaktelement 3 ferner einen u-förmig ausgebildeten Biegebereich 8 auf, in welchem das Kontaktelement 3 federelastisch ausgebildet ist. Der Biegeradius des u-förmigen Biegebereichs 8 ist größer als der Biegeradius des u-förmig ausgebildeten zweiten Kontaktbereichs 5 ausgebildet. Der u-förmig ausgebildete Biegebereich 8 ist in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zu der u-förmig ausgebildeten Biegung des zweiten Kontaktbereichs 4 ausgebildet, wobei die Ausbiegung des u-förmig ausgebildeten Biegebereichs 8 von dem Anschlusselement 2 weggerichtet ausgebildet ist. Jedoch ist der Biegebereich 8 auf der gleichen Höhe wie das Anschlusselement 2 angeordnet, wobei der zweite Kontaktbereich 5 über das Anschlusselement 2 hinausragt und somit seitlich versetzt zu dem Anschlusselement 2, oberhalb des Anschlusselementes 2 positioniert ist.
An dem dem zweiten Kontaktbereich 5 gegenüberliegenden Ende des Kontaktelementes 3 weist das Kontaktelement 3 einen Befestigungsbereich 9 auf. Der Befestigungsbereich 9 weist eine Verrastung 10 auf, mittels welcher das Kontaktelement 3 in einem Gehäuse 11 des Leiterplattenkontaktierungssystems fixiert werden kann. In dem Gehäuse 11 ist auch das Anschlusselement 2 angeordnet. Der Befestigungsbereich 9 ist von dem zweiten Kontaktbereich 5 aus gesehen hinter dem ersten Kontaktbereich 4 an dem Kontaktelement 3 ausgebildet, wobei der Bereich des Kontaktelementes 3, welcher den Befestigungsbereich 9 ausbildet, in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zu dem ersten Kontaktbereich 4 abgewinkelt ausgebildet ist.
Zusätzlich zu dem Befestigungsbereich 9 ist das Kontaktelement 3 über ein Anschlagelement 12 in dem Gehäuse 11 gehalten. Das Anschlagelement 12 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgebildet. Das Anschlagelement 12 ist in Form eines Steges ausgebildet, an dessen freien Ende 13 ein Übergangsbereich 14 des Kontaktelementes 3, an welchem der zweite Kontaktbereich 5 in den u-förmig ausgebildeten Biegebereich 8 des Kontaktelementes 3 übergeht, anliegt. Der Übergangsbereich 14 des Kontaktelementes 3 weist eine 90°-Biegung auf. Entlang der Längsseitenfläche 15 des als Steg ausgebildeten Anschlagelementes 12 liegt ein Bereich 22 des Kontaktelementes 3, welcher gerade ausgebildet ist und in den zweiten Kontaktbereich 5 mündet, vorzugsweise flächig an, sodass bei einer Bewegung des zweiten Kontaktbereiches 5 relativ zu dem ersten Kontaktbereich 4 das Kontaktelement 3 entlang der Längsseitenfläche 15 des Anschlagelementes 12 definiert geführt wird und damit auch eine elastische Biegung des Kontaktelementes 3 über den Biegebereich 8 kontrolliert erfolgen kann.
Das Kontaktelement 3 ist somit über die Verrastung 10 des Biegebereiches 9 des Kontaktelementes 3 und über das Anschlagelement 12 in dem Gehäuse 11 fixiert. Der Biegebereich 8 des Kontaktelementes 3 weist vorzugsweise keine Anlagefläche mit dem Gehäuse 11 auf.
Zur Ausbildung einer Kontaktierung der Leiterplatte 1 mit dem zweiten Kontaktbereich 5 des Kontaktelementes 3 wird die Leiterplatte 1 durch eine Vertikalbewegung der Leiterplatte 1 in Richtung des Pfeils 26 mit ihrer Unterseite 7 auf den zweiten Kontaktbereich 5 des Kontaktelementes 3 gedrückt bzw. gepresst, welcher aus dem Gehäuse 11 herausragt. Aufgrund der zumindest teilweise federelastischen Ausbildung des Kontaktelementes 3 wird der zweite Kontaktbereich 5 dabei in Richtung des Pfeils 16 nach unten, in Richtung des Gehäuses 11 und in Richtung des ersten Kontaktbereiches 4 des Kontaktelementes 3 bewegt. Gleichzeitig erfolgt eine Bewegung des zweiten Kontaktbereiches 5 in Richtung des Pfeils 17 parallel zu der Ebene der Leiterplatte 1, sodass das Kontaktelement 3 mit dem zweiten Kontaktbereich 5 entlang der Oberfläche der Leiterplatte 1 verschoben wird und es dadurch zu einer Reibung zwischen dem zweiten Kontaktbereich 5 und der Leiterplatte 1 kommt, wodurch Ablagerungen und Verunreinigungen von der Oberfläche der Leiterplatte 1 und auch von dem zweiten Kontaktbereich 5 des Kontaktelementes 3 automatisch durch eine Art Selbstreinigung entfernt werden, sodass eine sichere Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement 2 und der Leiterplatte 1 gewährleistet werden kann. Der Kraftweg des Kontaktelementes 3 ist mit dem Pfeil 27 angedeutet, wobei der Kraftweg entlang der Längsachse 19 des Kontaktelementes 3 verläuft.
Die Längsverschiebung des zweiten Kontaktbereiches 5 des Kontaktelementes 3 entlang des Pfeils 17 erfolgt unter anderem auch dadurch bei Ausbildung der Kontaktierung zwischen der Leiterplatte 1 und dem Kontaktelement 3, dass das Kontaktelement 3 und auch das Anschlusselement 2 geneigt zu der Leiterplatte 1 angeordnet sind. Geneigt bedeutet hierbei, dass das Anschlusselement 2 und das Kontaktelement 3 mit ihren Längsachsen 18, 19 jeweils in einem Winkel < 90° zu der Ebene 20 der Leiterplatte 1 angeordnet sind.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kontaktelementes 3, wobei hierbei erkennbar ist, dass dieses aus einem einstückigen Bandmaterial ausgebildet ist. Das Kontaktelement 3 ist unterteilbar, von oben nach unten gesehen, in einen zweiten Kontaktbereich 5, welcher über einen gerade ausgebildeten Bereich 22 und einen daran anschließenden um 90° gebogenen Übergangsbereich 14 in einen u-förmig ausgebildeten Biegebereich 8 übergeht. An den Biegebereich 8 schließt sich der erste Kontaktbereich 4 an und an den ersten Kontaktbereich 4 schließt sich der Befestigungsbereich 9 an, welcher in einem 90°-Winkel zu dem ersten Kontaktbereich 4 abgewinkelt ausgebildet ist und sowohl von dem Biegebereich 8 als auch dem zweiten Kontaktbereich 5 weggerichtet ist.
Der zweite Kontaktbereich 5 weist an einem Ende, welches auch ein Ende des Kontaktelementes 3 darstellt, von den Seitenkanten des Bandmaterials nach außen ragende Nasen 21 auf, mittels welchen die Breite des Bandmaterials des Kontaktelementes 3 in diesem Bereich gegenüber dem Rest des zweiten Kontaktbereiches 5 vergrößert ist. Mittels den nach außen ragenden Nasen 21 kann das Kontaktelement 3 mit seinem zweiten Kontaktbereich 5 in eine Führung des Gehäuses 11 eingreifen.
Der zweite Kontaktbereich 5 und der daran anschließende gerade Bereich 22 des Kontaktelementes 3 weisen eine größere Breite auf als der daran anschließende Übergangsbereich 14 und Biegebereich 8, da der Übergangsbereich 14 und der Biegebereich 8 federelastisch ausgebildet sind und damit eine geringere Steifigkeit aufweisen, als die übrigen Bereiche des Kontaktelementes 3.
Der erste Kontaktbereich 4 ist wiederum breiter ausgebildet als der Biegebereich 8 und der Übergangsbereich 14, wobei der erste Kontaktbereich 4 beispielsweise die gleiche Breite aufweisen kann wie der zweite Kontaktbereich 5.
Der Befestigungsbereich 9 weist wiederum eine größere Breite auf als der erste Kontaktbereich 4, wobei auch am Befestigungsbereich 9 von den Seitenkanten des Bandmaterials nach außen ragende Nasen 23 ausgebildet sind, welche die Verrastung 10 ausbilden, mit der der Befestigungsbereich 9 des Kontaktelementes 3 in dem Gehäuse 11 durch Einhaken befestigt werden kann.
In 3 ist das Gehäuse 11 des Leiterplattenkontaktierungssystems gezeigt, welches hier in Form eines Anschlussblocks ausgebildet ist, in welchem eine Vielzahl von Anschlusselementen 1 und Kontaktelementen 3 nebeneinander angeordnet sind, um mit einer, hier nicht gezeigten, Leiterplatte 1 eine Kontaktierung auszubilden. Das Gehäuse 11 weist mehrere Leitereinführöffnungen 24 auf, über welche jeweils ein elektrischer Leiter in einen Anschlussraum 6 eines Anschlusselementes 2 eingeführt und dort gegen den ersten Kontaktbereich 4 eines Kontaktelementes 3 geklemmt werden kann. Ferner weist das Gehäuse 11 mehrere Öffnungen 25 auf, über welche jeweils ein zweiter Kontaktbereich 5 eines Kontaktelementes 3 aus dem Gehäuse 11 herausragen kann, sodass zur Ausbildung eines kontaktierenden Zustandes eine Leiterplatte 1 durch Auflegen und Aufdrücken auf die zweiten Kontaktbereiche 5 der Kontaktelemente 3 mit den Kontaktelementen 3 und damit mit den in die Anschlusselemente 2 eingeführten Leiter kontaktieren kann.
Bezugszeichenliste

1: Leiterplatte
2: Anschlusselement
3: Kontaktelement
4: Erster Kontaktbereich
5: Zweiter Kontaktbereich
6: Aufnahmeraum
7: Unterseite
8: Biegebereich
9: Befestigungsbereich
10: Verrastung
11: Gehäuse
12: Anschlagelement
13: Freies Ende
14: Übergangsbereich
15: Längsseitenfläche
16: Pfeil
17: Pfeil
18: Längsachse Anschlusselement
19: Längsachse Kontaktelement
20: Ebene Leiterplatte
21: Nase
22: Gerader Bereich
23: Nase
24: Leitereinführungsöffnung
25: Öffnung
26: Pfeil
27: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10254091 A1 [0002]

Claims

Leiterplattenkontaktierungssystem, mit einer Leiterplatte (1), einem Anschlusselement (2) zum Anschließen eines elektrischen Leiters, und einem zumindest bereichsweise federelastisch ausgebildeten Kontaktelement (3) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem in dem Anschlusselement (2) angeschlossenen elektrischen Leiter und der Leiterplatte (1), wobei das Kontaktelement (3) mit einem ersten Kontaktbereich (4) in einen Anschlussraum (6) des Anschlusselementes (2) hineinragt und mit einem zweiten Kontaktbereich (5) in einem kontaktierenden Zustand an der Leiterplatte (1) anliegt, wobei der zweite Kontaktbereich (5) relativ zu dem ersten Kontaktbereich (4) bewegbar ist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) an seinem zweiten Kontaktbereich (5) u-förmig gebogen ausgebildet ist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) zwischen dem ersten Kontaktbereich (4) und dem zweiten Kontaktbereich (5) einen u-förmig ausgebildeten Biegebereich (8) aufweist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) an dem ersten Kontaktbereich (4) mehrlagig ausgebildet ist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (2) und das Kontaktelement (3) in einem Gehäuse (11) angeordnet sind, wobei das Kontaktelement (3) mit seinem zweiten Kontaktbereich (5) aus dem Gehäuse (11) herausragt.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) einen Befestigungsbereich (9) aufweist, mittels welchem das Kontaktelement (3) in dem Gehäuse (11) gehalten ist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) ein Anschlagelement (12) zur Ausbildung einer definierten Führung des zweiten Kontaktbereichs (5) des Kontaktelementes (3) aufweist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (2) und/oder das Kontaktelement (3) zu der Leiterplatte (1) geneigt angeordnet sind.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1) eine Schraubanschlussklemme, eine Federkraftanschlussklemme oder ein Crimpanschluss ist.
Leiterplattenkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) aus einer Kupfer-Legierung ausgebildet ist.