DE102013111649B4

DE102013111649B4 - Einzelelement-Draht/Platte-Verbinder

Info

Publication number: DE102013111649B4
Application number: DE102013111649.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Bishop
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp Fountain I Us
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: GB2510020B; CN103811885B; DE102013111649A1; US8721376B1; US9166325B2; HK1196031A1; GB2510020A; CN103811885A; CN105490047B; CN105490047A; HK1222043A1; GB201319036D0; US20140120783A1; US20140242854A1

Abstract

Ein elektrischer Einzelelement-Verbinder enthält ein einzelnes leitfähiges Kontaktelement, das zu einem Käfigaufbau mit einem Drahteinführungsende und einem Drahtkontaktende entlang einer Längs-Mittelachse des Verbinders ausgebildet ist. Der Käfigaufbau definiert eine obere Aufnahmefläche mit einer Flächengröße, die sich zum Aufsetzen einer Saugdüse einer Unterdruck-Übergabevorrichtung eignet, sowie ein Paar Kontaktzinken, die zur Mittelachse hin vorgespannt sind, um einen Kontaktklemmpunkt für einen freiliegenden Kern eines in den Verbinder gesteckten Drahtes zu definieren. Eine Kontaktfläche ist durch ein Element des Käfigaufbaus für den elektrischen paarenden Kontakt mit einem entsprechenden Kontaktelement auf einem Bauteil definiert, an dem der Verbinder montiert wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektrischer Verbinder und im Besonderen einen Typ von Verbinder, der verwendet wird, um einen isolierten Draht mit einem Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte, zu verbinden.
Hintergrund
Verschiedene Arten von Verbindern sind in der Technik bekannt, um Verbindungen zwischen einem isolierten Draht und einer beliebigen Art von elektronischem Bauteil herzustellen. Diese Verbinder sind typisch als Buchsen, Stecker und Stiftleisten in einem breiten Bereich von Größen, Teilungen und Metallisierungsoptionen erhältlich. Viele dieser herkömmlichen Verbinder werden als Schneidklemmverbinder (IDC) bezeichnet, da sie ein oder mehrere Kontaktelemente enthalten, die einen Satz Schneiden oder Backen enthalten, die in einem Ein-Schritt-Vorgang durch die Isolation um den Draht schneiden und elektrischen Kontakt mit dem leitfähigen Kern herstellen und damit die Notwendigkeit des Abisolierens und Crimpens oder anderer Drahtvorbereitung beseitigen. Schneidklemmverbinder werden weitgehend in der Telekommunikationsindustrie eingesetzt und finden immer breitere Verwendung bei Leiterplatten-Anwendungen.
Es wurden verschiedene Ansätze unternommen, Schneidklemmverbinder ebenso für Anwendungen der Oberflächenmontagetechnik zu gestalten. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent US 7 320 616 B1 einen speziell für Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte gestalteten Schneidklemmverbinder. Die Verbinderbaugruppe weist mindestens ein Kontaktelement mit einem durchstechenden, schneidenden oder schlitzenden Ende auf, das gleitend innerhalb eines Hauptkörpers angeordnet ist, und einem Montageende, das sich von dem Hauptkörper erstreckt und unter Verwendung herkömmlicher SMT-Verfahren an einer Leiterplatte angebracht wird. Ein isolierter Leiter, wie etwa ein Draht, Kabel und/oder Band, wird in einen Kanal im Hauptkörper eingesetzt, ohne durch das durchstoßende Ende des Kontakts durchstoßen zu werden. Wenn ein Benutzer den oberen Teil des Hauptkörpers herunterdrückt, gleitet der Kontakt in den Kanal und durchstößt den isolierten Leiter. Der obere Teil des Hauptkörpers sieht auch eine Fläche für eine Unterdruck-Aufnahmedüse in einem automatisierten Bestückungsverfahren vor.
AVX Corporation aus South Carolina, USA, bietet eine Reihe von Niederprofil-Draht/Platte-Schneidklemmverbindern an (Reihe 9175–9177), die in SMT-Technik (Oberflächenmontage) auf einer Leiterplatte bestückt werden, bevor Drähte mit Hilfe eines Hand-Werkzeugs in Kontaktschlitze eingesetzt werden. Dieser Vorgang schneidet die Drahtisolierung auf und ermöglicht, dass die leitfähigen Drahtkerne eine sichere leitfähige Verbindung mit dem Verbinder bilden.
In der DE 10 2010 014 143 A1 ist eine Betätigungseinrichtung für eine elektrische Anschlussklemme offenbart, wobei die elektrische Anschlussklemme einen in einem Isolierstoffgehäuse angeordneten Kontaktrahmen mit einem Leiterklemmanschluss für einen elektrischen Leiter umfasst und die Betätigungseinrichtung ein als Drücker ausgebildetes Betätigungselement umfasst. Das Betätigungselement ist einstückig mit dem Isolierstoffgehäuse verbunden, und wobei der Leiterklemmanschluss am Kontaktrahmen durch mindestens ein Federelement gebildet wird, dessen freies Ende eine gegen den elektrischen Leiter gerichtete und mit einer Klemmkraft beaufschlagten Klemmkante bildet. Des Weiteren kann der Leiterklemmanschluss durch ein Einwirken des Drückers auf das mindestens eine Federelement geöffnet werden, indem durch den Drücker eine Kraft entgegen der Klemmkraft auf das Federelement aufgebracht wird. Dabei besteht der Drücker aus einem Drückerarm, wobei der Drückerarm mit seinem einem Ende an das Isolierstoffgehäuse angebunden ist und wobei sich der Drückerarm entlang mindestens eines Teilabschnitts von zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Oberflächen des Isolierstoffgehäuses erstreckt.
Die DE 10 2010 014 144 A1 zeigt eine elektrische Klemme für den Klemmanschluss mindestens eines elektrischen Leiters mit einem in einem Isolierstoffgehäuse aufgenommenen Kontaktrahmen, der aus einem flachen Metallmaterial ausgestanzt und in Art eines Kanals mit zumindest zwei Seitenwänden und einem Kontaktboden umgeformt ist, wobei der Kontaktrahmen zur Bildung eines Leiterklemmanschlusses an jeder Seitenwand jeweils eine Blattfeder in Art einer aus dem flachen Metallteil ausgestanzten Zunge aufweist. Die Zunge ist aus der Ebene des flachen Metallteils herausgebogen, derart, dass das freie Ende der Blattfeder eine gegen den elektrischen Leiter gerichtete Klemmkante bildet und mit einem in Richtung einer durch die Klemmkante gebildeten Klemmstelle sich verjüngenden zumindest abschnittsweise trichterförmigen Leitereinführungsbereich, wobei sich der Leitereinführungsbereich in Leitereinsteckrichtung an eine Leitereinführungsöffnung im Isolierstoffgehäuse anschließt. Der zumindest abschnittweise trichterförmige Leitereinführungsbereich ist umfangsseitig zumindest nahezu geschlossen und wird gemeinsam aus dem Kontaktrahmen und zumindest bereichsweise durch das Isolierstoffgehäuse gebildet.
Die DE 10 2011 015 968 A1 offenbart ein Kontaktelement für eine elektrische Anschlussklemme zum Anschluss mindestens eines elektrischen Leiters, wobei das Kontaktelement aus einem flachem Metallmaterial ausgestanzt ist mit einem Kontaktboden und zumindest einer vom Kontaktboden entlang einer Biegelinie abgestellten Seitenwand versehen ist. Dabei ist zur Bildung eines Leiterklemmanschlusses aus dem flachen Metallteil der Seitenwand eine Blattfeder in der Art einer Zunge freigestanzt und aus der Ebene des flachen Metallteils herausgebogen, derart, dass das freie Ende der Blattfeder eine gegen den elektrischen Leiter gerichtete Klemmkante bildet und dass zwischen dem Kontaktboden und der Blattfeder ein Spalt gebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Bereich einer das Ende des Spaltes bildenden Spaltwurzel eine die Breite des Spaltes verringernde Prägung vorgesehen ist.
Die DE 197 35 835 A1 offenbart eine Konstruktion einer Klemme in Art eines Tunnels mit einem symmetrischen Aufbau der im Tunneleingang und gegebenenfalls auch im Tunnelausgang liegenden Leiterklemmanschlüssen, die jeweils durch spiegelsymmetrisch aus den Tunnelseitenwänden freigestanzte Blattfedern gebildet sind.
Die US 4 299 436 A zeigt eine Kontaktbuchse, die aus einem einzigen Stück Metall ausgebildet ist. Die Kontaktbuchse umfasst ein gegenüberliegendes Paar Kontaktzungen, die derart angeordnet sind, dass eine Überlastung der Kontaktzungen bei einen Einstecken oder Abziehen eines Kontaktpins verhindert ist.
Die UU 3 363 224 A zeigt eine Kontaktbuchse mit einem länglichen Gehäuse, einem ersten und einem zweiten Trägerabschnitt an entgegengesetzten Enden des besagten Gehäuses, einem nach innen von entgegengesetzten Seiten des Gehäuses ragenden Paar Federelementen, die an einem Ende des Gehäuses angeordnet sind. Das Paar Federelemente kann ferner einen eingeschobenen Draht halten.
Die DE 198 38 008 A1 offenbart eine elektrische Anschlussklemme, die eine Kastenfeder aufweist, aus deren Wandung zumindest ein federnder Klemmschenkel freigeschnitten ist, der in das Kasteninnere hinein zu einem gegenüberliegenden Widerlager hin eingebogen ist und der ein freies Klemmende hat, zwischen dem und dem Widerlager ein elektrischer Leiter einspannbar ist. In der Kastenfeder ist ein zum Klemmende des Klemmschenkels hin verschiebliches Betätigungsteil angeordnet, das ein vorstehendes Drückerende aufweist. Beim Eindrücken schiebt sich das Betätigungsteil mit seinem Innenende als Keil zwischen das Widerlager und den Klemmschenkel, wodurch ein eingespannter Leiter freigegeben wird. Um die Anzahl der Teile dieser Klemme und deren Baugröße zu verringern, hat das Betätigungsteil einen Durchlasskanal für die Durchführung des Leiters, der sich von der Leitereinführöffnung am Drückerende bis zu einer Leiteraustrittsöffnung am Innenende des Betätigungsteils erstreckt.
Die US 6 080 008 A offenbart einen elektrischen Steckklemm-Anschluss. Der Anschluss weist einen Körper und eine Vielzahl an dem Körper angeordnete Arme auf, wobei die Arme freie Enden aufweisen. Die Arme sind derart angeordnet, dass die freien Enden der Arme einen Draht dazwischen aufnehmen können, wobei ein Abstand zwischen den freien Enden der Arme geringfügig kleiner als der Durchmesser des Drahtes ist.
Die US 3 937 553 A zeigt einen elektrischen Anschlussverbinder zum Einstecken oder zum Festklemmen in einer montierten Position auf einer Leiterplatte, so dass der Anschlussverbinder sicher festgehalten ist, wobei der Anschlussverbinder ausgebildet ist, um eine Vielzahl an elektrischen Leitungen aufzunehmen. Der Anschlussverbinder weist dazu Zinken oder Führungen auf, um die elektrischen Leitungen sicher in dem Anschlussverbinder einzuklemmen.
Die US 7 357 651 B2 zeigt eine einpolige Buchse, die einen Befestigungsbasisabschnitt aufweist, in dem ein Anschlusseinführungsloch ausgebildet ist, in welche eine Steckeranschlussklemme eingeführt werden kann. Die Buchse weist ferner einen Abschnitt auf, der sich nach außen von einem Montagebasisabschnitt erstreckt. Außerdem umfasst die Buchse einen Anschlusskontaktabschnitt, der sich von einem Umfangsrand des Befestigungsbasisabschnitts in einer Richtung senkrecht zu einem Plattenabschnitt erstreckt, um so in der Lage zu sein, einen Steckeranschluss einzuklemmen.
Draht/Platte-Schneidklemmverbinder sind jedoch nicht für alle Anwendungen geeignet, bei denen erwünscht ist, einen oder mehrere Drähte an ein Bauteil anzuschließen. Zum Beispiel sind die Schneidklemmverbinder in den oben zitierten Bezugsdokumenten insofern relativ kompliziert, als sie vielfache Teile erfordern, die bezüglich einander beweglich sind. Ein isolierender Hauptteil ist ein von dem Kontaktelement getrennter Bestandteil, und der gesamte oder ein Teil des Hauptteils muss bezüglich der Kontakte beweglich oder verschiebbar sein, um die endgültige Verbindung mit den Drähten herzustellen, nachdem Enden der Kontakte in Durchgangslöcher in der Leiterplatte gesteckt oder auf der Leiterplatte oberflächenmontiert wurden. Der isolierende Hauptteil herkömmlicher Schneidklemmverbinder kann auch wertvollen Platz (Fläche) auf der Leiterplatte einnehmen. In dieser Hinsicht sind Schneidklemmverbinder relativ komplex, groß und können in bestimmten Anwendungen zu kostenintensiv sein.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen elektrischen Einzelelement-Verbinder zu schaffen, der einfach hergestellt und in dem ein Draht einfach und sicher fixiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Alternative zu Draht/Platte-Schneidklemmverbindern, die robust, zuverlässig und einfach konstruiert ist.
Zusammenfassung
Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, oder sie sind aus der Beschreibung offensichtlich, oder sie können aus der Anwendung der Erfindung ersehen werden.
Gemäß Aspekten der Erfindung wird ein elektrischer Verbinder geschaffen, der besonders gut zum Anschließen mindestens eines isolierten Drahts mit leitfähigem Kern an ein elektrisches Bauteil, wie etwa eine Leiterplatte, geeignet ist. Es sollte einzusehen sein, dass Verbinder gemäß der Erfindung nicht auf die Verwendung mit Platten beschränkt sind, sondern in jeder Anwendung eingesetzt werden können, in der eine sichere elektrische Verbindung zwischen Drähten und einer beliebigen anderen Art von Bauteil erwünscht ist. Die Verbinder werden hier nur zu veranschaulichenden Zwecken bei der Verwendung zum Verbinden von Drähten mit Leiterplatten beschrieben.
Gemäß Aspekten der Erfindung ist der Verbinder ein Einzelelement-Verbinder, da er aus einem einzigen leitfähigen Kontaktelement ausgebildet ist und keinen isolierenden Hauptteil und kein Formteil enthält. Der Verbinder ist insbesondere für ein Bestückungsverfahren geeignet, bei dem eine Unterdruck-Übergabevorrichtung den Verbinder zur anschließenden Oberflächenmontage auf eine Leiterplatte setzt, wie es Fachleute verstehen. Die Verbinder sind jedoch nicht auf diese Bestückungstechnik beschränkt.
Eine Ausführungsform eines elektrischen Einzelelement-Verbinders gemäß Aspekten der Erfindung enthält ein einzelnes leitfähiges Kontaktelement, das zu einem Käfigaufbau ausgebildet ist, wobei dieser Käfigaufbau ein Drahteinführungsende und ein Drahtkontaktende definiert, die entlang einer Längs-Mittelachse des Verbinders angeordnet sind. Das besagte Kontaktelement ist als Einzelelement aus einem Metallmaterial ausgebildet. Der Käfigaufbau enthält einen Wandaufbau am Einführungsende, der eine Einlassöffnung für einen Draht am Einführungsende definiert. Zum Beispiel kann der Wandaufbau in einer Ausführungsform eine Vielzahl von Wänden enthalten, die zu einem kastenartigen Aufbau am Einführungsende ausgebildet sind, wobei eine der Wände eine obere Aufnahmefläche mit einer Flächengröße definiert, die zum Aufsetzen einer Saugdüse einer Unterdruck-Übergabevorrichtung geeignet ist. Die Vielzahl an Wänden umfassen eine obere Wand, eine untere Wand und Seitenwände, die zu einem kastenartigen Aufbau am Einführungsende des Verbinders gebogen sind. Die obere Wand weist einen zum Einführungsende gegenüberliegenden vorderen Teil auf, wobei der vordere Teil zur besagten Längs-Mittelachse abgewinkelt ist, so dass eine obere Drahtführung definiert ist. Der Käfigaufbau enthält weiter nachgeordnet dem Wandaufbau am Einführungsende in einer Einführungsrichtung des Drahtes in den Verbinder ein Paar zur Mittelachse des Verbinders hin vorgespannter Kontaktzinken, wobei die Kontaktzinken einen Kontaktklemmpunkt für einen freiliegenden Kern des Drahtes definieren. Ein Bestandteil des Käfigaufbaus definiert eine Kontaktfläche für den elektrischen paarenden Kontakt mit einem entsprechenden Kontaktelement oder einer Anschlussfläche auf dem Bauteil, an dem der Verbinder montiert wird, wie etwa einer Leiterplatte.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Verbinder aus einem einzigen gestanzten Metallblech ausgebildet, das zu dem Käfigaufbau gebogen oder anderweitig ausgebildet ist. Einschnitte, Reliefs und dergleichen in beliebiger Anzahl und Gestaltung können in dem Metallblech ausgebildet sein, um das Biegen oder anderweitige Formen des Metallblechs zu dem Käfigaufbau mit den hier beschriebenen Merkmalen zu erleichtern.
Wie erwähnt, enthält der Käfigaufbau in einer bestimmten Ausführungsform eine Vielzahl von Wänden, die zu einem kastenartigen Aufbau mit einer oberen Wand, einer unteren Wand und Seitenwänden am Einführungsende des Verbinders gebogen sind, wobei die obere Wand die Aufnahmefläche definiert. In dieser Ausführungsform kann die obere Wand eine umgebogene Erweiterung einer der Seitenwände sein, die sich zur gegenüberliegenden Seitenwand erstreckt.
Die obere und die untere Wand können in einer Ausführungsform allgemein parallel liegen, wobei eine oder beide der oberen und der unteren Wand einen vorderen Teil enthalten, der zur Mittelachse des Verbinders abgewinkelt ist, um eine obere Drahtführung (obere Wand) und/oder untere Drahtführung (untere Wand) definieren.
Die Kontaktzinken können durch den Käfigaufbau unterschiedlich gestaltet sein. In einer bestimmten Ausführungsform sind die Kontaktzinken vordere Teile der Seitenwände, die am Drahtkontaktende des Verbinders zur Mittelachse hin abgewinkelt sind. Die Zinken können Entriegelungslaschen enthalten, die sich von einem vordersten Bereich der Kontaktzinken erstrecken, wobei die Entriegelungslaschen zum Koppeln durch ein Werkzeug zum Trennen der Kontaktzinken gestaltet sind, um einen in den Verbinder gesteckten Draht zu entfernen. Diese Entriegelungslaschen können sich allgemein parallel zur Mittelachse erstrecken.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Käfigaufbau eine Drahtende-Anschlagwand enthalten, die vor den Kontaktzinken in einer Einführungsrichtung eines Drahtes in den Verbinder definiert ist, wobei diese Wand die äußerste Endposition des leitfähigen Kerns des Drahtes in dem Verbinder definiert. Die Anschlagwand kann durch den Käfigaufbau unterschiedlich gestaltet sein. Zum Beispiel kann sich in einer Ausführungsform die untere Wand unterhalb der Kontaktzinken erstrecken, wobei die Anschlagwand durch einen vorderen Teil der unteren Wand definiert ist, der nach oben zur Mittelachse hin gebogen ist.
Wie erwähnt, ist der Verbinder in seiner Montagetechnik nicht auf eine Leiterplatte oder ein anderes Bauteil beschränkt. In einer Ausführungsform ist die Kontaktfläche so durch einen Teil der unteren Wand des Käfigaufbaus definiert, dass der Verbinder an eine Kontaktfläche auf einer Leiterplatte oberflächenmontierbar ist, wobei die Mittelachse allgemein parallel zur Leiterplatte liegt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Verbinder für eine Anordnung in Durchsteckmontage oder Montage auf der Oberseite gedacht sein, bei der sich der Verbinder allgemein senkrecht zur Leiterplatte erstreckt. In dieser Anordnung kann die Kontaktfläche durch Kontaktfüße definiert sein, die sich allgemein quer von den Wänden (untere. obere Wand oder Seitenwände) erstrecken.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine beliebige Art elektrischer Bauteilebaugruppe, die das oben eingeführte und nachstehend genau beschriebene einzigartige Verbinderelement enthält, um einen oder mehrere Drähte elektrisch an ein elektrisches Bauteil anzuschließen. Zum Beispiel kann die Bauteilebaugruppe eine Leiterplatte in elektrisch gepaartem Kontakt über den elektrischen Verbinder mit einem oder mehreren leitfähigen Drähten enthalten.
Besondere Ausführungsformen der einzigartigen Schneidklemmverbinder sind nachstehend genauer mit Bezug auf die in der Zeichnung veranschaulichten Beispiele beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Verbinders gemäß Aspekten der Erfindung.
2 ist eine seitliche aufgeschnittene Ansicht, die das Verbinder-Ausführungsbeispiel von 1 zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbinders von oben und vom Einführungsende her gemäß Aspekten der Erfindung.
4 ist eine perspektivische Seitenansicht des Verbinder-Ausführungsbeispiels von 3.
5 ist eine Draufsicht des Verbinder-Ausführungsbeispiels von 3.
6 ist eine Seitenansicht des Verbinder-Ausführungsbeispiels von 3.
7 ist eine Endansicht des Verbinder-Ausführungsbeispiels von 3.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Verbinders gemäß Aspekten der Erfindung.
Genaue Beschreibung
Nun wird auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Figuren dargestellt sind. Die Ausführungsbeispiele sind als Erläuterung der Erfindung vorgesehen und nicht als Einschränkung der Erfindung gemeint. Zum Beispiel können als Teil eines Ausführungsbeispiels dargestellte oder beschriebene Merkmale bei einer anderen Ausführungsform benutzt werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu ergeben. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung diese und andere Änderungen und Abwandlungen einschließt, wie sie in den Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung fallen.
Beispielhafte Ausführungsformen eines elektrischen Verbinders 10 gemäß Aspekten der Erfindung sind in den 1 bis 8 veranschaulicht. Der elektrische Verbinder 10 ist zum Verbinden des leitfähigen Kerns eines isolierten Drahtes mit einer beliebigen Art von elektrischem Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte, gestaltet. Zur einfacheren Erläuterung und Veranschaulichung erfolgt hier die Darstellung und Bezugnahme auf den Verbinder 10 im Zusammenhang mit dem Anschließen von Drähten an eine Leiterplatte. Außerdem ist der Verbinder 10 in den Figuren als „Einweg”-Verbinder dargestellt, indem er nur eine einzige Drahtposition enthält. Es sollte eingesehen werden, dass der Verbinder 10 nicht durch die Anzahl von Drahtpositionen beschränkt ist und Mehrweg-Ausführungsformen im Umfang und Geist der Erfindung in Betracht gezogen sind. Zum Beispiel umfasst die Erfindung außer dem dargestellten Einweg-Verbinder Ausführungsformen, in denen der Käfigaufbau zu einem Zweiweg- oder einem Dreiweg-Verbinder ausgebildet ist.
Mit Bezug auf die Figuren im Allgemeinen ist eine Ausführungsform 10 aus einem elektrischen Einzelelement-Verbinder gemäß Aspekten der Erfindung dargestellt. Der Verbinder 10 eignet sich insbesondere zum Verbinden eines Drahtes 12 mit einer beliebigen Art von elektrischem Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte. Der Draht 12 kann ein Draht mit verlitztem oder massivem Kern sein, bei dem ein Kern 14 von Isolationsmaterial 16 umgeben ist. Vor dem Einsetzen des Drahtes 12 in den Verbinder 10 wird ein dem Ende des Drahtes 12 benachbarter Abschnitt des Isolationsmaterials 16 von dem Kern 14 abgezogen, wie insbesondere in den 1 und 2 dargestellt.
Wie oben erwähnt, ist der Verbinder 10 ein „Einzelelement”-Verbinder, da er aus einem einzigen leitfähigen Kontaktelement 18 ausgebildet ist. Dieses Element 18 kann aus einem beliebigen leitfähigen Metallmaterial bestehen, das eine Dicke und andere physikalische Kenngrößen aufweist, die geeignet sind, um die Form des Verbinders 10 beim Montagevorgang sowie in der Betriebsumgebung des elektrischen Bauteils beizubehalten, an dem der Verbinder 10 montiert ist.
Das einzelne leitfähige Element 18 ist zu einem käfigartigen Aufbau ausgebildet, der allgemein als Element 20 in 1 dargestellt ist. Der Käfigaufbau 20 enthält ein Drahteinführungsende 22, das eine Einlassöffnung 28 zum Einstecken des Drahtes 12 mit leitfähigem Kern in den Verbinder 10 definiert. Der Käfigaufbau 20 definiert auch ein Drahtkontaktende 24 (1), das das Ende des Käfigaufbaus ist, an dem das Kontaktelement 18 Kontakt mit dem freiliegenden leitfähigen Kern 14 des Drahtes 12 herstellt. Das Einführungsende 22 und das Drahtkontaktende 24 sind entlang einer Längs-Mittelachse 26 des Verbinders 10 ausgerichtet, wie in den 1 und 2 dargestellt.
In der dargestellten Ausführungsform enthält der Käfigaufbau 20 einen Wandaufbau 30, der im Wesentlichen den Draht 12 umgibt. Der Wandaufbau 30 kann Wände in einer beliebigen Anzahl und Gestaltung enthalten, wie etwa eine kreisrunde Wand, halbkreisförmige Wandbestandteile und so weiter. Zumindest ein Teil des Wandaufbaus 30 definiert eine obere Aufnahmefläche 32. Diese Fläche 32 weist eine Flächengröße auf, die sich zum Aufsetzen einer Saugdüse einer Unterdruck-Übergabevorrichtung eignet, sodass der Verbinder 10 in einem herkömmlichen Bestückungsvorgang zu einem elektrischen Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte, gefördert werden kann, wie Fachleute verstehen. In einer wünschenswerten Ausführungsform werden die Verbinder 10 in Form eines Gurtes angeliefert, der bei dem Bestückungsvorgang einer herkömmlichen Unterdruck-Übergabevorrichtung zugeführt wird.
Der Käfigaufbau 20 enthält nachgeordnet dem Wandaufbau 30 in der Einführungsrichtung des Drahtes 12 in den Verbinder 10 weiter ein Paar Kontaktzinken 34, die zur Mittelachse 26 des Verbinders 10 hin vorgespannt sind. Diese Kontaktzinken 34 sind durch Abschnitte oder Ausschnitte des Einzel-Kontaktelements 18 definiert und definieren einen Kontakt-Klemmpunkt 36 (3) zum Kontaktieren des freiliegenden Kerns 14 des Drahtes 12. Der Klemmpunkt 36 dient auch als Einspannpunkt, um unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes 12 aus dem Verbinder 10 zu verhindern.
Der Verbinder 10 enthält eine Kontaktfläche 38, die durch ein beliebiges Element oder einen beliebigen Abschnitt des Käfigaufbaus 20 definiert sein kann. Die Kontaktfläche 38 ist für den elektrischen paarenden Kontakt mit einem entsprechenden Kontaktelement auf dem elektronischen Bauteil vorgesehen. Zum Beispiel kann die Kontaktfläche 38 durch einen beliebigen Abschnitt des unteren Bereichs oder der unteren Wand des Käfigaufbaus 30 definiert sein, der sich mit einer entsprechenden Kontaktfläche auf der Leiterplatte paart, wobei der Verbinder 10 direkt auf der Kontaktfläche der Leiterplatte oberflächenmontiert werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Verbinder 10, insbesondere das Kontaktelement 18, aus einem einzigen Metallblechmaterial ausgebildet, das zu dem Käfigaufbau 30 gebogen oder anderweitig ausgebildet ist. Beliebige Arten von Einschnitten, Reliefs oder anderen Strukturen können in das Einzel-Kontaktelement 18 geschnitten oder gestanzt sein, um das Ausbilden des Kontaktelements 18 zu der Gesamtgestaltung des Verbinders 10 wie hier beschrieben zu erleichtern.
In der dargestellten Ausführungsform enthält der Wandaufbau 30 eine Vielzahl von Wänden, die zu einem kastenartigen Aufbau 40 mit einer oberen Wand 42, einer unteren Wand 44 und gegenüberliegenden Seitenwänden 46 gebogen sind. Die obere Wand 42 definiert die oben beschriebene Aufnahmefläche 32. Es sollte auch einzusehen sein, dass ebenso eine beliebige der anderen Wände die Aufnahmefläche 32 definieren kann. Der kastenartige Aufbau 40 kann auf verschiedene Weisen durch die Wände definiert sein. Zum Beispiel sind in der dargestellten Ausführungsform die Seitenwände 46 Bestandteile, die bezüglich der unteren Wand 44 nach oben gebogen sind, während die obere Wand 42 durch eine Erweiterung einer der Seitenwände 46 definiert ist, die zur gegenüberliegenden Seitenwand 46 hin gebogen ist.
Bestimmte Ausführungsformen des Verbinders 10 können auch Führungsflächen innerhalb des Käfigaufbaus 20 enthalten, die dazu dienen, physischen Kontakt mit dem Draht 12 herzustellen und ihn innerhalb des Aufbaus 20 auszurichten. In der dargestellten Ausführungsform ist zum Beispiel eine obere Drahtführung 48 durch einen abgewinkelten Teil der oberen Wand 42 definiert. Diese obere Drahtführung 48 ist von der allgemein parallelen oberen Wand (parallel zur unteren Wand 44) zur Mittelachse 26 hin abgewinkelt, wie insbesondere in den 2 und 3 dargestellt. Ähnlich kann die untere Wand 44, die parallel zur oberen Wand 42 liegen kann, einen vorderen Teil aufweisen, der zur Mittelachse 26 hin abgewinkelt ist, um eine untere Drahtführung 50 zu definieren, wie insbesondere in den 2, 6 und 7 zu sehen.
Wie erwähnt, können die Kontaktzinken 34 im Käfigaufbau 20 unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform sind die Zinken 30 durch vordere Teile jeder der Seitenwände 46 definiert, die zur Mittelachse 26 hin zum Klemmpunkt 36 gebogen oder abgewinkelt sind. Auf diese Weise sind die Zinken 34 zueinander (und zur Mittelachse 26 hin) vorgespannt. Die Zinken 34 trennen sich und koppeln sich mit dem leitfähigen Kern 14 des Drahtes, wenn der Draht durch die Zinken 34 eingesteckt wird.
Insbesondere mit Bezug auf die 3 und 5 kann es in bestimmten Ausführungsformen erwünscht sein, dass eine Entriegelungslasche 52 enthalten ist, die an jedem der Kontaktzinken 34 allgemein vor dem Klemmpunkt 36 definiert ist. Diese Entriegelungslaschen 52 sehen eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Zinken 34 vor, um bei Bedarf die Zinken 34 zum Entfernen des Drahtes 12 zu öffnen. Die Entriegelungslaschen 52 können unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform sind die Entriegelungslaschen 52 durch sich allgemein nach vorn erstreckende Laschen definiert, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 26 stehen, wenn der Draht 12 aus dem Verbinder 10 entfernt ist, wie insbesondere in 5 dargestellt.
In bestimmten Ausführungsformen, wie sie in den Figuren dargestellt sind, kann es auch erwünscht sein, dass eine Draht-Anschlagwand 54 am Ende des Drahtkontaktendes 24 des Käfigaufbaus 20 enthalten ist. Diese Kontaktwand 54 sieht eine Fläche vor, gegen die der leitfähige Kern 14 des Drahtes 12 in der vollständig eingesteckten Position des Drahtes 12 stößt, wie in 2 dargestellt. Die Kontaktwand 54 kann unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kontaktwand 54 aus einem nach oben gebogenen Teil der unteren Wand 44 gebildet. Die Wand 54 kann weiter eine Lippe oder einen Überhang 58 enthalten, der sich zurück zum Klemmpunkt 36 der Kontaktzinken 34 hin erstreckt. Dieser Überhang 58 kann dazu dienen, unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes 12 in einer vertikalen Richtung bezüglich des Verbinders 10 zu verhindern.
Wie erwähnt, kann die Kontaktfläche 38 durch einen beliebigen Teil der unteren Wand 44 (oder einer beliebigen anderen Wand) definiert sein, die zu einer zu paarenden Kontaktfläche auf einer Leiterplatte ausgerichtet ist. In dieser Ausführungsform ist der Verbinder 10 für herkömmliche Oberflächenmontageverfahren besonders geeignet.
In einer alternativen, in 8 dargestellten Ausführungsform kann der Verbinder 10 für eine Durchsteckverbindung gestaltet sein, wobei sich der Verbinder durch ein Loch in einer Leiterplatte erstreckt. Kontaktfüße 56 sind zum Paaren mit einer Kontaktfläche auf beiden Seiten des Durchgangslochs in der Leiterplatte vorgesehen. Ähnlich können die Kontaktfüße 56 zur Oberflächenmontage des Verbinders 10 auf einer Leiterplatte dienen, wobei der Verbinder 10 eine relativ vertikale (d. h. senkrechte) Ausrichtung bezüglich der Leiterplatte einnimmt. In der in 8 dargestellten Ausführungsform sind die Kontaktfüße 56 durch nach außen gebogene Teile jeder Seitenwand 46 definiert. In einer alternativen Ausführungsform können die Kontaktfüße 56 auch durch nach außen gebogene Teile der unteren Wand 44 und der oberen Wand 42 definiert sein.

Claims

Elektrischer Einzelelement-Verbinder (10), gestaltet zum Verbinden von Drähten (12) mit Bauteilen, wobei der besagte Verbinder (10) umfasst: ein einzelnes leitfähiges Kontaktelement (18), das zu einem Käfigaufbau (20) mit einem Drahteinführungsende (22) und einem Drahtkontaktende (24) entlang einer Längs-Mittelachse (26) des besagten Verbinders (10) ausgebildet ist, wobei das besagte Kontaktelement (18) als Einzelelement aus einem Metallmaterial ausgebildet ist; wobei der besagte Käfigaufbau (20) einen Wandaufbau an dem besagten Einführungsende (22) umfasst, der eine Einlassöffnung (28) für einen Draht (12) definiert, wobei besagter Käfigaufbau (20) eine Vielzahl von Wänden (42, 44, 46) umfasst, die zu einem kastenartigen Aufbau (40) mit einer oberen Wand (42), einer unteren Wand (44) und Seitenwänden (46) am Einführungsende (22) des Verbinders (10) gebogen sind; wobei die obere Wand (42) einen zum Einführungsende (22) gegenüberliegenden vorderen Teil aufweist, der zur besagten Längs-Mittelachse (26) abgewinkelt ist, so dass eine obere Drahtführung (48) definiert ist; wobei der besagte Wandaufbau eine obere Aufnahmefläche zum Aufsetzen einer Saugdüse einer Unterdruck-Übergabevorrichtung definiert; wobei der besagte Käfigaufbau (20) weiter nachgeordnet dem besagten Wandaufbau (30) in einer Einführungsrichtung des Drahtes (12) in den besagten Verbinder (10) ein Paar zur besagten Mittelachse (26) hin vorgespannter Kontaktzinken (34) enthält, wobei die besagten Kontaktzinken (34) einen Kontaktklemmpunkt (36) für einen freiliegenden Kern (14) des Drahtes (12) definieren; und eine Kontaktfläche (38), die durch ein Element des besagten Käfigaufbaus (20) definiert ist, für den elektrischen paarenden Kontakt mit einem entsprechenden Kontaktelement auf dem Bauteil.
Verbinder nach Anspruch 1, wobei der besagte Verbinder (10) aus einem einzigen geschnittenen oder gestanzten Metallblech ausgebildet ist, das zu dem besagten Käfigaufbau (20) gebogen ist.
Verbinder nach Anspruch 2, wobei die besagte obere Wand (42) die besagte obere Aufnahmefläche (32) definiert.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagte obere Wand (42) eine umgebogene Erweiterung einer der besagten Seitenwände (46) ist und sich zu der gegenüberliegenden besagten Seitenwand (46) erstreckt.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagte obere Wand (42) allgemein parallel zu der besagten unteren Wand (44) liegt.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagte untere Wand (44) allgemein parallel zu der besagten oberen Wand (42) liegt und weiter einen vorderen Teil enthält, der zu der besagten Mittelachse (26) hin abgewinkelt ist, um eine untere Drahtführung (50) zu definieren.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagten Kontaktzinken (34) vordere Teile der besagten Seitenwände (46) sind, die zur besagten Mittelachse (26) hin abgewinkelt sind.
Verbinder nach Anspruch 7, weiter umfassend Entriegelungslaschen (52), die sich von einem vordersten Bereich der besagten Kontaktzinken (34) erstrecken, wobei die besagten Entriegelungslaschen (52) zum Koppeln durch ein Werkzeug zum Trennen der besagten Kontaktzinken (34) gestaltet sind, um einen in den besagten Verbinder (10) gesteckten Draht (12) zu entfernen.
Verbinder nach Anspruch 8, wobei sich die besagten Entriegelungslaschen (52) allgemein parallel zur besagten Mittelachse (26) erstrecken.
Verbinder nach Anspruch 2, wobei der besagte Käfigaufbau (20) weiter eine Drahtende-Anschlagwand (54) enthält, die vor den besagten Kontaktzinken (34) in einer Einführungsrichtung eines Drahtes (12) in den besagten Verbinder (10) definiert ist.
Verbinder nach Anspruch 10, wobei sich die besagte untere Wand (44) unterhalb der besagten Kontaktzinken (34) erstreckt, wobei die besagte Anschlagwand (54) durch einen vorderen Teil der besagten unteren Wand (44) definiert ist, der nach oben zur besagten Mittelachse (26) hin gebogen ist.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagte Kontaktoberfläche (38) durch einen Teil der besagten Bodenwand definiert ist, sodass der besagte Verbinder (10) so an ein Bauteil oberflächenmontiert wird, dass die besagte Mittelachse (26) allgemein parallel zu dem Bauteil liegt.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die besagte Kontaktfläche (38) durch Kontaktfüße (56) definiert ist, die sich allgemein quer von einer beliebigen Kombination der besagten Wände (42, 44, 46) erstrecken, sodass der besagte Verbinder (10) so an ein Bauteil montiert wird, dass die besagte Mittelachse (26) allgemein senkrecht zu dem Bauteil liegt.