DE102014108965B4

DE102014108965B4 - Elektrischer Einzelelement-Verbinder und elektrische Vorrichtung zum Verbinden eines Drahtes mit einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE102014108965B4
Application number: DE102014108965.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Bishop
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp Fountain I Us
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: GB201410966D0; JP2015011990A; DE102014108965A1; CN107069262A; CN107069262B; GB2516555A; HK1206489A1; GB2516555B; JP5881778B2; CN104253326A; CN104253326B

Abstract

Elektrischer Einzelelement-Verbinder zum Verbinden eines Drahtes (160, 260, 360) mit einer Leiterplatte (150, 250, 350) durch eine Leiterplattenöffnung (158, 258, 358), umfassend ein leitfähiges Kontaktelement mit einer Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340), wobei das leitfähige Kontaktelement umfasst:ein Einführungsende, umfassend eine Einlassöffnung (128, 228, 328);ein Kontaktende; undzwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334), die in Richtung einer Mittelachse des leitfähigen Kontaktelementes nachgeordnet dem Drahteinführungsende in eine Einführungsrichtung in das leitfähige Kontaktelement vorgespannt sind, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) einen Kontaktklemmpunkt (136, 236, 336) definieren,dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) eine erste Entriegelungslasche (182a) und eine zweite Entriegelungslasche (182b) umfasst, die gestaltet sind, eine selektive Trennung der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) zu ermöglichen, wobei die erste und zweite Entriegelungslasche (182a, 182b, 282a, 282b, 382a, 382b) sich von einem vordersten Teil des mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) erstrecken, und wobei die erste Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) einen Abstand von der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) auf dem mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) aufweist, so dass zwischen der ersten Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) und der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) ein Spalt ausgebildet wird.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen elektrischen Einzelelement-Verbinder sowie eine elektrische Vorrichtung zum Verbinden eines Drahtes mit einer Leiterplatte.
Verschiedene Arten von Verbindern werden benutzt, 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 Einschrittvorgang 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 Leiterp latten-Anwendungen.
Es wurden verschiedene Ansätze unternommen, Schneidklemmverbinder ebenso für Anwendungen der Oberflächenmontagetechnik zu gestalten. Zum Beispiel beschreibt die US 7 320 616 B1 einen speziell für Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte gestalteten Schneidklemmverbinder, bei dem eine die Isolation durchstechende Konfiguration verwendet wird.
AVX Corporation aus South Carolina, USA, bietet eine Reihe von Niederprofil-Schneidklemmverbindern Draht zu Platte 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.
Schneidklemmverbinder Draht zu Platte 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.
Die DE 197 35 835 B4 , US 7 357 651 B2 , US 7 581 965 B1 , DE 10 2011 079 318 A1 sowie die DE 10 2013 111 649 A1 offenbaren allesamt jeweils einen gattungsgemäßen Einzelelement-Verbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei diesen Einzelelement-Verbindern ist an jeder der beiden Kontaktzinken je eine Entriegelungslasche ausgebildet.
Beispielhafte Ausführungsformen eines elektrischen Einzelelement-Verbinders 10 gemäß verschiedenen, nicht beanspruchten Ausführungsformen sind in den 1 bis 8 veranschaulicht, welche auch in der oben genannten DE 10 2013 111 649 A1 gezeigt und beschrieben sind. Der elektrische Verbinder 10 ist zum Verbinden des leitfähigen Kerns 14 eines mit einem Isoliermaterial 16 isolierten Drahtes 12 mit einer beliebigen Art von elektrischem Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte, gestaltet. Das einzelne leitfähige Element 18 des Einzelelement-Verbinders 10 ist zu einem käfigartigen Aufbau 20 ausgebildet, indem beispielsweise ein einziges Stück leitfähiges Material zu dem Käfigaufbau 20 gebogen wird. Der käfigartige Aufbau 20 enthält ein Drahteinführungsende 22, das eine Einlassöffnung 28 zum Einstecken des Drahtes 12 in den elektrischen Verbinder 10 definiert. Der käfigartige Aufbau 20 definiert auch ein Drahtkontaktende 24 (1), das das Ende des käfigartigen Aufbaus 20 ist, an dem das einzelne leitfähige Element 18 Kontakt mit dem freiliegenden leitfähigen Kern 14 des Drahtes 12 herstellt. Das Drahteinführungsende 22 und das Drahtkontaktende 24 sind entlang einer Längs-Mittelachse 26 des elektrischen Verbinders 10 ausgerichtet, wie in den 1 und 2 dargestellt.
Der käfigartige Aufbau 20 enthält nachgeordnet einem Wandaufbau 30 in der Einführungsrichtung des Drahtes 12 in den elektrischen Verbinder 10 ein Paar Kontaktzinken 34, die zur Mittelachse 26 des elektrischen Verbinders 10 hin vorgespannt sind. Diese Kontaktzinken 34 sind durch Abschnitte oder Ausschnitte des einzelnen leitfähigen Elements 18 definiert und definieren einen Kontakt-Klemmpunkt 36 (3) zum Kontaktieren des freiliegenden Kerns 14 des Drahtes 12. Der Kontakt-Klemmpunkt 36 dient auch als Einspannpunkt, um unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes 12 aus dem elektrischen Verbinder 10 zu verhindern. Der elektrische Verbinder 10 enthält eine Kontaktfläche 38, die durch ein beliebiges Element oder einen beliebigen Abschnitt des käfigartigen Aufbaus 20 definiert sein kann.
In einer 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.
In verschiedenen Ausführungsformen, z. B. in den 3 und 5, kann es erwünscht sein, dass mindestens eine Entriegelungslasche 52 enthalten ist, die an jedem der Kontaktzinken 34 allgemein vor dem Klemmpunkt 36 definiert ist. Die Entriegelungslaschen 52 sehen eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 34 vor, um bei Bedarf die Kontaktzinken 34 zum Entfernen des Drahtes 12 zu öffnen. Die Entriegelungslaschen 52 können unterschiedlich gestaltet sein. In den in den 1 - 8 dargestellten, nicht beanspruchten Ausführungsformen umfassen die Entriegelungslaschen 52 sich allgemein nach vorn erstreckende Laschen, die im Wesentlichen parallel zur Längs-Mittelachse 26 stehen, wenn der Draht 12 aus dem elektrischen Verbinder 10 entfernt ist, wie in 5 dargestellt.
In einer alternativen, in 8 dargestellten und ebenfalls nicht beanspruchten 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 Kontaktunterseite auf beiden Seiten des Durchgangslochs in der Leiterplatte vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Einzelelement-Verbinder und eine Vorrichtung zum Verbinden eines Drahtes mit einer Leiterplatte zu schaffen, die robust, zuverlässig, einfach zu konstruieren und einfach und sicher zu öffnen sind.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Einzelelement-Verbinder mit den Merkmalen der des Anspruchs 1 sowie einer elektrischen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
In einer Ausführungsform schafft die vorliegende Patentanmeldung eine Alternative zu Schneidklemmverbindern Draht zu Platte, die robust, zuverlässig und einfach konstruiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein elektrischer Einzelelement-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 Ausführungsform nicht auf die Verwendung mit Platten beschränkt sind, sondem 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 einer Ausführungsform 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 kann für ein Bestückungsverfahren geeignet sein, 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.
In einer 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 Patentanmeldung 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 beanspruchten Schneidklemmverbinder sind nachstehend genauer mit Bezug auf die in den 9 - 15C veranschaulichten Beispiele beschrieben.

1-8 sind verschiedene Ansichten von Verbindern gemäß nicht beanspruchter Ausführungsbeispiele (Stand der Technik).
9 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel.
10A bis 10C zeigen eine Konfiguration der Montage auf der Unterseite für einen elektrischen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11A bis 11C zeigen eine Durchsteck-Montagekonfiguration für einen elektrischen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel.
12 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel.
13A bis 13C zeigen eine Konfiguration der Montage auf der Oberseite für einen elektrischen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel.
14 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
15A bis 15C zeigen eine Durchsteck-Montagekonfiguration für einen elektrischen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen Bezug genommen, von denen ein oder mehrere erfindungsgemäße Beispiele in den 9 - 15C dargestellt sind. Die Ausführungsbeispiele gemäß diesen Figuren 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 Patentanmeldung diese und andere Änderungen und Abwandlungen einschließt, wie sie in den Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung fallen.
9 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einer Ausführungsform ist der Verbinder 110 ein „Einzelelement“-Verbinder, da er aus einem einzigen leitfähigen Element ausgebildet ist. Das einzelne leitfähige Element kann aus einem beliebigen leitfähigen Metallmaterial bestehen, das eine Dicke und andere physikalische Kenngrößen aufweist, die geeignet sind, um die Form des elektrischen Verbinders 110 beim Montagevorgang sowie in der Betriebsumgebung des elektrischen Bauteils beizubehalten, an dem der elektrische Verbinder 110 montiert ist. In einer Ausführungsform weist der elektrische Verbinder 110 keine isolierende Komponente auf.
Der elektrische Verbinder 110 umfasst eine Öffnung 128, die gestaltet ist, einen Draht oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil aufzunehmen, das in den elektrischen Verbinder 110 eingesteckt wird. Der elektrische Verbinder 110 enthält ein Paar Kontaktzinken 134. Das Paar Kontaktzinken 134 ist in Richtung einer Längs-Mittelachse des elektrischen Verbinders 110 nachgeordnet der Öffnung 128 in einer Einführungsrichtung eines Drahtes oder eines anderen elektrisch leitfähigen Bauteils in den elektrischen Verbinder 110 vorgespannt. Die Kontaktzinken 134 können durch Teile des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein, die zur Längs-Mittelachse hin gebogen oder abgewinkelt sind, um einen Klemmpunkt 136 auszubilden. Die Kontaktzinken 134 sind gestaltet, einen freiliegenden Kern oder Teil eines Drahtes oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil, das in den elektrischen Verbinder 110 eingesteckt ist, zu kontaktieren. Die Kontaktzinken 134 können gestaltet sein, auseinanderzugehen und sich mit dem Kern des Drahtes oder dem anderen elektrisch leitfähigen Bauteil zu koppeln, wenn der Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil zwischen die Kontaktzinken 134 eingesteckt wird. Auf diese Weise kann der Kontakt-Klemmpunkt 136 auch als Einspannmechanismus dienen, um unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes oder des anderen elektrisch leitfähigen Bauteils aus dem elektrischen Verbinder 110 zu verhindern. In verschiedenen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, mindestens eine Entriegelungslasche aufzunehmen, die an jedem der Kontaktzinken 134 definiert ist, um eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 134 vorzusehen, um die Kontaktzinken 134 zu öffnen und den Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil selektiv zu entfernen.
In verschiedenen alternativen Ausführungsformen kann der elektrische Verbinder 110 eine oder mehrere zusätzliche Kontaktzinken 134 enthalten. Die Kontaktzinken 134 können aus Teilen oder Ausschnitten des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein.
Außerdem können eine oder mehrere Kontaktzinken 134 eine oder mehrere Entriegelungslaschen 182a, 182b umfassen. In einer Ausführungsform sind Entriegelungslaschen 182a, 182b auf einer oder mehreren der Kontaktzinken 134 allgemein vor dem Klemmpunkt 136 definiert. Zum Beispiel können die Entriegelungslaschen 182a, 182b Verlängerungen eines Hauptteils der Kontaktzinken 134 umfassen. Die Entriegelungslaschen 182a, 182b sehen eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 134 vor, um bei Bedarf die Kontaktzinken 134 zum Entfernen des Drahtes zu öffnen. Die Entriegelungslaschen 182a, 182b können unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Entriegelungslaschen 182a, 182b sich allgemein nach vorn erstreckende Laschen, die im Wesentlichen parallel zu einer Längs-Mittelachse stehen, die sich durch die Öffnung 128 erstreckt.
Der elektrische Verbinder 110 enthält auch Kontaktflächen 138 und 140, die durch ein beliebiges Element oder einen beliebigen Abschnitt des einzelnen leitfähigen Materials definiert sein können. Die Kontaktflächen 138 und 140 sind gestaltet zum elektrischen Verbinden mit entsprechenden Kontaktelementen auf einem elektrischen Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte oder einer anderen elektrischen Vorrichtung. In einer Ausführungsform kann der elektrische Verbinder 110 direkt auf die Kontaktunterfläche der Leiterplatte oder der anderen elektrischen Vorrichtung oberflächenmontiert sein.
10a zeigt eine Ansicht von unten einer Konfiguration der Montage von der Unterseite für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 110 auf die Oberfläche einer Leiterplatte 150 montiert. Der elektrische Verbinder 110 enthält die Kontaktflächen 138 und 140, die elektrisch mit Kontaktplättchen 152 bzw. 154 der Leiterplatte 150 verbunden sind.
10b zeigt eine Ansicht von oben einer Konfiguration der Montage von der Unterseite für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie oben erwähnt, ist der elektrische Verbinder 110 auf die Oberfläche der Leiterplatte 150 montiert. Die Leiterplatte 150 umfasst eine Öffnung 158, die gestaltet ist, einen Draht oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil aufzunehmen, das in den elektrischen Verbinder 110 eingesteckt wird.
10c zeigt eine weitere Ansicht von unten der Konfiguration der Montage von der Unterseite für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein Draht 160 enthält einen freiliegenden leitfähigen Kern 162. Wie oben beschrieben, enthält die Leiterplatte 150 die Öffnung 158, die gestaltet ist, den freiliegenden leitfähigen Kern 162 aufzunehmen. Der freiliegende leitfähige Kern 162 des Drahtes 160 kann somit durch die Öffnung 158 der Leiterplatte 150 in den elektrischen Verbinder 110 eingesteckt werden, so dass der freiliegende leitfähige Kern 162 zwischen den Kontaktzinken 134 des elektrischen Verbinders 110 gelagert sein kann, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Draht 160, dem elektrischen Verbinder 110 und den Kontaktunterlagen 152 und 154 gebildet wird.
11a zeigt eine Ansicht von oben einer Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 110 auf eine erste Fläche der Leiterplatte 150 montiert und erstreckt sich durch die Öffnung 158 in der Leiterplatte 150. Der elektrische Verbinder 110 enthält die Kontaktflächen 138 und 140, die elektrisch mit Kontaktunterlage 152 bzw. 154 auf der ersten Fläche der Leiterplatte 150 verbunden sind. Die Kontaktzinken 134 des elektrischen Verbinders 110 erstrecken sich durch die Öffnung 158 in der Leiterplatte 150, so dass sich die Kontaktzinken 134 eine Strecke von einer zweiten Fläche der Leiterplatte 150, die der ersten Fläche gegenüber liegt, nach außen erstrecken.
11b zeigt eine Ansicht von unten der Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie oben erwähnt, ist der elektrische Verbinder 110 auf eine erste Oberfläche der Leiterplatte 150 montiert. Die Leiterplatte 150 enthält die Öffnung 158, durch die sich die Kontaktzinken 134 erstrecken.
11c zeigt eine weitere Ansicht von oben der Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Draht 160 enthält den freiliegenden leitfähigen Kern 162. Wie oben beschrieben, enthält der elektrische Verbinder die Öffnung 128, die gestaltet ist, den freiliegenden leitfähigen Kern 162 des Drahtes 160 aufzunehmen. Der freiliegende leitfähige Kern 162 des Drahtes 160 kann somit durch die Öffnung 128 des elektrischen Verbinders 110 eingesteckt werden. Der freiliegende leitfähige Kern 162 wiederum wird zwischen die Kontaktzinken 134 und durch die Öffnung 158 in der Leiterplatte 150 eingesteckt, so dass der freiliegende leitfähige Kern 162 zwischen den Kontaktzinken 134 des elektrischen Verbinders 110 gelagert sein kann. Auf diese Weise erstreckt sich, wenn der Draht 160 komplett in dem elektrischen Verbinder 110 gelagert ist, der Draht 160 durch die Öffnung 158 in der Leiterplatte 150.
12 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 210 ein „Einzelelement“-Verbinder, da er aus einem einzigen leitfähigen Element ausgebildet ist, wie in einem zusätzlichen Detail oben erläutert wurde. Das einzelne leitfähige Element kann aus einem beliebigen leitfähigen Metallmaterial bestehen, das eine Dicke und andere physikalische Kenngrößen aufweist, die geeignet sind, um die Form des elektrischen Verbinders 210 beim Montagevorgang sowie in der Betriebsumgebung des elektrischen Bauteils beizubehalten, an dem der elektrische Verbinder 210 montiert ist.
Der elektrische Verbinder 210 enthält Kontaktflächen 238 und 240, die durch ein beliebiges Element oder einen beliebigen Abschnitt des einzelnen leitfähigen Materials definiert sein können. Die Kontaktflächen 238 und 240 sind gestaltet zum elektrischen Verbinden mit entsprechenden Kontaktelementen auf einem elektrischen Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte oder einer anderen elektrischen Vorrichtung. In einer Ausführungsform kann der elektrische Verbinder 210 direkt auf die Kontaktunterlage der Leiterplatte oder der anderen elektrischen Vorrichtung oberflächenmontiert sein. Die Kontaktflächen 238 und 240 sind durch erhöhte Teile 270, bzw. 272 mit einem Hauptteil des elektrischen Verbinders 210 verbunden. Die erhöhten Teile 270 und 272 erstrecken sich in einem Winkel weg von den Kontaktflächen 238, bzw. 240, so dass ein Hauptteil des elektrischen Verbinders 210, der eine Öffnung 228 enthält, sich in einer anderen Höhe von einer Montagefläche bezogen auf die Kontaktflächen 238 und 240 befindet. Solche Ausführungsformen erlauben es, den elektrischen Verbinder 210 auf beide Seiten einer Leiterplatte zu montieren. Zum Beispiel kann der elektrische Verbinder 210 von oben oder von unten montiert werden, wodurch die Möglichkeit vorgesehen wird, einen Draht von jeder Seite der Leiterplatte anzuschließen und nicht einzuschränken, auf welcher Seite der Leiterplatte zusätzliche Schaltkreise platziert werden können.
Die Öffnung 228 ist gestaltet, einen Draht oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil aufzunehmen, das in den elektrischen Verbinder 210 eingesteckt wird. Der elektrische Verbinder 210 enthält ein Paar Kontaktzinken 234, die sich von einer Fläche, in der die Öffnung 228 ausgebildet ist, in eine Richtung weg von den Kontaktflächen 238 und 240 erstrecken. In verschiedenen alternativen Ausführungsformen kann der elektrische Verbinder 210 eine oder mehrere zusätzliche Kontaktzinken 234 enthalten. Die Kontaktzinken 234 können aus Teilen oder Ausschnitten des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein. Die Kontaktzinken 234 sind in Richtung einer Längs-Mittelachse des elektrischen Verbinders 210 nachgeordnet der Öffnung 228 in der Einführungsrichtung eines Drahtes oder eines anderen elektrisch leitfähigen Bauteils in den elektrischen Verbinder 210 vorgespannt. Die Kontaktzinken 234 können zum Beispiel durch Teile des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein, die zur Längs-Mittelachse hin gebogen oder abgewinkelt sind, um einen Klemmpunkt 236 auszubilden. Die Kontaktzinken 234 sind gestaltet, einen freiliegenden Kern oder Teil eines Drahtes oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil, das in den elektrischen Verbinder 210 eingesteckt ist, zu kontaktieren. Die Kontaktzinken 234 können gestaltet sein, auseinanderzugehen und sich mit dem Kern des Drahtes oder dem anderen elektrisch leitfähigen Bauteil zu koppeln, wenn der Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil zwischen die Kontaktzinken 234 eingesteckt wird. Auf diese Weise kann der Klemmpunkt 236 auch als Einspannpunkt dienen, um unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes oder des anderen elektrisch leitfähigen Bauteils aus dem elektrischen Verbinder 210 zu verhindern. In verschiedenen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, mindestens eine Entriegelungslasche aufzunehmen, die an jedem der Kontaktzinken 234 definiert ist, um eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 234 vorzusehen, um die Kontaktzinken 234 zu öffnen und den Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil selektiv zu entfernen.
Außerdem können eine oder mehrere Kontaktzinken 234 eine oder mehrere Entriegelungslaschen 282a, 282b umfassen. In einer Ausführungsform sind Entriegelungslaschen 282a, 282b auf einer oder mehreren der Kontaktzinken 234 allgemein vor dem Klemmpunkt 236 definiert. Zum Beispiel können die Entriegelungslaschen 282a, 282b Verlängerungen eines Hauptteils der Kontaktzinken 234 umfassen. Die Entriegelungslaschen 282a, 282b sehen eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 234 vor, um bei Bedarf die Kontaktzinken 234 zum Entfernen des Drahtes zu öffnen. Die Entriegelungslaschen 282a, 282b können unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Entriegelungslaschen 282a, 282b sich allgemein nach vorn erstreckende Laschen, die im Wesentlichen parallel zu einer Längs-Mittelachse stehen, die sich durch die Öffnung 228 erstreckt.
13a zeigt eine Ansicht von unten einer Konfiguration der Montage auf der Oberseite für den elektrischen Verbinder 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 210 auf die Oberfläche einer Leiterplatte 250 montiert. Der elektrische Verbinder 210 enthält die Kontaktflächen 238 und 240, die elektrisch mit Kontaktflächen 252, bzw. 254 der Leiterplatte 250 verbunden sind. Die erhöhten Teile 270 und 272 erstrecken sich in einem Winkel weg von den Kontaktflächen 238, bzw. 240, so dass der Teil des elektrischen Verbinders 210, in dem die Öffnung 228 ausgebildet ist, sich in einer größeren Entfernung von einer Oberfläche der Leiterplatte 250 befindet.
13b zeigt eine Ansicht von oben der Konfiguration der Montage auf der Oberseite für den elektrischen Verbinder 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie oben erwähnt, ist der elektrische Verbinder 210 auf die Oberfläche der Leiterplatte 250 montiert. Die Leiterplatte 250 umfasst eine Öffnung 258, die gestaltet ist, einen Draht oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil aufzunehmen, das in den elektrischen Verbinder 210 eingesteckt wird. 13c zeigt eine weitere Ansicht von unten der Konfiguration der Montage auf der Oberseite für den elektrischen Verbinder 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein Draht 260 enthält einen freiliegenden leitfähigen Kern 262. Wie oben beschrieben, enthält die Leiterplatte 250 die Öffnung 258, die gestaltet ist, den freiliegenden leitfähigen Kern 262 aufzunehmen. Der freiliegende leitfähige Kern 262 des Drahtes 260 kann somit durch die Öffnung 258 der Leiterplatte 250 in den elektrischen Verbinder 210 eingesteckt werden, so dass der freiliegende leitfähige Kern 262 zwischen den Kontaktzinken 234 des elektrischen Verbinders 210 gelagert sein kann.
14 ist eine Ansicht eines elektrischen Verbinders 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 310 ein „Einzelelement“-Verbinder, da er aus einem einzigen leitfähigen Element ausgebildet ist, wie in einem zusätzlichen Detail oben erläutert wurde. Der elektrische Verbinder 310 enthält Kontaktflächen 338 und 340, die durch ein beliebiges Element oder einen beliebigen Abschnitt des einzelnen leitfähigen Materials definiert sein können. Die Kontaktflächen 338 und 340 sind gestaltet zum elektrischen Verbinden mit entsprechenden Kontaktelementen auf einem elektrischen Bauteil, wie etwa einer Leiterplatte oder einer anderen elektrischen Vorrichtung. In einer Ausführungsform kann der elektrische Verbinder 310 direkt auf die Kontaktunterlage der Leiterplatte oder der anderen elektrischen Vorrichtung oberflächenmontiert sein. Die Kontaktflächen 338 und 340 sind durch erhöhte Teile 370, bzw. 372 mit einem Hauptteil des elektrischen Verbinders 310 verbunden. Die erhöhten Teile 370 und 372 erstrecken sich in einem Winkel weg von den Kontaktflächen 338, bzw. 340, so dass ein Hauptteil des elektrischen Verbinders 310, der eine Öffnung 328 enthält, sich in einer anderen Höhe von einer Montagefläche bezogen auf die Kontaktflächen 338 und 340 befindet. Erneut erlauben solche Ausführungsformen, den elektrischen Verbinder 310 auf beide Seiten einer Leiterplatte zu montieren. Zum Beispiel kann der elektrische Verbinder 310 von oben oder von unten montiert werden, wodurch die Möglichkeit vorgesehen wird, einen Draht von jeder Seite der Leiterplatte anzuschließen und nicht einzuschränken, auf welcher Seite der Leiterplatte zusätzliche Schaltkreise platziert werden können.
Die Öffnung 358 ist gestaltet, einen Draht oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil aufzunehmen, das in den elektrischen Verbinder 310 eingesteckt wird. Der elektrische Verbinder 310 enthält ein Paar Kontaktzinken 334, die sich von der Fläche, in der die Öffnung ausgebildet ist, in eine Richtung zurück zu den Kontaktflächen 338 und 340 erstrecken. In verschiedenen alternativen Ausführungsformen kann der elektrische Verbinder 310 eine oder mehrere zusätzliche Kontaktzinken 334 enthalten. Die Kontaktzinken 334 können aus Teilen oder Ausschnitten des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein. Die Kontaktzinken 334 sind in Richtung einer Längs-Mittelachse des elektrischen Verbinders 310 nachgeordnet der Öffnung 328 in der Einführungsrichtung eines Drahtes oder eines anderen elektrisch leitfähigen Bauteils in den elektrischen Verbinder 310 vorgespannt. Die Kontaktzinken 334 können zum Beispiel aus Teilen des einzelnen leitfähigen Elements ausgebildet sein, die zur Längs-Mittelachse hin gebogen oder abgewinkelt sind, um einen Klemmpunkt 336 auszubilden. Die Kontaktzinken 334 sind gestaltet, einen freiliegenden Kern oder Teil eines Drahtes oder ein anderes elektrisch leitfähiges Bauteil, das in den elektrischen Verbinder 310 eingesteckt ist, zu kontaktieren. Die Kontaktzinken 334 können gestaltet sein, auseinanderzugehen und sich mit dem Kern des Drahtes oder dem anderen elektrisch leitfähigen Bauteil zu koppeln, wenn der Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil zwischen die Kontaktzinken 334 eingesteckt wird. Auf diese Weise kann der Klemmpunkt 336 auch als Einspannpunkt dienen, um unbeabsichtigtes Entfernen des Drahtes oder des anderen elektrisch leitfähigen Bauteils aus dem elektrischen Verbinder 310 zu verhindern. In verschiedenen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, mindestens eine Entriegelungslasche aufzunehmen, die an jedem der Kontaktzinken 334 definiert ist, um eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 334 vorzusehen, um die Kontaktzinken 334 zu öffnen und den Draht oder das andere elektrisch leitfähige Bauteil selektiv zu entfernen.
Außerdem können eine oder mehrere Kontaktzinken 334 eine oder mehrere Entriegelungslaschen 382a, 382b umfassen. In einer Ausführungsform sind Entriegelungslaschen 382a, 382b auf einer oder mehreren der Kontaktzinken 334 allgemein vor dem Klemmpunkt 336 definiert. Zum Beispiel können die Entriegelungslaschen 382a, 382b Verlängerungen eines Hauptteils der Kontaktzinken 334 umfassen. Die Entriegelungslaschen 382a, 382b sehen eine Stelle zum Einführen eines Werkzeugs zwischen den Kontaktzinken 334 vor, um bei Bedarf die Kontaktzinken 334 zum Entfernen eines Drahtes zu öffnen. Die Entriegelungslaschen 382a, 382b können unterschiedlich gestaltet sein. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Entriegelungslaschen 382a, 382b sich allgemein nach vorn erstreckende Laschen, die im Wesentlichen parallel zu einer Längs-Mittelachse stehen, die sich durch die Öffnung 328 erstreckt.
15a zeigt eine Ansicht von oben einer Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbinder 310 auf eine erste Fläche der Leiterplatte 350 montiert und erstreckt sich durch die Öffnung 358 in der Leiterplatte 350. Der elektrische Verbinder 310 enthält die Kontaktflächen 338 und 340, die elektrisch mit Kontaktflächen 352, bzw. 354 auf der ersten Fläche der Leiterplatte 350 verbunden sind. Die Kontaktzinken 334 des elektrischen Verbinders 310 erstrecken sich durch die Öffnung 358 in der Leiterplatte 350, so dass sich die Kontaktzinken 334 eine Strecke über einer zweiten Fläche der Leiterplatte 350, die der ersten Fläche gegenüber liegt, erstrecken.
15b zeigt eine Ansicht von unten der Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie oben erwähnt, ist der elektrische Verbinder 310 auf eine erste Oberfläche der Leiterplatte 350 montiert. Die Leiterplatte 350 enthält die Öffnung 358, durch die sich die Kontaktzinken 334 erstrecken. 15c zeigt eine weitere Ansicht von oben der Durchsteck-Montagekonfiguration für den elektrischen Verbinder 310 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Draht 360 enthält den freiliegenden leitfähigen Kern 362. Wie oben beschrieben, enthält der elektrische Verbinder die Öffnung 328, die gestaltet ist, den freiliegende leitfähigen Kern 362 des Drahtes 360 aufzunehmen. Der freiliegende leitfähige Kern 362 des Drahtes 360 kann somit durch die Öffnung 328 des elektrischen Verbinders 310 eingesteckt werden. Der freiliegende leitfähige Kern 362 wiederum wird zwischen die Kontaktzinken 334 und durch die Öffnung 358 in der Leiterplatte 350 eingesteckt, so dass der freiliegende leitfähige Kern 362 zwischen den Kontaktzinken 334 des elektrischen Verbinders 310 gelagert sein kann. Auf diese Weise erstreckt sich, wenn der Draht 360 komplett in dem elektrischen Verbinder 310 gelagert ist, der Draht 360 durch die Öffnung 358 in der Leiterplatte 350.

Claims

Elektrischer Einzelelement-Verbinder zum Verbinden eines Drahtes (160, 260, 360) mit einer Leiterplatte (150, 250, 350) durch eine Leiterplattenöffnung (158, 258, 358), umfassend ein leitfähiges Kontaktelement mit einer Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340), wobei das leitfähige Kontaktelement umfasst: ein Einführungsende, umfassend eine Einlassöffnung (128, 228, 328); ein Kontaktende; und zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334), die in Richtung einer Mittelachse des leitfähigen Kontaktelementes nachgeordnet dem Drahteinführungsende in eine Einführungsrichtung in das leitfähige Kontaktelement vorgespannt sind, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) einen Kontaktklemmpunkt (136, 236, 336) definieren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) eine erste Entriegelungslasche (182a) und eine zweite Entriegelungslasche (182b) umfasst, die gestaltet sind, eine selektive Trennung der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) zu ermöglichen, wobei die erste und zweite Entriegelungslasche (182a, 182b, 282a, 282b, 382a, 382b) sich von einem vordersten Teil des mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) erstrecken, und wobei die erste Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) einen Abstand von der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) auf dem mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) aufweist, so dass zwischen der ersten Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) und der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) ein Spalt ausgebildet wird.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach Anspruch 1, wobei der elektrische Einzelelement-Verbinder (110) mit leitfähigem Kontaktelement aus einem einzigen Stück aus elektrisch leitfähigem Material besteht.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) sich von einem Unterteil am Einführungsende erstrecken, in dem die Einlassöffnung (128, 228, 328) ausgebildet ist.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) eine übergebogene Verlängerung des Unterteils umfasst.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach Anspruch 3 oder 4, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) in Richtung der Mittelachse abgewinkelt sind, um einen Raum zu definieren, der einen eingesteckten Draht (160, 260, 360) zum Klemmpunkt (136, 236, 336) führt.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) Kontaktfüße umfasst, die sich allgemein quer vom Unterteil erstrecken, so dass, wenn der elektrische Einzelelement-Verbinder (110) an einem Bauteil (150, 250, 350) montiert wird, die Mittelachse allgemein senkrecht zu dem Bauteil (150, 250, 350) liegt, und wobei das Unterteil die Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) umfasst.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das leitfähige Kontaktelement einen erhöhten Teil zwischen der Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) und dem Unterteil umfasst, so dass, wenn das leitfähige Kontaktelement an einer Montagefläche montiert wird, das Unterteil in einer größeren Entfernung von der Montagefläche positioniert wird als die Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) von der Montagefläche positioniert ist.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ersten und zweiten Entriegelungslaschen (182a, 182b, 282a, 282b, 382a, 382b) Erweiterungen eines Hauptteils des mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) umfassen, und wobei die ersten und zweiten Entriegelungslaschen (182a, 182b, 282a, 282b, 382a, 382b) sich in eine Richtung der Mittelachse erstrecken.
Elektrischer Einzelelement-Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der elektrische Einzelelement-Verbinder (110) keinen Isolator enthält.
Elektrische Vorrichtung zum Verbinden eines Drahtes (160, 260, 360) mit einer Leiterplatte (150, 250, 350) durch eine Leiterplattenöffnung (158, 258, 358), umfassend: ein leitfähiges Kontaktelement mit einer Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340), wobei das leitfähige Kontaktelement umfasst: ein Einführungsende, umfassend eine Einlassöffnung (128, 228, 328); ein Kontaktende; und zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334), die in Richtung einer Mittelachse des leitfähigen Kontaktelementes nachgeordnet dem Drahteinführungsende in eine Einführungsrichtung in das leitfähige Kontaktelement vorgespannt sind, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) einen Kontaktklemmpunkt (136, 236, 336) definieren, und wobei mindestens einer der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) eine erste Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) und eine zweite Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) umfasst, die gestaltet sind, eine selektive Trennung der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) zu ermöglichen, wobei die erste und zweite Entriegelungslasche (182a, 182b, 282a, 282b, 382a, 382b) sich von einem vordersten Teil der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) erstrecken, und wobei die erste Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) einen Abstand von der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) auf dem mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) aufweist, so dass zwischen der ersten Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) und der zweiten Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) ein Spalt ausgebildet wird; und eine gedruckte Leiterplatte (150, 250, 350) mit einer Kontaktfläche (152, 154, 252, 254, 352, 354), wobei die Kontaktfläche (152, 154, 252, 254, 352, 354) der Leiterplatte (150, 250, 350) elektrisch mit der Kontaktfläche verbunden ist.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die gedruckte Leiterplatte (150, 250, 350) eine Öffnung (158, 258, 358) umfasst, die der Einlassöffnung (128, 228, 328) des leitfähigen Kontaktelementes entspricht, so dass die Mittelachse des leitfähigen Kontaktelementes durch die Öffnung (158, 258, 358) der gedruckten Leiterplatte (150, 250, 350) läuft und wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) sich durch die Öffnung (158, 258, 358) in der gedruckten Leiterplatte (150, 250, 350) erstrecken.
Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Draht, der sich durch die Öffnung (158, 258, 358) in der gedruckten Leiterplatte (150, 250, 350) und durch die Einlassöffnung (128, 228, 328) des leitfähigen Kontaktelementes erstreckt, wobei der Draht über die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) elektrisch mit dem leitfähigen Kontaktelement verbunden ist.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die erste Entriegelungslasche (182a, 282a, 382a) sich auf einer ersten Seite des mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) befindet, wobei die zweite Entriegelungslasche (182b, 282b, 382b) sich auf einer zweiten Seite des mindestens einen der zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) befindet, und wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüber liegt.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) sich von dem Unterteil in eine Richtung weg von der Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) erstrecken.
Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die zwei oder mehr Kontaktzinken (134, 234, 334) sich von dem Unterteil in eine Richtung zurück zur Kontaktfläche (138, 140, 238, 240, 338, 340) erstrecken.