DE102014117233A1

DE102014117233A1 - Grundleiste zum Verbinden mit einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE102014117233A1
Application number: DE102014117233.7A
Authority: DE
Inventors: Senta Pietschmann
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: US20170346207A1; CN107004981A; WO2016083079A1; CN107004981B; DE102014117233B4; EP3224908A1; EP3224908B1

Abstract

Eine Grundleiste (1) zum Verbinden mit einer Leiterplatte (3) umfasst eine längs entlang einer Längsrichtung (L) erstreckte, erste Seitenwandung (11) und eine längs entlang der Längsrichtung (L) erstreckte, zweite Seitenwandung (12), die entlang einer quer zur Längsrichtung (L) gerichteten Querrichtung (Q) zu der ersten Seitenwandung (11) beabstandet ist, so dass zwischen den Seitenwandungen (11, 12) ein Aufnahmeraum (13) gebildet ist, in den ein oder mehrere Steckerelemente (2) in eine Einsteckrichtung (E) einsteckbar sind. Eine Basis (10) verbindet die erste Seitenwandung (11) und die zweite Seitenwandung (12) miteinander und weist eine Mehrzahl von Aufnahmeöffnungen (103) zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen (14) auf. Dabei ist vorgesehen, dass der Schwerpunkt (M) der Grundleiste (1) dem geometrischen Schwerpunkt eines die Grundleiste einhüllenden, gedachten Quaders (B) entspricht. Auf diese Weise wird eine Grundleiste zur Verfügung gestellt, die eine reduzierte Schwindung und damit einhergehend eine reduzierte Formabweichung von einer gewünschten Form aufweisen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Grundleiste zum Verbinden mit einer Leiterplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Grundleiste dient zum elektrischen Verbinden eines oder mehrerer Steckerelemente mit einer Leiterplatte. Die Grundleiste kann hierzu an eine Leiterplatte angesetzt und elektrisch über geeignete Kontaktelemente mit der Leiterplatte verbunden werden. Mit der Grundleiste können ein oder mehrere Steckerelemente steckend in Eingriff gebracht werden, um auf diese Weise die Steckerelemente an die Leiterplatte anzuschließen.
Eine solche Grundleiste weist eine längs entlang einer Längsrichtung erstreckte, erste Seitenwandung und eine längs entlang der Längsrichtung erstreckte, zweite Seitenwandung auf. Die Seitenwandungen sind entlang einer quer zur Längsrichtung gerichteten Querrichtung voneinander beabstandet, so dass zwischen den Seitenwandungen ein Aufnahmeraum gebildet ist, in den ein oder mehrere Steckerelemente in eine Einsteckrichtung eingesteckt werden können, so dass die Steckerelemente in eingesteckter Stellung in dem Aufnahmeraum aufgenommen sind. Die Seitenwandungen sind über eine quer zwischen den Seitenwandungen erstreckte Basis miteinander verbunden, wobei an der Basis eine Mehrzahl von Aufnahmeöffnungen zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen, z.B. Kontaktstiften, vorgesehen ist.
Eine solche Grundleiste wird herkömmlich einstückig aus Kunststoff hergestellt. Die Herstellung erfolgt hierbei in einem geeigneten Kunststoff-Formwerkzeug bei erhöhter Temperatur. Nach Entformen des Werkstücks aus dem Werkzeug kühlt das Werkstück ab, was mit einer Materialschwindung an dem Werkstück einhergehen kann. Kommt es dabei an unterschiedlichen Abschnitten des Werkstücks zu unterschiedlich ausgeprägter Materialschwindung, so kann dies zu einem Verzug und einer Verformung an der auf diese Weise hergestellten Grundleiste kommen.
Aufgrund von Schwindungseffekten kann eine hergestellte Grundleiste somit in der Form von einer eigentlich gewünschten Form abweichen. Insbesondere können an einzelnen Abschnitten der Grundleiste Krümmungen auftreten oder die Grundleiste kann insgesamt verbogen sein.
Heutzutage werden solche Grundleisten insbesondere im Rahmen einer automatisierten Bestückung von Leiterplatten eingesetzt. Eine Grundleiste wird hierbei in automatisierter Weise durch einen Bestückungsautomaten gegriffen und zusammen mit anderen Bauteilen an eine Leiterplatte angesetzt, wobei die an die Leiterplatte angesetzten Bauteile sodann in einem so genannten Reflow-Lötverfahren gemeinsam mit der Leiterplatte verlötet werden. Zum Einsatz kommt insbesondere das so genannte Through-Hole-Reflow-Löten (kurz bezeichnet als „THR“-Löten), bei dem Steckkontakte in Öffnungen an der Leiterplatte eingesetzt werden. Weist die Grundleiste hierbei jedoch aufgrund von Schwindungseffekten eine zu große Formabweichung von ihrer eigentlichen Soll-Form auf, so kann es beim Verlöten von Kontaktelementen der Grundleiste zu Fehlern und dadurch zu gegebenenfalls fehlerhaft hergestellten Lötverbindungen kommen.
Dies gilt es zu vermeiden.
Solche Schwindungseffekte, die zu Formveränderungen an einer Grundleiste führen können, verstärken sich noch bei hochpoligen Grundleisten, also vergleichsweise großen Grundleisten mit einer Vielzahl von Kontaktelementen, beispielsweise mehr als zwölf Kontakten.
Unterschiedlichste Bauformen von Grundleisten sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der EP 1 672 744 A2 , der DE 20 2006 018 590 U1 , der EP 0 748 005 A1 und der US 6,645,005 beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Grundleiste zur Verfügung zu stellen, die eine reduzierte Schwindung und damit einhergehend eine reduzierte Formabweichung von einer gewünschten Form aufweisen kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach entspricht der Schwerpunkt der Grundleiste dem geometrischen Schwerpunkt eines die Grundleiste einhüllenden, gedachten Quaders.
Unter dem einhüllenden Quader ist in diesem Zusammenhang der kleinste (gedachte) Quader zu verstehen, der die Grundleiste vollständig einfasst. Der einhüllende Quader entspricht somit einem Quader, der die Grundleiste an ihren Außenwänden berührt und die Grundleiste einhüllt, analog der mathematischen Definition einer Einhüllenden.
Bei einem Quader handelt es sich gemäß der üblichen Definition um einen geometrischen Körper mit sechs rechteckigen Flächen, deren Winkel alle rechte Winkel sind.
Es existiert genau ein einhüllender, gedachter Quader, also ein geometrischer Quader mit minimalem Volumen, der die Grundleiste vollständig einfasst. Der gedachte, einhüllende Quader ist insofern mathematisch exakt definiert.
Unter der Grundleiste ist in diesem Zusammenhang ein (Kunststoff-)Formteil zu verstehen, an das noch keine Kontaktelemente angesetzt sind.
Die Grundleiste ist vorzugsweise einstückig aus Kunststoff gefertigt. An die Grundleiste können Kontaktelemente an die zugeordneten Aufnahmeöffnungen angesetzt werden. Über solche Kontaktelemente kann eine elektrische Verbindung mit einer Leiterplatte hergestellt werden.
Der Erfindung liegt die überraschende, empirisch ermittelte Erkenntnis zugrunde, dass durch geeignete Wahl der Lage des Schwerpunkts der Grundleiste eine Verformung der Grundleiste durch Materialschwindung reduziert werden kann. Dadurch, dass der Schwerpunkt der Grundleiste zumindest näherungsweise (bis auf weniger als 10% genau, vorzugsweise bis auf weniger als 1% genau, bezogen auf die Gesamtabmessungen, z.B. die Gesamtlänge, der Grundleiste) dem Schwerpunkt des einhüllenden Quaders entspricht, ergibt sich an der Grundleiste eine vorteilhafte Materialverteilung. Der geometrische Schwerpunkt des einhüllenden Quaders liegt am geometrischen Mittelpunkt des Quaders. Hier liegt auch der Schwerpunkt der Grundleiste, so dass das Material der Grundleiste gleichmäßig um ihren geometrischen Mittelpunkt herum verteilt ist.
Weil sich eine gleichmäßige Schwindung um den Schwerpunkt herum einstellen kann, kommt es bei der Herstellung und insbesondere beim Abkühlen nach dem Herstellen einer Grundleiste zu reduzierten Verformungen an der Grundleiste, so dass die Grundleiste präzise entsprechend ihrer gewünschten Form gefertigt werden kann.
Dies ermöglicht insbesondere ein sicheres, zuverlässiges Ansetzen der Grundleiste an eine Leiterplatte bei zuverlässiger Herstellung von Lötverbindungen mit an die Grundleiste angesetzten Kontaktelementen.
Die Einsteckrichtung ist vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung und senkrecht zur Querrichtung gerichtet. Die Seitenwandungen erstrecken sich somit flächig in parallelen, durch die Einsteckrichtung und die Längsrichtung aufgespannten Ebenen und sind quer, also entlang der Querrichtung, zueinander beabstandet. Die Basis hingegen wird durch die Querrichtung und die Längsrichtung aufgespannt und erstreckt sich quer zwischen Seitenwandungen. Die Grundleiste weist somit eine U-förmige Grundform auf, in die von oben ein oder mehrere Steckerelemente in die Einsteckrichtung eingesteckt werden können.
In dem Aufnahmeraum der Grundleiste sind vorzugsweise mehrere Steckplätze definiert, die durch entlang der Einsteckrichtung erstreckte, in den Aufnahmeraum vorspringende, entlang der Längsrichtung zueinander beabstandete Führungsstege voneinander getrennt sind. Zwischen zwei Führungsstegen ist hierbei beispielsweise ein Steckplatz für ein (einpoliges) Steckerelement definiert, wobei grundsätzlich möglich ist, ein mehrpoliges Steckerelement an mehreren Steckplätzen der Grundleisten anzuordnen.
Die Führungsstege innenseitig der ersten Seitenwandung erstrecken sich entlang der Einsteckrichtung an der ersten Seitenwandung und ragen in den Aufnahmeraum hinein. Die Führungsstege erstrecken sich hierbei vorteilhafterweise jedoch nicht über die gesamte Höhe des Aufnahmeraums, sondern die erste Seitenwandung steht beispielsweise mit einer Kopfkante über die Führungsstege hinaus nach außen hin vor.
Die entlang der Einsteckrichtung erstreckten, die Steckplätze definierenden Führungsstege tragen auch zur Versteifung der Grundleiste bei. Die Steifigkeit der Grundleiste kann weiter dadurch verbessert werden, dass sich die erste Seitenwandung mit einer Seitenfläche eben entlang der Längsrichtung erstreckt und somit als ebene Fläche ausgebildet ist. Es ergibt sich eine einfach herzustellende Bauform, deren Materialbedarf gegenüber herkömmlichen Grundleisten reduziert sein kann.
Die quer zwischen den Seitenwandungen erstreckte Basis ist vorzugsweise gleichfalls an einem hin zum Aufnahmeraum weisenden Boden eben ausgebildet. Von diesem Boden können Dome in den Aufnahmeraum vorstehen, an denen Aufnahmeöffnungen angeordnet sind, durch die hindurch elektrische Kontaktelemente gesteckt werden können. Nach Herstellung der Grundleiste können Kontaktelemente beispielsweise in die Aufnahmeöffnungen eingesteckt und mit den Aufnahmeöffnungen in prägender Weise verpresst werden, so dass nach Komplettierung die Kontaktelemente fest mit der Grundleiste verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Basis an einer dem Aufnahmeraum abgewandten Außenseite eine Mehrzahl von Querstegen auf, die entlang der Querrichtung an der Außenseite der Basis verlaufen und quer beispielsweise über die gesamte Breite der Basis erstreckt sein können. Jeweils zwei Querstege können hierbei paarweise eine Aufnahmeöffnung zwischen sich aufnehmen, so dass ein Kontaktelement, wenn es in eine zugeordnete Aufnahmeöffnung der Grundleiste eingesteckt ist, zwischen den Querstegen zu liegen kommt.
Grundsätzlich kann die Grundleiste mit unterschiedlichen Kontaktelementen in Verbindung gebracht werden. So können Kontaktelemente in Form von Stiften verwendet werden, die entlang der Einsteckrichtung an die Grundleiste angesetzt und entlang der Einsteckrichtung über die Basis hinaus an der Außenseite der Basis vorstehen. Ebenso ist aber auch denkbar, abgewinkelte Kontaktelemente in Form von L-förmigen Stiften einzusetzen, die im Bereich der Außenseite der Basis abgewinkelt sind und sich mit einem abgewinkelten Abschnitt zwischen den Querstegen erstrecken. Ein solch abgewinkelter Stift ist somit mit seinem abgewinkelten Abschnitt zwischen den Querstegen geführt.
Durch die Verwendung solch unterschiedlicher Kontaktelemente kann die Grundleiste in unterschiedlichen Orientierungen an eine Leiterplatte angesetzt werden. So kann die Grundleiste in einer Stellung, in der die Basis der Leiterplatte zugewandt ist, an eine zugeordnete Leiterplatte angesetzt werden. Oder die Grundleiste kann in einer Stellung, in der eine der Seitenwandungen an der Leiterplatte zu liegen kommt, an eine zugeordnete Leiterplatte angesetzt werden.
Die Querstege weisen vorzugsweise eine symmetrische Gestalt (bezogen auf eine durch den Schwerpunkt verlaufende, durch die Längsrichtung und die Einsteckrichtung aufgespannte Symmetrieebene) auf. Auch die Querstege tragen zur Versteifung der Grundleiste bei.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Grundleiste aus einem flüssigkristallinen Polymer (Englisch „Liquid Crystal Polymer“, kurz: LCP) gefertigt. Ein solches flüssigkristallines Polymer weist sogenannte Mesogene auf, die im Polymer Molekülketten ausbilden. LCP weist insbesondere entlang seiner Molekülachsen eine hohe Zugfestigkeit und ein hohes Elastizitätsmodul auf, so dass Werkstoffe mit herausragenden Festigkeitseigenschaften hergestellt werden können.
Eine Grundleiste der hier beschriebenen Art ist insbesondere als hochpolige Grundleiste, also als Grundleiste zur Verwendung mit einer Vielzahl von Kontaktelementen, beispielsweise mehr als zwölf Kontaktelementen, ausgestaltet. Beispielsweise kann eine solche Grundleiste zwölf, vierundzwanzig oder achtundvierzig Aufnahmeöffnungen zum Ansetzen von Kontaktelementen aufweisen. Grundsätzlich kann eine Grundleiste der hier beschriebenen Art aber auch als niederpolige Grundleiste mit weniger als zwölf Aufnahmeöffnungen für Kontaktelemente eingesetzt werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1A eine Seitenansicht einer Grundleiste;
1B eine Ansicht der Grundleiste von unten;
1C eine Ansicht der Grundleiste von oben;
2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 1A;
2B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 1A;
3 eine ausschnittsweise Ansicht der Grundleiste von unten;
4 eine ausschnittsweise Ansicht der Grundleiste von oben;
5 eine Seitenansicht der Grundleiste mit einem einhüllenden Quader;
6 die Schnittansicht gemäß 2A, zusammen mit dem einhüllenden Quader;
7A die Schnittansicht gemäß 2B, mit einem in eine Aufnahmeöffnung eingesteckten Kontaktelement; und
7B die Schnittansicht gemäß 2B, mit einem anderen in die Aufnahmeöffnung einsteckten Kontaktelement.
1A–1C bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Grundleiste 1, die einstückig aus Kunststoff, beispielsweise LCP, hergestellt ist und an eine Leiterplatte 3 angesetzt werden kann, um das elektrische Anschließen von mit Steckerelementen 2 verbundenen Leitungen 20 an die Leiterplatte 3 zu ermöglichen.
Die als einstückiger Kunststoffkörper geformte Grundleiste 1 weist im Profil (siehe die Schnittansichten gemäß 2A und 2B) eine im Wesentlichen U-förmige Grundform mit einer Basis 10 und Seitenwandungen 11, 12 auf. Die Seitenwandungen 11, 12 erstrecken sich hierbei in parallelen Ebenen und sind entlang einer Querrichtung Q zueinander beabstandet. Die Basis 10 verbindet die Seitenwandungen 11, 12 miteinander und erstreckt sich dazu quer zwischen den Seitenwandungen 11, 12.
Die Grundleiste 1 erstreckt sich längs entlang einer Längsrichtung L. Steckerelemente 2 können in einer Einsteckrichtung E senkrecht in einen zwischen den Seitenwandungen 11, 12 gebildeten Aufnahmeraum 13 eingesteckt werden, wobei an der Grundleiste 1 innerhalb des Aufnahmeraums 13 eine Mehrzahl von Steckplätzen S definiert sind, an die Steckerelemente 2 angesteckt werden können.
Die Seitenwandungen 11, 12 erstrecken sich in parallelen Ebenen, die jeweils durch die Einsteckrichtung E und die Längsrichtung L aufgespannt sind. Die Basis 10 demgegenüber erstreckt sich in einer Ebene, die durch die Querrichtung Q und die Längsrichtung L aufgespannt ist.
Die Seitenwandungen 11, 12 unterscheiden sich voneinander.
So erstreckt sich die Seitenwandung 11 mit einer Seitenfläche 110 im Wesentlichen eben entlang der Längsrichtung L, wobei innenseitig dieser Seitenfläche 110 Führungsstege 112 angeordnet sind, die sich längs entlang der Einsteckrichtung E erstrecken und in den Aufnahmeraum 13 zwischen den Seitenwandungen 11, 12 hineinragen.
Die Führungsstege 112 dienen dazu, Steckplätz S innerhalb des Aufnahmeraums 13 zu definieren. Die Führungsstege 112 sind hierzu regelmäßig zueinander beabstandet an der Seitenwandung 11 angeordnet, wobei jedem Steckplatz S zwischen zwei Führungsstegen 112 eine Aufnahmeöffnung 103 an einem vorstehenden Dom 102 an einem Boden 100 der Basis 10 zugeordnet ist. In die Aufnahmeöffnung 103 kann ein Kontaktelement 14 (siehe 7A und 7B) derart eingesteckt werden, dass es nach innen in den Aufnahmeraum 13 hineinragt und somit elektrisch mit einem Steckerelement 2 kontaktiert werden kann.
Dadurch, dass die Führungsstege 112 längs entlang der Einsteckrichtung E erstreckt sind, kann ein Steckerelement 2 zwischen zwei Führungsstege 112 gesetzt und in den Aufnahmeraum 13 geschoben werden. Die Führungsstege 112 stellen eine Codierung dar, die bewirkt, dass ein Steckerelement 2 nur in richtiger Orientierung an einen gewünschten Steckplatz S angesetzt werden kann.
Die Führungsstege 112 erstrecken sich ausgehend von dem Boden 100 der Basis 10 nahezu über die gesamte Höhe der Seitenfläche 110 der Seitenwandung 11, wobei die Seitenwandung 11 an einer Kopfkante 111 (geringfügig) über die Führungsstege 112 übersteht.
An der gegenüberliegenden, zweiten Seitenwandung 12 ist an einer vom Boden 100 der Basis 10 abliegenden Kante eine Kopfleiste 121 angeordnet, die nach außen hin über eine ebene Seitenfläche 120 der zweiten Seitenwandung 12 vorsteht. An dieser Kopfleiste 121 können in an sich bekannter Weise Steckplätze für Codierelemente angeordnet sein, die eine Codierung der Grundleiste derart ermöglichen, dass nur bestimmte Steckerelemente 2 (nämlich nur solche, die z.B. durch eine entsprechende Gegencodierung codiert sind) an die Grundleiste 1 angesetzt werden können.
An einer dem Aufnahmeraum 13 abgewandten Außenseite der Basis 10 sind querverlaufende Querstege 104, 105 angeordnet, die sich – betrachtet in Querrichtung Q – über die gesamte Breite der Basis 10 erstrecken. Jeweils zwei Querstege 104, 105 fassen hierbei eine Aufnahmeöffnung 103 zwischen sich ein, so dass ein Kontaktelement 14, wenn es in eine Aufnahmeöffnung 103 eingesteckt ist, zwischen zwei Querstegen 104, 105 zu liegen kommt.
Die Querstege 104, 105 sind – mit Bezug auf eine durch den Schwerpunkt M (siehe 6) der Grundleiste 1 verlaufende und durch die Längsrichtung L und die Einsteckrichtung E aufgespannte Symmetrieebene – symmetrisch an der Außenseite 101 der Basis 10 ausgebildet.
Durch ihre Formgebung mit den entlang der Einsteckrichtung E längs erstreckten Führungsstegen 112, den ebenen Seitenflächen 110, 120 der Seitenwandungen 11, 12 und den quer erstreckten Querstegen 104, 105 außenseitig der Basis 10 ergibt sich insgesamt eine Grundleiste mit hoher Steifigkeit.
Wie aus 1A ersichtlich ist, werden die Querstege 104, 105 in Einsteckrichtung E noch durch Eingriffselemente 113 überragt. Mittels dieser Eingriffselemente 113 kann die Grundleiste 1 in formschlüssiger Weise an einer Leiterplatte 3 platziert werden.
Bei einer herkömmlichen Grundleiste 1, die aus Kunststoff in einem Kunststoff-Formwerkzeug bei erhöhter Temperatur geformt wird, ergeben sich aufgrund Abkühlung nach dem Herstellen und dabei auftretender Materialschwindung Verformungen, die – wie schematisch in 8A und 8B veranschaulicht – zu einer Krümmung der Grundleiste 1 in der durch die Einsteckrichtung E und die Längsrichtung L aufgespannten Ebene (8A, Verformung V1) und/oder in der durch die Querrichtung Q und die Längsrichtung L aufgespannten Ebene (8B, Verformung V2) führen können. Solche Krümmungen an der Grundleiste 1 sind insbesondere nachteilig, wenn die Grundleiste 1 an eine Leiterplatte 3 angesetzt und mit der Leiterplatte 3 elektrisch verbunden werden soll. Soll eine Grundleiste 1 beispielweise mit ihrer Basis 10 an einer Leiterplatte 3 angesetzt werden, ist die in 8A dargestellte Verformung V1 ungünstig und verhindert ein flächiges Ansetzen der Basis 10 an die Leiterpatte 3. Soll die Grundleiste 1 hingegen in Seitenmontage mit einer Seitenwandung 11, 12 an die Leiterplatte 3 angesetzt werden, ist die Verformung V2 gemäß 8B hinderlich.
Um demgegenüber bei der Grundleiste 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ein vorteilhaftes Schwindungsverhalten zu erhalten, ist der Schwerpunkt M der Grundleiste 1 dort angeordnet, wo der geometrische Schwerpunkt eines die Grundleiste 1 einhüllenden, gedachten geometrischen Quaders B liegt. Der einhüllende Quader B entspricht hierbei dem kleinstmöglichen geometrischen Quader, in den die Grundleiste 1 hineinpasst. Der einhüllende Quader berührt die Grundleiste 1 an ihren Außenseiten, wie sich dies aus der Zusammenschau von 5 und 6 ergibt.
Der einhüllende Quader B weist einen geometrischen Schwerpunkt M auf, entsprechend dem Schwerpunkt, der sich ergibt, wenn man den Quader als massiven Körper annimmt. An diesem Schwerpunkt M liegt auch der Schwerpunkt M der Grundleiste 1. Hierdurch ergibt sich eine schwerpunktsymmetrische Materialverteilung an der Grundleiste 1 um den Schwerpunkt M herum, was – so wurde empirisch ermittelt – zu einem vorteilhaften Schwindungsverhalten bei der Herstellung der Grundleiste 1 unter nur geringen Verformungen der Grundleiste 1 führt.
Die Grundleiste 1 ist somit so konstruiert und in ihren Abschnitten konzipiert, dass sich gerade ein Schwerpunkt M ergibt, der dem Schwerpunkt M des einhüllenden Quaders B entspricht. Eine solche Konstruktion kann unter Verwendung geeigneter Konstruktions-Softwarewerkzeuge, z.B. CAD-Werkzeuge, erstellt werden.
Um die Materialverteilung der Grundleiste 1 zu beeinflussen, können beispielsweise eine der Seitenwandung 11, 12 oder beide Seitenwandungen 11, 12 eine (geringfügig) konische Form aufweisen. So kann sich die Dicke einer Seitenwandung 11, 12 ausgehend von der Basis 10 beispielsweise entgegen der Einsteckrichtung E nach außen hin verdicken, wobei die Konizität beispielsweise im Bereich von 0,5° bis 2°, beispielsweise bei 1° liegen kann.
Weil die Grundleiste 1 vorteilhafte Schwindungseigenschaften aufweist, ergeben sich nach der Herstellung vergleichsweise geringe Verformungen an der Grundleiste 1 aufgrund von Schwindungseffekten. Dies bewirkt, dass die Grundleiste 1 in vorteilhafter Weise beispielsweise im Rahmen einer automatisierten Bestückung an eine Leiterplatte 3 angesetzt werden kann und Kontaktelemente 14, die an die Aufnahmeöffnungen 103 an der Basis 10 der Grundleiste 1 angesetzt sind, über geeignete Lötverfahren, beispielsweise das so genannte Reflow-Löten, in zuverlässiger Weise mit der Leiterplatte 3 elektrisch kontaktiert werden können.
Die Grundleiste 1 kann mit unterschiedlichen Kontaktelementen 14, wie in 7A und 7B dargestellt ist, verwendet werden.
So können an die Aufnahmeöffnungen 103 stiftförmige, geradlinige Kontaktelemente 14 angesetzt werden, wie dies in 7A dargestellt ist. Solche Kontaktelemente 14 erstrecken sich mit einem ersten Abschnitt 140 in den Aufnahmeraum 13 der Grundleiste 1 hinein und stehen in Einsteckrichtung E über die Basis 10 nach außen hin vor. Mit solchen Kontaktelementen 14 kann die Grundleiste 1 über die Basis 10 an eine zugeordnete Leiterplatte 3 angesetzt werden, um steckend mit zugeordneten Kontaktöffnungen an der Leiterplatte 3 in Eingriff gebracht und lötend mit der Leiterplatte 3 verbunden zu werden.
Alternativ können aber auch abgewinkelte Kontaktelemente 14 zum Einsatz kommen, wie sie in 7B dargestellt sind. Diese Kontaktelemente 14 ragen mit einem ersten Abschnitt 140 in den Aufnahmeraum 13 der Grundleiste 1 hinein, erstrecken sich mit einem abgewinkelten Abschnitt 141 außerhalb des Aufnahmeraums 13 entlang der Außenseite 101 der Basis 10 zwischen zwei zugeordneten Querstegen 104, 105 und stehen über eine der Seitenwandungen 11, 12 nach außen hin vor, so dass die Grundleiste 1 mit dieser Seitenwandung 11, 12 an eine Leiterplatte 3 angesetzt und somit liegend mit der Leiterplatte 3 verbunden werden kann.
Weil sich bei der Grundleiste 1 ein vorteilhaftes Schwindungsverhalten einstellt, sind Verformungen sowohl in der durch die Einsteckrichtung E und die Längsrichtung L aufgespannten Ebene (8A) als auch in der durch die Querrichtung Q und die Längsrichtung L aufgespannten Ebene (8B) reduziert. Die Grundleiste 1 kann damit wahlweise mit ihrer Basis 10 oder mit einer ihrer Seitenwandungen 11, 12 an eine Leiterplatte 3 angesetzt werden, ohne dass dies durch eine (übermäßige) Krümmung behindert wird. Eine einzige Bauform einer Grundleiste 1 kann damit für eine Topmontage (über die Basis 10) oder für eine Seitenmontage (über eine der Seitenwandungen 11, 12) genutzt werden, was die Herstellungs- und Lagerkosten (die sonst für die Herstellung und Lagerung unterschiedlicher Bauformen von Grundleisten erforderlich wären) deutlich reduzieren kann.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.
Eine Grundleiste der hier beschriebenen Art ist vorteilhafterweise als hochpolige Grundleiste ausgebildet und weist demzufolge beispielsweise mehr als zwölf Aufnahmeöffnungen für Kontaktelemente auf. Grundsätzlich ist aber denkbar, eine niederpolige Grundleiste auf die hier beschriebene Weise auszubilden.
Eine Grundleiste der hier beschriebenen Art kann vorteilhaft aus dem Kunststoff LCP hergestellt werden. Grundsätzlich kann eine Grundleiste aber auch aus anderen Materialien, insbesondere anderen Kunststoffmaterialien, hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Grundleiste
10: Basis
100: Boden
101: Außenseite
102: Dom
103: Öffnung
104, 105: Quersteg
11: Seitenwandung
110: Seitenfläche
111: Kopfkante
112: Führungssteg
113: Eingriffselemente
12: Seitenwandung
120: Seitenfläche
121: Kopfleiste
13: Aufnahmeraum
14: Kontaktelement
140, 141: Abschnitt
2: Steckerelemente
20: Leitung
3: Leiterplatte
B: Einhüllender Quader
E: Einsteckrichtung
L: Längsrichtung
M: Mittelpunkt
Q: Querrichtung
S: Steckplatz
V1, V2: Verformung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1672744 A2 [0009]
DE 202006018590 U1 [0009]
EP 0748005 A1 [0009]
US 6645005 [0009]

Claims

Grundleiste (1) zum Verbinden mit einer Leiterplatte (3), mit – einer längs entlang einer Längsrichtung (L) erstreckten, ersten Seitenwandung (11), – einer längs entlang der Längsrichtung (L) erstreckten, zweiten Seitenwandung (12), die entlang einer quer zur Längsrichtung (L) gerichteten Querrichtung (Q) zu der ersten Seitenwandung (11) beabstandet ist, so dass zwischen den Seitenwandungen (11, 12) ein Aufnahmeraum (13) gebildet ist, in den ein oder mehrere Steckerelemente (2) in eine Einsteckrichtung (E) einsteckbar sind, und – einer Basis (10), die die erste Seitenwandung (11) und die zweite Seitenwandung (12) miteinander verbindet und eine Mehrzahl von Aufnahmeöffnungen (103) zum Aufnehmen von elektrischen Kontaktelementen (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (M) der Grundleiste (1) dem geometrischen Schwerpunkt eines die Grundleiste einhüllenden, gedachten Quaders (B) entspricht.
Grundleiste (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckrichtung (E) senkrecht zur Längsrichtung (L) und senkrecht zur Querrichtung (Q) gerichtet ist.
Grundleiste (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Seitenwandung (11) eine Mehrzahl von entlang der Einsteckrichtung (E) erstreckten, in den Aufnahmeraum (13) vorspringenden, entlang der Längsrichtung zueinander beabstandeten Führungsstegen (112) angeordnet ist.
Grundleiste (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungsstege (112), betrachtet in Längsrichtung (L), zwischen sich einen Steckplatz (S1) definieren, in den ein Steckerelement (2) in die Einsteckrichtung (E) einsteckbar ist.
Grundleiste (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwandung (11) mit einer Kopfkante (111) an einer von der Basis (10) abgewandten Seite entgegen der Einsteckrichtung (E) über die Führungsstege (112) hinaus vorsteht.
Grundleiste (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwandung (11) sich mit einer Seitenfläche (110) eben entlang der Längsrichtung (L) erstreckt.
Grundleiste (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (11) an einer dem Aufnahmeraum (13) zugewandten Innenseite einen Boden (100) aufweist, der eben ausgebildet ist.
Grundleiste (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Boden (100) eine Mehrzahl von Domen (102) in den Aufnahmeraum (13) vorsteht, wobei an jedem Dom (102) eine Aufnahmeöffnung (103) für ein Kontaktelement (14) angeordnet ist.
Grundleiste (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (10) an einer dem Aufnahmeraum (13) abgewandten Außenseite (101) eine Mehrzahl von entlang der Querrichtung (Q) erstreckten Querstegen (104, 105) trägt, wobei zwischen zwei Querstegen (104, 105) eine Aufnahmeöffnung (103) angeordnet ist.
Grundleiste (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstege (104, 105), betrachtet entlang der Querrichtung (Q), sich über die gesamte Breite der Basis (10) erstrecken.
Grundleiste (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundleiste (1) aus einem flüssigkristallinen Polymer hergestellt ist.
Grundleiste (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundleiste (1) zwölf oder mehr Aufnahmeöffnungen (103) aufweist.