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Die Erfindung betrifft eine Leiterplatten-Verbinderanordnung
- - mit einem Paar von Leiterplattenklemmen, die jeweils ein Isolierstoff-Klemmengehäuse mit mindestens einer Leitereinführungsöffnung und mindestens eine Federkraftklemme in dem Isolierstoffgehäuse zum Anklemmen eines in eine zugeordnete Leitereinführungsöffnung einführbaren elektrischen Leiters hat und die zur elektrisch leitenden Anbindung der mindestens einen Federkraftklemme an eine Leiterplatte ausgebildet ist, und
- - mit einem Leiterplattenverbinder der ein Isolierstoff-Verbindergehäuse und mindestens einen sich von einem ersten Kontaktabschnitt des Isolierstoff-Verbindergehäuses zu einem gegenüberliegenden zweiten Kontaktabschnitt des Isolierstoff-Verbindergehäuses erstreckenden und an dem Isolierstoff-Verbindergehäuse befestigten, elektrisch leitenden Verbindungskontakt hat,
- - sich die freien Endabschnitte des mindestens einen Verbindungskontaktes im ersten und zweiten Kontaktabschnitt von einem Deckelteil des Isolierstoff-Verbindergehäuses zu einer dem Deckelteil gegenüberliegenden, zur Aufnahme einer Leiterplattenklemme ausgebildeten Öffnung hin erstrecken.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Leiterplattenverbinder für eine solche Leiterplatten-Verbinderanordnung mit einem Isolierstoff-Verbindergehäuse und mindestens einem sich von einem ersten Kontaktabschnitt des Isolierstoff-Verbindergehäuses zu einem gegenüberliegenden zweiten Kontaktabschnitt des Isolierstoff-Verbindergehäuses erstreckenden und an dem Isolierstoff-Verbindergehäuse befestigten, elektrisch leitenden Verbindungskontakt.
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Leiterplattenverbinder werden genutzt, um eine lösbare elektrisch leitende Steckverbindung zwischen zwei benachbarten Leiterplatten herzustellen. Hierzu werden die Leiterplattenklemmen jeweils am Randbereich einer zugeordneten Leiterplatte montiert. Anschließend wird der Leiterplattenverbinder als an die nebeneinander angeordneten Leiterplatten überbrückendes Element auf die einander gegenüberliegenden Leiterplattenklemmen aufgesetzt und mit den Leiterplattenklemmen elektrisch leitend verbunden.
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DE 10 2007 008 109 A1 offenbart eine Trägerplattenanordnung mit einer Mehrzahl von Trägerplatten für optoelektronische Bauelemente, bei der zwei benachbarte Trägerplatten mittels eines Verbindungskörpers mechanisch stabil miteinander verbunden sind. Der Verbindungskörper weist ein Mittelstück auf, das verformbar ausgeführt ist, sodass die zwei benachbarten Trägerplatten gegeneinander beweglich sind.
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DE 10 2011 018 719 A1 zeigt einen elektrischen Steckverbinder, der zwei Plattenverbinder mit sich zwischen den Plattenverbindern erstreckenden Verbinderklemmen hat. Durch die zweiteilige Ausführungsform der Plattenverbinder und deren Isolierstoffgehäuse mit zwischenliegendem Schlitz ist eine Querverschieblichkeit der angeschlossenen Leiterplatten mit entsprechendem Toleranzausgleich durch die Plattenverbinder möglich. Die Verbinderklemmen haben an ihrem Endbereich vorstehende Abschnitte zur Bildung eines Messerkontaktes, die in nach oben hin offene Gabelkontakte der Leiterplattenklemmen eingesteckt werden. Diese Leiterplattenklemmen sind ausschließlich zur Kontaktierung mit einem Leiterplattenverbinder vorgesehen und geeignet.
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Ebenso zeigt WO 2013/ 128 849 A1 einen Leiterplattenverbinder mit einem zweiteiligen Gehäuse, wobei die beiden Gehäuseteile über eine Gleitlagerverbindung der beiden Gehäuseteile quer zur Längserstreckungsrichtung des Leiterplattenverbinders verschieblich sind. In das Gehäuse sind Verbindungskontakte in Form von rechteckigen Stromschienen eingebaut, deren freie Enden frontseitig in einen ausschließlich hierfür bestimmten Gabelkontakt einer Leiterplattenklemme eingeführt werden.
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US 2012/ 0 020 088 A1 offenbart einen Leiterplattenverbinder mit einem einstückigen Isolierstoffgehäuse, in dem ebenfalls rechteckförmige stromschienenartige Verbindungselemente aufgenommen sind. Die Verbindungselemente sind in einem zentralen Bereich des Verbindungsgehäuseteils fixiert und an ihren freien Enden quer zur Längserstreckungsrichtung des Verbindergehäuseteils beweglich. Sie sind wiederum so ausgerichtet, dass die Verbindungselemente eine lotrecht auf der angrenzenden Leiterplattenebene ausgerichtete Ebene aufspannen. Die Verbindungselemente werden in ausschließlich hierfür vorgesehene Gabelkontakte eines zugeordneten Paars von Leiterplattenklemmen eingesteckt.
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US 2011/ 0 104 911 A1 zeigt Leiterplattenverbinder, bei denen die aus einem Isolierstoff-Verbindergehäuse herausragenden freien Enden von U-förmig gebogenen Stromschienenstäben in Aufnahmeöffnungen einer Leiterplatte eingesteckt werden und dort durch Federkraft kontaktieren.
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JP 2008 - 243 538 A zeigt eine Leiterplatten-Verbinderanordnung, bei der elastische Stromschienenstäbe in ein Isolierstoff-Verbindergehäuse eines Leiterplattenverbinders eingebaut sind. Diese werden mit ihren freien Enden in hierfür vorgesehene Öffnungen von Leiterplattenklemmen eingesteckt, die wiederum ausschließlich zur Kontaktierung eines Leiterplattenverbinders ausgebildet und vorgesehen sind.
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DE 10 2012 016 281 A1 zeigt eine elektrische Verbindungsanordnung mit einem Brückenelement, das zum Einbau in ein Brückenelementgehäuse und zum Aufsetzen auf zwei benachbarte Kontaktelemente nebeneinander angeordneten Leiterplatten vorgesehen ist. Die Kontaktelemente haben mehrere hintereinander in eine Reihe angeordnete Aufnahmepositionen für einen jeweiligen Gegensteckkontakt des Brückenelementes.
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DE 10 2011 103 738 A1 zeigt einen Kupplungsverbinder mit mindestens einem Paar von länglichen Stiftkontaktabschnitten, die sich in entgegengesetzte Richtung voneinander erstrecken und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Stiftkontaktabschnitte sind zum Einführen in aufeinander zuweisende Leitereinführungsöffnungen von auf eine jeweilige Leiterplatte auflötbare Steckverbinder vorgesehen.
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DE 10 2013 107 156 A1 zeigt eine Leiterplatten-Verbinderanordnung der eingangs genannten Art, bei dem ein zur elektrisch leitenden Verbindung zweier benachbart zueinander angeordneter Leiterplatten vorgesehener Leiterplattenverbinder mit einander gegenüberliegenden Steckkontaktabschnitten in Öffnungen an der Oberseite eines Isolierstoffgehäuses der Leiteranschlussklemmen eingesteckt werden, um dort elektrisch leitend an Federarmen eines Kontakteinsatzes angeklemmt zu werden.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leiterplatten-Verbinderanordnung zu schaffen, die auf einfache Weise eine zuverlässige und optionale elektrisch leitende Verbindung zweier benachbarter Leiterplatten mit einem möglichst einfach aufgebauten Leiterplattenverbinder ermöglicht und bei der die Leiterplattenklemmen auch anderweitig genutzt werden können.
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Die Aufgabe wird mit der Leiterplatten-Verbinderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit dem Leiterplattenverbinder für eine solche Leiterplatten-Verbinderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie mit der Leiterplatten-Verbinderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei einer gattungsgemäßen Leiterplatten-Verbinderanordnung wird vorgeschlagen,
- - dass das Isolierstoff-Klemmengehäuse der Leiterplattenklemmen an der Oberseite, die der Anbindungsseite zur Auflagerung und Anbindung der Leiterplattenklemme auf einer Leiterplatte gegenüberliegt, mindestens eine zu einer zugeordneten Federkraftklemme führende Betätigungsöffnung hat, die zu einer jeweiligen Federkraftklemme führt und zum Einführen eines Betätigungswerkzeuges zum Öffnen einer durch die jeweilige Federkraftklemme gebildeten Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters vorgesehen ist und
- - dass diese freien Endabschnitte des mindestens einen Verbindungskontaktes zur Einführung in eine jeweilige Betätigungsöffnung im Isolierstoff-Klemmengehäuse einer Leiterplattenklemme und zum elektrisch leitenden Anklemmen an die jeweilige Federkraftklemme angepasst sind.
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Für die elektrisch leitende Verbindung zweier benachbarter Leiterplatten wird zunächst einmal die Nutzung von Leiterplattenklemmen vorgeschlagen, die eine Leitereinführungsöffnung und Federkraftklemmen haben, die an sich zum Anklemmen eines elektrischen Leiters ausgebildet sind. Die zur Leiterplattenverbindung genutzten Leiterplattenklemmen sind somit primär zum Anklemmen eines elektrischen Leiters vorgesehen und nicht speziell an einen Leiterplattenverbinder angepasst. Es wird nun vorgeschlagen, die Betätigungsöffnung einer solchen Leiterplattenklemme zu nutzen, um das freie Ende eines Verbindungskontaktes einer Leiterplattenklemme in diese Betätigungsöffnung einzuführen und an die sich hieran anschließende Federkraftklemme anzuklemmen. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Betätigungsöffnung einer Leiterplattenklemme zwangsweise zu der Federkraftklemme führt und nicht nur zur Betätigung der Federkraftklemme zum Anschließen und/oder Entnehmen eines angeklemmten elektrischen Leiters genutzt werden kann, sondern über die Betätigungsöffnung auch eine elektrisch leitende Kontaktierung eines Verbindungskontaktes möglich ist, der in eine solche Betätigungsöffnung eingeführt wird. Der Leiterplattenverbinder wird somit gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung auf die Leiterplattenklemmen aufgesetzt, um die freien Enden der Verbindungskontakte von oben in die dort vorhandenen Betätigungsöffnungen einzuführen und an die anschließende Federkraftklemme anzuklemmen.
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Dies hat den Vorteil, dass die Verbinderkontakte mit Hilfe der Betätigungsöffnung einer Leiterplattenklemme hinsichtlich ihrer Lage mehr oder weniger fixiert sind. Jedenfalls ist die Relativbeweglichkeit der Verbindungskontakte im Bereich der Betätigungsöffnungen der Leiterplattenklemmen eingeschränkt.
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Eine Umgestaltung der Leiterplattenklemmen, die an sich zum Anklemmen elektrischer Leiter vorgesehen und ausgebildet sind, ist dabei nicht erforderlich.
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Der Leiterplattenverbinder kann sehr einfach aus einem Isolierstoff-Verbindergehäuse z.B. im Kunststoff-Spritzgussverfahren mit dem mindestens einen elektrisch leitenden Verbindungskontakt, der in das Isolierstoff-Verbindergehäuse eingesetzt ist, hergestellt werden. Der Leiterplattenverbinder muss dann nur an die Konstruktion der handelsüblichen Leiterplattenklemmen angepasst werden, ohne dass eine weitere Anpassung der Leiterplattenklemmen zur Nutzung für eine Leiterplatten-Verbinderanordnung mit Hilfe eines Leiterplattenverbinders erforderlich ist.
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Die Leiterplatten-Verbinderanordnung kann einpolig oder mehrpolig sein. Daher ist der Begriff „ein“ nicht als Zahlwort zu verstehen, sondern im Sinne von „mindestens ein“. Eine einpolige Leiterplattenklemme hat genau einen Leiterklemmanschluss, der aus passend zueinander ausgerichteter Leitereinführungsöffnung, Federkraftklemme und Betätigungsöffnung gebildet wird. Bei einer mehrpoligen Leiterplattenklemme ist eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Leiterklemmanschlüssen vorhanden. Die Federkraftklemme kann einteilig oder aus Stromschienenstück oder Kontaktstift und einer Klemmfeder mehrteilig aufgebaut sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die mindestens eine Federkraftklemme zwei einander gegenüberliegende Blattfederzungen hat, deren aufeinander zu weisenden freien Zungenenden eine Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters bilden und deren Zungenwurzel in einen jeweiligen Seitenwandabschnitt übergehen. Die Seitwandabschnitte sind dann einstückig über einen gemeinsamen Bodenabschnitt miteinander verbunden. Der Bodenabschnitt bildet eine Auflagerfläche zur Auflagerung der Leiterplattenklemme auf einer Leiterplatte.
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Mit Hilfe des Bodenabschnitts und der Seitenwandabschnitte und gegebenenfalls eines optional integral mit den Seitenwandabschnitten geformten, parallel zum Bodenabschnitt umgebogenen Deckelabschnittes wird ein Einführungstunnel zum Einführen eines elektrischen Leiters gebildet, der dann zu den Blattfederzungen führt. Dieser Tunnel kann im Bereich des Deckelteils auch mindestens teilweise oder vollständig durch das Isolierstoff-Klemmengehäuse gebildet werden. An diesen Einführungstunnel schließen sich dann die Blattfederzungen an, die eine seitliche Führung eines eingeführten elektrischen Leiters bilden. Der Bodenabschnitt erstreckt sich in einer bevorzugten Ausführungsform weiter in Leitereinsteckrichtung entsprechend der Erstreckungsrichtung der Blattfederzungen, um auch dort eine Leiterführung bereitzustellen. Der Bodenabschnitt kann dann z.B. in Richtung Deckelteil hin geneigt sein, um eine trichterförmige Einführungsöffnung zu schaffen. Dieser Trichter kann bereits im Tunnel vorhanden sein. Der dem Bodenbereich gegenüberliegende Deckelbereich wird dann bevorzugt durch das Isolierstoffgehäuse gebildet, welches auch eine zum Bodenbereich hin gerichtete Schrägfläche zur Bildung einer tunnelartigen Leiterführung hat. Auf diese Weise wird ein elektrischer Leiter zu einer an den Zungenenden der Blattfederzungen gebildeten Klemmstelle geführt. Die Zungenenden können dann mit ihren freien Enden wieder voneinander weg gebogen oder aber auch scharfkantig mit ihren freien Enden noch weiter aufeinander zu gebogen sein.
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Die Betätigungsöffnung in dem Isolierstoff-Klemmgehäuse ist dann oberhalb der Blattfederzungen und bevorzugt direkt oberhalb der Zungenenden angeordnet. Ein in die Betätigungsöffnung eingeführtes Betätigungswerkzeug oder ein freies Ende eines Verbindungskontaktes eines Leiterplattenverbinders gelangt somit in den Raum zwischen die Blattfederzungen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform haben die Blattfederzungen an der dem Bodenabschnitt gegenüberliegenden Seite Betätigungslaschen, die angrenzend zu einer jeweiligen Betätigungsöffnung des Isolierstoff-Klemmengehäuses angeordnet sind. Diese Betätigungslaschen sind vorzugsweise voneinander weg gebogen, um einen Einführungstrichter für ein Betätigungswerkzeug oder das freie Ende eines Verbindungskontaktes eines Leiterplattenverbinders zu schaffen.
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Der Leiterplattenverbinder und das Paar von Leiterplattenklemmen sind bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass beim Aufstecken des Leiterplattenverbinders auf das Paar von Leiterplattenklemmen die freien Endabschnitte des mindestens einen Verbindungskontaktes in eine zugeordnete Betätigungsöffnung hinein und gegebenenfalls an den optional vorhandenen Betätigungslaschen entlang zu der an den Zungenenden der Blattfederzungen gebildeten Klemmstelle hin geführt und an der Klemmstelle angeklemmt werden. Die Klemmstellen der Leiterplattenklemmen, die an sich zum Anklemmen eines elektrischen Leiters vorgesehen sind, werden über die Betätigungsöffnung zum Anklemmen des Leiterplattenverbinders genutzt. Während ein elektrischer Leiter in Leitereinsteckrichtung durch die Leitereinführungsöffnung zur Klemmstelle geleitet wird, erfolgt das elektrische Kontaktieren der Verbindungskontakte der Leiterplattenverbinder quer hierzu über die Betätigungsöffnung so, dass die freien Enden der Verbindungskontakte annähernd senkrecht zu dem Bodenabschnitt und der daran angebundenen Leiterplattenebene ausgerichtet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat der mindestens eine Verbindungskontakt gebogene Toleranzausgleichsabschnitte. Die Leiterplattenklemmen-Aufnahmeräume im ersten und zweiten Kontaktabschnitt des Isolierstoff-Verbindergehäuses sind dann größer als die Leiterplattenklemmen, sodass das Isolierstoff-Verbindergehäuse nicht an der zugeordneten Leiterplattenklemme lagefixiert ist. Vielmehr wird hierdurch eine Relativbeweglichkeit des Leiterplattenverbinders bei einer Lageveränderung der mit den Leiterplattenklemmen angebundenen Leiterplatten zueinander ermöglicht. Der an das Paar von Leiterplattenklemmen angeklemmte Leiterplattenverbinder ist so ausgebildet, dass er sich durch Verformung der Verbindungskontakte in den Toleranzausgleichsabschnitten an eine Veränderung der Lage der Leiterplattenklemmen zueinander unter Beibehaltung der Kontaktierung des mindestens einen Verbindungskontaktes mit den Federkraftklemmen anpasst. Durch die Nutzung der an der Oberseite der Isolierstoff-Klemmengehäuse vorhandenen Betätigungsöffnung wird erreicht, dass die Verbindungskontakte in Bezug auf die Federkraftklemmen hinreichend lagefixiert sind, um auch bei einer Lageveränderung des Paars von Leiterplattenklemmen die Lage zueinander sicherzustellen. Der Lageausgleich im Leiterplattenverbinder wird durch die in den Toleranzausgleichsabschnitten beweglichen Verbindungskontakte sowie durch die innerhalb einer vorgegebenen Toleranz mögliche Bewegung der Leiterplattenklemmen in den Leiterplattenklemmen-Aufnahmeräumen des Leiterplattenverbinders sichergestellt.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Verbindungskontakt im ersten und zweiten Kontaktabschnitt an dem Deckelteil des Isolierstoff-Verbindergehäuses verrastet ist. Der Verbindungskontakt ist somit nicht im Bereich benachbart zur Betätigungsöffnung einer zugeordneten Leiterplattenklemme beweglich, sondern im Bereich zwischen den ersten und zweiten Kontaktabschnitten.
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Vorzugsweise erstreckt sich der mindestens eine Verbindungskontakt ausgehend von den freien Endabschnitten nach einer Biegung parallel zum Deckelteil des Isolierstoff-Verbindergehäuses. Er ist dann in einem mittleren Bereich zwischen dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt vom Deckelteil weg in Richtung einer zur Aufnahme der Leiterplattenklemme vorgesehenen Öffnung des Isolierstoff-Verbindergehäuses gebogen und nach abermaliger Biegung in einem gemeinsamen zentralen Verbindungsabschnitt sind diese heruntergebogenen Abschnitte wiederum miteinander verbunden.
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Das Isolierstoff-Verbindergehäuse hat dann vorzugsweise im mittleren Bereich zwischen dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt einen sich vom Deckelteil weg erstreckenden Steg. Der gemeinsame zentrale Verbindungsabschnitt eines Verbindungskontaktes taucht dann in eine jeweilige Nut in dem Steg ein. Mit Hilfe des Steges wird das Isolierstoff-Verbindergehäuse stabilisiert und die Verbindungskontakte werden innerhalb einer vorgegebenen Toleranz beweglich im Isolierstoff-Verbindergehäuse aufgenommen.
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Die freien Endabschnitte des mindestens einen Verbindungskontaktes sind vorzugsweise tropfenförmig. D.h., dass sie sich zum freien Ende hin zunächst etwas verbreitern und dann wieder zulaufen. Damit wird erreicht, dass die freien Enden der Verbindungskontakte mit Hilfe des zulaufenden Abschnitts in die Federklemme eingeführt werden und diese zur Kontaktierung auslenken. Die elektrisch leitende Kontaktierung an dem so ausgelenkten Federklemmenkontakt erfolgt dann an dem verbreiterten Abschnitt, sodass eine sichere, langzeitstabile elektrisch leitende Kontaktierung auch bei Relativbewegung des Paars von Leiterplattenklemmen bzw. der hieran angebundenen Leiterplatten sichergestellt ist.
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Der mindestens eine Verbindungskontakt ist bevorzugt als ein im Querschnitt rechteckförmiges Blechteil ausgeführt. Das Blechteil ist dann zur Bildung eines flachen, quer zur Ebene des rechteckförmigen Blechteils ausgerichteten zweilagigen Steckkontaktes an den freien Endbereichen umgefaltet.
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In dem Bereich, der sich an die umgefalteten freien Endbereiche anschließt, ist das Blechteil bevorzugt so ausgebildet, dass es zumindest in Teilabschnitten eine parallel zu den Bodenabschnitten der Federkraftklemme bzw. Leiterplattenebene der angebundenen elektrischen Leiterplatten ausgerichtete Ebene aufspannt. Sie sind somit nicht wie im Stand der Technik als quer zur Leiterplattenebene stehende Stromschienenstäbe ausgerichtet, sondern diesbezüglich um 90° gedreht.
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung hat der Leiterplattenverbinder ein Isolierstoff-Verbindergehäuse mit einem ersten Kontaktabschnitt, aus dem sich mindestens ein elektrisch leitender Verbindungskontakt herauserstreckt, der an dem Isolierstoff-Verbindergehäuse befestigt ist.
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Unter befestigt wird im Sinne der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit sämtlichen Ausführungsformen verstanden, dass z.B. ein Verbindungskontakt an dem Isolierstoff-Verbindergehäuse gehalten wird, wobei eine Relativbewegung zwischen den aneinander befestigten Teilen immer noch zumindest in einem Toleranzbereich möglich sein kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung hat wiederum mindestens eines der Isolierstoff-Klemmengehäuse der Leiterplattenklemmen an der Oberseite mindestens eine zu einer zugeordneten Federkraftklemme führende Betätigungsöffnung, die zu einer jeweiligen Federkraftklemme führt und zum Einführen eines Betätigungswerkzeugs und zum Öffnen einer durch die jeweilige Federkraftklemme gebildeten Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters vorgesehen ist. Ein in dem Isolierstoff-Verbindergehäuse des Leiterplattenverbinders angeordneter freier Endabschnitt des mindestens einen Verbindungskontaktes erstreckt sich nun von einem Deckelteil des Isolierstoff-Verbindergehäuses zu einer dem Deckelteil gegenüberliegenden, zur Aufnahme einer Leiterplattenklemme ausgebildeten Öffnung hin. Dieser freie Endabschnitt ist dabei zur Einführung in eine jeweilige Betätigungsöffnung im Isolierstoff-Klemmengehäuse einer Leiterplattenklemme und zum elektrisch leitenden Anklemmen an die jeweilige Federkraftklemme angepasst.
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Wiederum ist somit eine Klemmkontaktierung auf einer Seite der Leiterplattenverbinder durch Einstecken der freien Endabschnitte der Verbindungskontakte in die an der Oberseite der Leiterplattenklemme befindliche Betätigungsöffnung vorgesehen.
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Der mindestens eine Verbindungskontakt erstreckt sich aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse heraus. Damit kann die zweite Leiterplattenklemme durch Einführen der aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse herausragenden Verbindungskontakte in die frontseitigen Leitereinführungsöffnungen einer Leiterplattenklemme mit dieser kontaktiert werden.
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Die aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse herausragenden freien Endabschnitte sind besonders bevorzugt in einem Verdrehbereich gegenüber der Ebene, die der Verbindungskontakt im sich daran anschließenden Abschnitt aufspannt, um die Achse in Erstreckungsrichtung des jeweiligen Verbindungskontaktes verdreht. So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verbindungskontakte an einer Ebene parallel zur Auflageebene der anzuschließenden Leiterplattenklemme bzw. der darunter liegenden Leiterplatte ausgerichtet sind und die herausragenden freien Endabschnitte diesbezüglich um ca. 90° verdreht sind. Es versteht sich, dass eine solche Verdrehung auch in einem Toleranzbereich erfolgen kann, d.h. um 90° +/- 10°.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die freien Endbereiche, die aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse herausragen, zumindest an einer Seite gewölbt sind. Damit wird die Stabilität gegenüber einer Verbiegung vergrößert und die elektrischen Kontakteigenschaften für den Federkontakt verbessert. Die Wölbung kann z.B. konkav sein.
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Die einander diametral gegenüberliegenden freien Endabschnitte eines Verbindungskontaktes sind vorzugsweise im Wesentlichen, d.h. mit einer Toleranz von +/-10°, senkrecht zueinander ausgerichtet.
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Im Übrigen ist dieses zweite Ausführungsbeispiel im Wesentlichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel vergleichbar, sodass die dort beschriebenen Vorteile und Merkmale auch in Kombination vorteilhaft sind, mit dem elementaren Unterschied, dass bei der zweiten Ausführungsform die Verbindungskontakte aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse herausragen, um durch die Leitereinführungsöffnungen im Isolierstoff-Klemmengehäuse der anzuklemmenden Leiterplattenklemme nicht über die Betätigungsöffnung kontaktiert zu werden. Die Kontaktierung über die Betätigungsöffnung erfolgt nur an einer Seite der Leiterplattenklemme und nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel an beiden Seiten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 - perspektivische Schnittansicht durch eine Leiterplatten-Verbinderanordnung;
- 2 - perspektivische Ansicht einer Leiterplatten-Verbinderanordnung mit einem Paar von Leiterplattenklemmen und einem Paar von Verbindungskontakten eines Leiterplattenverbinders ohne Isolierstoff-Verbindergehäuse;
- 3 - Seiten-Schnittansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 2;
- Figur 4 - Draufsicht auf die Verbinderanordnung aus 2 und 3;
- 5 - perspektivische Ansicht eines Isolierstoff-Verbindergehäuses eines Leiterplattenverbinders;
- 6 - Aufsicht auf den Leiterplattenverbinder aus 1 von der Unterseite;
- 7 - Seiten-Schnittansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 1 mit Schnittlinien A-A und B-B;
- 8 - Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 7 von unten;
- 9 - Querschnittsansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 7 im Schnitt A-A;
- 10 - Querschnittsansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 7 im Schnitt B-B;
- 11 - perspektivische Ansicht eines Verbindungskontaktes für den Leiterplattenverbinder;
- 12 - Seitenansicht des Verbindungskontaktes aus 11;
- 13 - perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Leiterplattenverbinders schräg von hinten;
- 14 - perspektivische Ansicht des Leiterplattenverbinders aus 13 schräg von vorne;
- 15 - Aufsicht auf den Leiterplattenverbinder aus 13 und 14 von der Unterseite;
- 16 - Frontansicht der zweiten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders aus 13 bis 15;
- 17 - perspektivische Ansicht eines Verbindungskontaktes der zweiten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders;
- 18 - perspektivische, gegenüber der Ansicht aus 17 gedrehte Ansicht des Verbindungskontaktes aus 17;
- 19 - Seiten-Schnittansicht durch eine Leiterplatten-Verbinderanordnung der zweiten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders;
- 20 - perspektivische Schnittansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 19;
- 21 - Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung im Vorsteck-Zustand;
- 22 - Seiten-Schnittansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 21 im Vorsteck-Zustand;
- 23 - perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 21 und 22 im Vorsteck-Zustand;
- 24 - perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 23 ohne Isolierstoff-Verbindergehäuse im Vorsteckzustand;
- 25 - perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 23 ohne Isolierstoff-Verbindergehäuse im Steckzustand;
- Figur 26 - Draufsicht auf die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 24;
- Figur 27 - Draufsicht auf die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 25 mit Isolierstoff-Verbindergehäuse;
- 28 - perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 26;
- 29 - Querschnittsansicht durch die zweite Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung im Kontaktbereich mit einer Leiterplattenklemme.
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Figur 1 lässt eine perspektivische Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform einer Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 erkennen. Die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 hat ein Paar Leiterplattenklemmen 2a, 2b, die einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet an jeweils eine zugeordnete Leiterplatte (nicht dargestellt) angebunden oder an diese anbindbar sind. Weiterhin hat die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 einen Leiterplattenverbinder 3, der die beiden Leiterplattenklemmen 2a, 2b überbrückt und zur Steckkontaktierung der Leiterplattenklemmen 2a, 2b ausgebildet ist.
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Die Leiterplattenklemmen 2a, 2b haben jeweils mindestens eine Federkraftklemme 4, die in ein Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 eingebaut ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat jede Leiterplattenklemme 2a, 2b jeweils ein Paar, d.h. zwei nebeneinander liegende Federkraftklemmen, um zwei elektrische Leiter unabhängig voneinander anzuklemmen. Hierzu hat das Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 für jede Federkraftklemme 4 eine Leitereinführungsöffnung 6, die zu einer jeweiligen Klemmstelle der zugeordneten Federkraftklemme 4 führt. Die Klemmstelle wird durch zwei Blattfederzungen 7 gebildet, die sich in Leitereinsteckrichtung aufeinander zu erstrecken. In der dargestellten Schnittansicht ist nur eine Blattfederzunge 7 pro Federkraftklemme 4 sichtbar. Die Blattfederzungen 7 sind mit ihrer Zungenwurzel 8 jeweils an einen Seitenwandabschnitt 9 angebunden, der in einen Bodenabschnitt 10 übergeht. Auf diese Weise wird in Leitereinsteckrichtung hinter der Leitereinführungsöffnung 6 und vor den Blattfederzungen 7 eine Art Leitereinführungstunnel geschaffen, der zumindest durch die Seitenwandabschnitte 9 und den Bodenabschnitt 10 geschlossen ist. Der Tunnel kann an der Oberseite gegenüberliegend zum Bodenabschnitt 10 entweder durch das Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 oder durch einen wiederum umgefalteten Deckelabschnitt, der vom Seitenwandabschnitt 9 abgeht, mindestens teilweise geschlossen sein.
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Erkennbar ist, dass die Bodenabschnitte 10 in Richtung Deckelteil des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 geneigt sind, um eine Leitereinführungsschräge zu bilden. Entsprechend ist auch im Deckelbereich des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 eine Einführungsschräge 11 im Innenraum vorhanden, sodass eine trichterförmige Leiterführung zu einer Klemmstelle hin gebildet wird, um einen in eine Leitereinführungsöffnung 6 eingesteckten Leiter zur Klemmstelle zu führen, die an den Zungenenden der Blattfederzungen 7 gebildet wird.
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Das Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 hat an seiner Oberseite angrenzend an die Blattfederzungen 7 und insbesondere die Zungenenden, d.h. gegenüberliegend zum Bodenabschnitt 10 eine Betätigungsöffnung 12.
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Diese Leiterplattenklemmen 2a, 2b sind bspw. an sich bekannte Leiterplattenklemmen der Serie 2059 der Firma WAGO.
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Erkennbar ist weiterhin, dass die Leiterplattenklemmen 2a, 2b zur Oberflächen-Lötmontage (SMD-Technik) auf einer Leiterplatte ausgebildet sind. Hierzu haben die Bodenabschnitte Lötzungen 13, die eine Auflageebene zur Auflagerung auf einer Leiterplatte bereitstellen. Diese Auflageebene der Lötzungen 13 ist in etwa parallel zur Leiterplattenebene ausgerichtet, sodass die Auflageebene der Leiterplattenklemmen 2a, 2b auf einer Leiterplatte durch die Lötzungen 13 und deren gemeinsame aufgespannte Ebene definiert ist. Die Lötzungen 13 sind zur Oberflächen-Lötmontage vorgesehen und geeignet.
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Der Leiterplattenverbinder 3 hat ein Isolierstoff-Verbindergehäuse 14, in das eine passend zu der Anzahl von Federkraftklemmen 4 pro Leiterplattenklemme 2a, 2b angepasste Anzahl von Verbindungskontakten 15 eingebaut ist. Die Verbindungskontakte 15 sind so in das Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 eingebaut, dass ihre freien Endabschnitte 16a, 16b vom Deckelteil 17 des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 nach unten zu einer jeweiligen Öffnung im Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 hin gerichtet sind. Damit können die freien Endabschnitte 16a, 16b durch eine zugeordnete Betätigungsöffnung 12 einer Leiterplattenklemme 2a, 2b hindurch und an eine zugeordnete Federkraftklemme 4 angeklemmt werden, wenn der Leiterplattenverbinder 3 auf ein Paar von Leiterplattenklemmen 2a, 2b aufgesteckt wird. Die freien Endabschnitte 16a, 16b der Verbindungskontakte 15 ist dabei annähernd lotrecht (+/- 10°) zum Bodenabschnitt 10 der zugehörigen Federkraftklemme 4 ausgerichtet.
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Figur 2 lässt eine perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 aus 1 mit den beiden einander gegenüberliegenden Leiterplattenklemmen 2a, 2b und zwei Verbindungskontakten 15 des Leiterplattenverbinders 3 ohne Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 erkennen. Deutlich wird, dass die Leiterplattenklemmen 2a, 2b jeweils so ausgerichtet sind, dass ihre Leitereinführungsöffnungen 6 aufeinander zu gerichtet sind. Erkennbar ist auch, dass an der Oberseite der Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 für jede Federkraftklemme 4 jeweils eine Betätigungsöffnung 12 vorhanden ist. Die einander gegenüberliegenden freien Endabschnitte 16a, 16b der Verbindungskontakte 15 sind aber von oben durch die Betätigungsöffnung 12 hindurch in die Leiterplattenklemmen 2a, 2b hineingesteckt, um im Innenraum mit einer zugeordneten Federkraftklemme 4 elektrisch leitend zu kontaktieren. Anstelle eines durch eine Leitereinführungsöffnung 6 eingesteckten elektrischen Leiters wird somit der Verbindungskontakt 15 durch die Leiterplattenklemmen 2a, 2b über die zweckentfremdete Betätigungsöffnung 12 kontaktiert.
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An die freien Endabschnitte 16a 16b der Verbindungskontakte 15 schließt sich ein gebogener Toleranzausgleichsabschnitt an. Dieser ist durch jeweils einen Abschnitt des jeweiligen Verbindungskontaktes 15 gebildet, der sich nach einer Biegung vom freien Endabschnitt 16a, 16b parallel zum Deckelteil des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 bzw. parallel zur Leiterplattenauflageebene der Leiterplattenklemmen 2a, 2b erstreckt. Hieran schließt sich jeweils nach einer Biegung ein sich vom Deckelteil 17 weg in Richtung Leiterplattenauflageebene der Leiterplattenklemme 2a, 2b bzw. zur unteren Öffnung des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 hin erstreckender Abschnitt an. Diese Abschnitte sind wiederum im mittleren Bereich nach einer abermaligen Biegung in einem gemeinsamen zentralen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden.
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Dieser mittlere Verbindungsabschnitt mit den sich daran anschließenden quer verlaufenden Abschnitten bildet einen flexiblen, elastischen U-förmigen Toleranzausgleichsbereich. Bei einer Veränderung des Abstands der Leiterplattenklemmen 2a, 2b bzw. der daran angebundenen Leiterplatten zueinander ermöglicht dieser Toleranzausgleichsbereich bzw. Toleranzausgleichsabschnitt einen Längenausgleich des Leiterplattenverbinders 3 so, dass die Kontaktierung der freien Endabschnitte 16a, 16b an den zugeordneten Federkraftklemmen 4 nicht beeinträchtigt wird. In entsprechender Weise kann auch bei einer Querverschiebung der Leiterplatten zueinander in gewissem Maße ein Toleranzausgleich ohne Beeinträchtigung der Kontaktierung sichergestellt werden.
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Figur 3 lässt eine Seiten-Schnittansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 aus 2 erkennen. Deutlich wird, dass die einander gegenüberliegenden freien Endabschnitte 16a, 16b des Verbindungskontaktes 15 durch eine zugeordnete Betätigungsöffnung 12 an der Oberseite des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 hindurch zum Zungenende der Blattfederzungen 7 der Federkraftklemme 4 gerichtet sind. Auf diese Weise wird eine elektrisch leitende Kontaktierung der freien Endabschnitte 16a, 16b mit der Federkraftklemme 4 erreicht. Hierzu sind die freien Endabschnitte 16a, 16b tropfenförmig ausgebildet. Dies wird dadurch erreicht, dass der sich parallel zur Leiterplattenebene erstreckende rechteckförmige Verbindungskontakt in den freien Endabschnitten 16a, 16b verdreht wird. Die freien Endabschnitte 16a, 16b spannen damit eine Ebene auf, die quer zur Leiterplattenebene und der Ebene des Verbindungskontaktes in dem sich daran anschließenden Abschnitt sowie quer zur Ebene des Abschnitts des Verbindungskontaktes 15, der sich von dem Deckelteil zum Bodenteil hin erstreckt, steht.
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Deutlich wird auch, dass sich an die freien Endabschnitte 16a, 16b jeweils ein im Abstand von der Leiterplattenebene parallel zum nicht dargestellten Deckelteil erstreckender horizontaler Abschnitt 18a, 18b anschließt. Diese horizontalen Abschnitte 18a, 18b gehen nach einer Biegung jeweils in einen vertikalen oder annähernd vertikalen Abschnitt 19a, 19b über. Diese beiden vertikalen Abschnitte 19a, 19b sind dann in einem gemeinsamen zentralen Verbindungsabschnitt 20 miteinander verbunden. Dieser zentrale Verbindungsabschnitt 20 ist wiederum parallel zur Leiterplattenebene ausgerichtet und befindet sich in etwa auf der Ebene des Bodenabschnitts 10 der einander gegenüberliegenden Leiterplattenkontakte 2a, 2b. Durch die vertikalen Abschnitte 19a, 19b und den sich daran anschließenden zentralen Verbindungsabschnitt 20 sowie durch die Biegungen zwischen den vertikalen Abschnitten 19a, 19b und den horizontalen Abschnitten 18a, 18b wird ein Toleranzausgleichsabschnitt geschaffen. Die Biegungen führen mit dem U-förmig herausgebogenen Bereich zu einer Flexibilität der Verbindungskontakte 15.
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Aus der Schnittdarstellung ist weiterhin erkennbar, dass die Blattfederzungen 7 aus dem als Blechteil ausgeführten Federkraftklemmenkontakt so freigeschnitten sind, dass ein Schlitz zwischen den Blattfederzungen 7 und dem Bodenabschnitt 10 vorhanden ist. Damit können sich die Blattfederzungen 7 frei im Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereichs bewegen.
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Figur 4 lässt eine Draufsicht auf die Leiterplatten-Verbinderanordnung aus 2 und 3 erkennen. Deutlich wird, dass die Verbindungskontakte 15 von oben mit ihren freien Endabschnitten 16a, 16b in die zugeordneten Betätigungsöffnungen 12 im Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 der einander gegenüberliegenden beiden Leiterplattenklemmen 2a, 2b eingesteckt sind.
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Deutlich wird auch, dass die Verbindungskontakte 15 als rechteckförmige, aus einem Blechstreifen bestehende Kontaktelemente ausgebildet sind. Diese Verbindungskontakte 15 spannen eine Ebene auf, die sich parallel zur Leiterplattenebene bzw. der Anbindungsebene der Leiterplattenklemmen 2a, 2b auf eine Leiterplatte (nicht dargestellt) erstreckt. Die Leiterplattenauflageebene ist durch die Unterseite der Leiterplattenklemmen 2a, 2b und die Lötzungen 13 definiert.
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Figur 5 lässt eine perspektivische Ansicht des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 des Leiterplattenverbinders 3 erkennen. In dieses Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 sind die nicht sichtbaren Verbindungskontakte 15 fest eingebaut. Das Leiterplatten-Verbindergehäuse 14 bildet eine Schale mit einem Deckelteil 17, an das sich eine umlaufende Seitenwand 21 anschließt. Im Deckelteil 17 können Öffnungen 22 vorhanden sein, die zu einem jeweiligen, darunter liegenden Verbindungskontakt 15 führen. Diese Öffnungen 22 können bspw. als Prüföffnung zum Einführen eines Prüfwerkzeuges genutzt werden, um das elektrische Potential der darunter liegenden Verbindungskontakte 15 oder etwaige Signale an den Verbindungskontakten 15 zu testen.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 mit seinen umlaufenden Seitenwänden 21 relativ starr ausgebildet.
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Denkbar ist aber auch, dass insbesondere im mittleren Bereich ein Toleranzausgleich entweder durch ein elastisches Material im Zweikomponenten-Spritzgussverfahren oder durch mäanderförmige Stege im Deckelteil 17 und gegebenenfalls auch in den Seitenwänden 21 gebildet ist. Damit würde dann sichergestellt, dass nicht nur die Flexibilität der Verbindungskontakte 15 einen Toleranzausgleich bei einer Lageänderung der angeklemmten Leiterplattenklemmen 2a, 2b sicherstellt, sondern auch das Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 zu einem solchen Toleranzausgleich beiträgt.
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Figur 6 lässt eine Aufsicht auf den Leiterplattenverbinder 3 aus 1 und 5 von der Unterseite erkennen. Deutlich wird, dass die Verbindungskontakte 15 mit Hilfe von Rastnasen 23 des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 an dem Deckelteil 17 verrastet sind. Das schalenförmige Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 hat einen ersten Kontaktabschnitt 24a, der einen ersten Aufnahmeraum für eine Leiterplattenklemme 2a bereitstellt. Gegenüberliegend von diesem ersten Kontaktabschnitt 24a ist an dem anderen Ende des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 ein zweiter Kontaktabschnitt 24b vorgesehen. Dieser bildet einen Aufnahmeraum für eine zweite Leiterplattenklemme (nicht sichtbar).
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Die freien Endabschnitte 16a, 16b sind jeweils in dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt 24a, 24b so angeordnet, dass diese vom Deckelteil 17 nach unten zur Öffnung des schalenartigen Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 bzw. zur Öffnung in den entsprechenden ersten und zweiten Kontaktabschnitten 24a, 24b hin gerichtet sind.
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Der erste und zweite Kontaktabschnitt 24a, 24b ist durch einen zentralen Steg 25 voneinander getrennt. In diesem Steg 25 sind Nuten 26 eingebracht, in welche der zentrale Verbindungsabschnitt 20 der Verbindungskontakte 15 eintaucht.
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Die Fixierung der Verbindungskontakte 15 erfolgt mit Hilfe der Rastnasen 23 im ersten und zweiten Kontaktabschnitt 24a, 24b benachbart zu den freien Endabschnitten 16a, 16b. Die Verbindungskontakte 15 sind mit ihren horizontalen Abschnitten 18a, 18b mittels der Rastnasen 23 gleitend am Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 aufgenommen, um einen hinreichenden Toleranzausgleich zwischen den freien Endabschnitten 16a, 16b sicherzustellen.
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Erkennbar ist weiterhin, dass die freien Endabschnitte 16a, 16b durch Umfalten des rechteckförmigen Blechteils, aus dem die Verbindungskontakte 15 gebildet sind, so ausgeformt sind, dass die freien Endabschnitte 16a, 16b jeweils aus zwei parallelen Blechlagen bestehen. Diese sind quergestellt und stehen lotrecht zum horizontalen Abschnitt 18a, 18b. Sie spannen eine Ebene auf, die nicht nur lotrecht zu den horizontalen Abschnitten 18a, 18b steht, sondern sich auch in Erstreckungsrichtung der Verbindungskontakte 15 erstreckt.
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Figur 7 lässt eine Seiten-Schnittansicht durch eine oben beschriebene Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 erkennen. Dabei wird deutlich, dass die horizontalen Abschnitte 18a, 18b der Verbindungskontakte 15 am Deckelteil 17 des Isolierstoff-Verbindergehäuses 14 mittels Rastelementen (z.B. Rastnasen 23) verrastet sind.
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Erkennbar ist auch, dass das schalenförmige Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 an den einander gegenüberliegenden Endbereichen einen ersten und zweiten Kontaktabschnitt 24a, 24b hat, der einen Aufnahmeraum für eine zugeordnete Leiterplattenklemme 2a, 2b bereitstellt. Diese Aufnahmeräume sind erkennbar größer als der Umfang der aufgenommenen Leiterplattenklemmen 2a, 2b, die sich somit innerhalb eines Toleranzbereichs in dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt 24a, 24b bewegen können.
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Figur 8 lässt eine Aufsicht auf die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 aus 7 von der unten offenen Unterseite erkennen, welche die Auflagefläche zur Auflagerung auf den Leiterplatten (nicht dargestellt) bildet. Deutlich wird, dass die ersten und zweiten Kontaktaufnahmeräume 24a, 24b im zentralen Bereich durch einen Steg voneinander getrennt sind. In die Kontaktaufnahmeräume 24a, 24b tauchen die mit dem Leiterplattenverbinder 3 angeklemmten Leiteranschlussklemmen 2a, 2b ein. Von der Unterseite sind die Federkraftklemmen 4 mit ihren Bodenabschnitten 10 und den Lötanschlussflächen 13 erkennbar. Deutlich wird, dass von dem Bodenabschnitt 10 einer Federkraftklemme 4 jeweils einander gegenüberliegende Seitenwandabschnitte 9 abgehen, an die sich ein Paar einander gegenüberliegender Blattfederzungen 7 anschließen. Diese sind aufeinander zu gerichtet, um an den Zungenenden eine Klemmstelle für einen anzuklemmenden elektrischen Leiter zu bilden, wie dies an sich bekannt ist. Anschließend an den Bereich mit den Zungenenden sind von dem Bodenabschnitt 10 weitere Laschen 26 seitlich nach oben gefaltet. Diese sind von Isolierstoffmaterial umgeben, um die Federkraftklemme 4, d.h. den Metalleinsatz an dem Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 zu fixieren.
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Im Bereich der Lötanschlussflächen 13 hat die Seitenwand 21 des Isolierstoff-Verbindergehäuses Ausnehmungen 27 (Buchten), sodass die etwas vorstehenden Lötanschlussflächen 13 teilweise in den von der Seitenwand 21 abgedeckten Bereich hineinragen.
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Figur 9 lässt die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 im Querschnitt A-A erkennen, wie dieser in 7 skizziert ist. Deutlich wird dabei, dass die anzuklemmende zweipolige Leiteranschlussklemme 2a mit ausreichendem Spiel in dem Aufnahmeraum des ersten Kontaktabschnitts 24a aufgenommen ist. Der freie Endabschnitt 16a der Verbinderkontakte ragt jeweils durch eine zugeordnete Betätigungsöffnung 12 in den Klemmraum der Federkraftklemme 4 hinein, um zwischen dem aufeinander zu gerichteten und eine Federkraft ausübenden Paar von Blattfederzungen 7 an einer Klemmstelle angeklemmt zu werden. Erkennbar ist, dass die beiden Blattfederzungen 7 einer Federkraftklemme 4 angrenzend an die Betätigungsöffnung 12 im oberen Bereich jeweils eine gegenüber den Blattfederzungen 7 schräg nach außen voneinander weg weisende Betätigungslasche 28 haben. Damit wird beim Einführen eines Betätigungswerkzeuges oder der freien Endabschnitte 16a, 16b in die darüber liegende Betätigungsöffnung 12 erreicht, dass die Blattfederzungen 7 entgegen der Federkraft der Federkraftklemme 4 auseinander gedrückt werden und eine trichterförmige Führung für ein Betätigungswerkzeug oder die freien Endabschnitte 16a, 16b bereitgestellt wird.
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Figur 10 lässt eine Querschnittsansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung 1 aus 7 im Schnitt B-B (vgl. 7) erkennen. Deutlich wird, dass die Verbindungskontakte 15 im horizontalen Abschnitt 18a angrenzend an die nach unten abgebogenen freien Endabschnitte 16a, 16b durch Rastnasen 23 am Isolierstoff-Verbindergehäuse 14 in dessen Deckelteil verrastet sind. Die Verbindungskontakte 15 tauchen dabei in Führungsnuten an der Innenseite des Deckelteils 17 ein, die durch die Rastnasen 23 zum offenen Aufnahmeraum im ersten und zweiten Kontaktabschnitt 24a, 24b begrenzt sind.
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Erkennbar ist weiterhin, dass jede Federkraftklemme 4 ein Paar voneinander beabstandeter und mit ihrem freien Ende aufeinander zu laufender Blattfederzungen 7 hat. Zwischen den Zungenenden wird ein Klemmkontakt gebildet, an dem bei aufgestecktem Leiterplattenverbinder 3 die freien Endabschnitte 16a, 16b angeklemmt werden.
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Figur 11 lässt eine perspektivische Ansicht eines Verbindungskontaktes 15 erkennen. Dabei wird deutlich, dass der Verbindungskontakt 15 aus einem rechteckförmigen Blechstreifen gebildet ist, der sich in eine Längserstreckungsrichtung L erstreckt. Die einander gegenüberliegenden freien Endabschnitte 16a, 16b sind durch Umfalten des Kontaktblechs zweilagig ausgeformt. Die freien Endabschnitte 16a, 16b spannen eine Ebene auf, die lotrecht zur Ebene des sich daran anschließenden horizontalten Abschnitts 18a, 18b und lotrecht zu den sich daran anschließenden vertikalen Abschnitten 19a, 19b steht. Erkennbar ist auch der zentrale Abschnitt 20, der die vertikalen Abschnitte 19a, 19b miteinander verbindet.
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Erkennbar ist auch, dass der Abstand zwischen den beiden horizontalen Abschnitten 18a und 18b geringer als der zentrale Verbindungsabschnitt 20 ist. Die Innenwinkel zwischen den horizontalen Abschnitten 18a, 18b und den zugehörigen vertikalen Abschnitten 19a, 19b sowie die Innenwinkel zwischen den vertikalen Abschnitten 19a und 19b und dem zentralen Abschnitt 20 sind somit etwas geringer als 90°. Sie liegen bevorzugt im Bereich von etwa 80 bis 90°. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel etwa 85°.
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Dies wird aus 12 noch besser erkennbar, die eine Seitenansicht des Verbindungskontaktes 15 zeigt. Hierbei wird auch deutlich, dass die freien Endabschnitte 16a, 16b tropfenförmig so ausgebildet sind, dass sich die Kontaktfläche ausgehend vom zentralen Bereich zum freien Ende hin verjüngt. Auch in Richtung des sich nach einem Knick anschließenden horizontalen Abschnitts 18a, 18b verjüngt sich die Fläche in der Seitenansicht wieder. Dies resultiert daraus, dass das Blechmaterial in den freien Enden um 90° umgebogen ist, um einen zweilagigen, aus zwei parallel nebeneinander liegenden Blechabschnitten gebildeten freien Endabschnitt 16a, 16b zu bilden.
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Figur 13 lässt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Leiterplattenverbinders 300 erkennen. Dieser Leiterplattenverbinder 300 ist zum Aufstecken auf eine Leiterplattenklemme 2a in der in Verbindung mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 3 erläuterten Art sowie zum Einstecken in Leitereinführungsöffnungen einer zweiten Leiterplattenklemme 2b vorgesehen. Daher deckt das Isolierstoff-Verbindergehäuse die Verbindungskontakte 315 nur über einen Teil ihrer Länge ab. Das Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 ist zum Aufsetzen auf eine Leiterplattenklemme 2a, wie sie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung bereits beschrieben wurde, vorgesehen und daher vergleichbar zur ersten Ausführungsform konturiert. Auch die Verbindungskontakte 315 sind in ihrem von dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 abgedeckten Bereich vergleichbar zur ersten Ausführungsform ausgebildet. Bei dieser zweiten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 300 erstrecken sich die Verbindungskontakte 315 nunmehr aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 heraus und ragen somit mit ihren freien Steckkontaktabschnitten 316b aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 heraus. An dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 sind ebenfalls hervorragende Führungsstege 330 angeordnet, die sich parallel über eine Teilstrecke der herausragenden Kontaktabschnitte 316b beidseits jeweils zu einem zugehörigen Verbindungskontakt 315 erstrecken. Diese Führungsstege 330 haben eine etwas größere Breite als die Verbindungskontakte 315, sodass die Verbindungskontakte 315 im Bereich der Führungsstege 330 diese nicht überragen.
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Das Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 geht stirnseitig im Bereich der herausragenden Kontaktabschnitte 316b in einen Führungskörper 331 über, der einen geringeren Umfang als das Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 im Bereich des Aufnahmeraums für eine Leiterplattenklemme 2a, 2b hat. An den Führungskörper 331 schließen sich dann integral die Führungsstege 330 an.
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Figur 14 lässt eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 300 schräg von vorne erkennen. Es wird deutlich, dass die Verbindungskontakte 315 mit ihren freien Kontaktabschnitten 316b aus dem Isolierstoffgehäuse 314 herausragen. Das Isolierstoffgehäuse 314 hat dabei einen gegenüber dem Hauptkörper verjüngten Führungskörper 331, an den sich die Führungsstege 330 integral anschließen.
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Figur 15 lässt eine Aufsicht auf die zweite Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 300 aus 13 und 14 von der Unterseite erkennen. Vergleichbar zur ersten Ausführungsform sind die freien Endabschnitte 316a durch Umfalten des rechteckförmigen Blechteils, aus dem die Verbindungskontakte 315 gebildet sind, so ausgeformt, dass der freie Endabschnitt 316a eines Verbindungskontaktes 315 jeweils aus zwei parallelen Blechlagen besteht. Diese sind quergestellt und stehen annähernd lotrecht zum horizontalen Abschnitt 318a. Sie spannen eine Ebene auf, die nicht nur lotrecht zu dem horizontalen Abschnitt 318a steht, sondern sich auch in Erstreckungsrichtung der Verbindungskontakte 315 erstreckt.
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An den horizontalten Abschnitt 318a schließt sich dann nach einer Umbiegung ein weiterer Abschnitt an, dessen freies Ende als freier Endabschnitt 316b aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 herausragt. Der horizontale Abschnitt 318a eines Verbindungskontaktes 315 ist jeweils mit einer Rastnase am Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 festgelegt. Dabei werden die Verbindungskontakte 315 mit ihrem horizontalen Abschnitt 318a mittels der Rastnasen 23 gleitend am Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 aufgenommen, um einen hinreichenden Toleranzausgleich zwischen den freien Endabschnitten 316a, 316b sicherzustellen. Die Bewegung in Längserstreckungsrichtung der Verbindungskontakte 315 ist allerdings durch eine Mulde 332 an der Seitenkante des Verbindungskontaktes 315 eingeschränkt, in die eine Nase 333 eintaucht. Die Nase 333 ist schmaler als die Länge der Mulde 332, sodass eine Bewegung der Verbindungskontakte 315 in dem hierdurch vorgegebenen Toleranzbereich möglich bleibt.
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Die Verbindungskontakte 315 sind dann um ihre Achse in Erstreckungsrichtung verdreht (Drehbiegeabschnitt 334), um anschließend mit dem freien Endabschnitt 316b aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 herauszuragen. Die aus dem Isolierstoffgehäuse herausragenden freien Endabschnitte 316b spannen somit eine Ebene auf, die gegenüber der sich daran anschließenden Ebene hinter dem Verdrehabschnitt 334 in der Achse entsprechende Erstreckungsrichtung der Verbindungskontakte 315 verdreht ist. Der Drehwinkel beträgt vorzugsweise etwa 90° +/- einer Toleranz im Bereich von etwa +/- 10°.
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Figur 16 lässt eine Frontansicht auf die zweite Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 300 erkennen. Deutlich wird, dass die freien Endabschnitte 316b an der Stirnseite herausragen. Sie werden dabei beidseits durch die Führungsstege 330 über eine Teillänge abgedeckt werden. Der Führungskörper 331 umgibt die beiden parallel nebeneinander angeordneten freien Endabschnitte 316b an der Oberseite und an der rechten und linken Außenseite. Im Übrigen sind im Führungskörper 331 für jeden Verbindungskontakt 315 jeweils eigene, voneinander beabstandete Isolierstoff-Schutzkonturen vorhanden.
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Deutlich wird auch, dass die Verbindungskontakte 315 im Bereich des Führungskörpers 331 verdreht und gekrümmt sind.
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Figur 17 lässt eine perspektivische Ansicht eines Verbindungskontaktes 315 für die zweite Ausführungsform des Leiterplattenverbinders 300 erkennen. Hierbei wird nochmals deutlich, dass der zweite, aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 herausragende freie Endabschnitt 316b gekrümmt ist. Der freie Endabschnitt 316b ist an seiner Innenseite über seine Erstreckungslänge konkav, d.h. nach innen gewölbt. Es schließt sich der Verdrehabschnitt 334 an. Weiterhin ist die Mulde 332 und eine Rastnase 32 erkennbar. Deutlich wird, dass der horizontale Abschnitt 318a aus der Ebene des freien Endabschnitts 316b nach einem Biegeabschnitt hochgebogen ist und sich der erste freie Endabschnitt 316a nach einer Umbiegung quer hierzu erstreckend anschließt.
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Figur 18 lässt eine perspektivische Ansicht des Verbindungskontaktes aus 17 von der anderen Seite erkennen. Der an der Innenseite konkav gewölbte freie Endabschnitt 316b ist auf der gegenüberliegenden Seite zumindest im auslaufenden Endbereich nur unwesentlich gekrümmt und läuft von einer konvexen Wölbung in eine nahezu gerade Ebene aus. Damit wird die Kontaktierung an einem Federkontakt einer Leiterplattenklemme 2b verbessert, wenn der freie Endabschnitt 316b in eine Leitereinführungsöffnung der zugeordneten Leiterplattenklemme 2b eingeführt wird. Die Ausgestaltung des gegenüberliegenden Bereichs des Verbindungskontaktes 315 mit dem horizontalen Abschnitt 318a und dem Endabschnitt 316a ist im Wesentlichen mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform vergleichbar, sodass auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird.
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Figur 19 lässt eine Seiten-Schnittansicht durch die zweite Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 mit dem Leiterplattenverbinder 300 erkennen. Dieser Leiterplattenverbinder 300 ist nunmehr auf einer Seite auf eine erste Leiterplattenklemme 2a aufgesteckt. Dabei ist der freie Endabschnitt 316a vergleichbar zur ersten Ausführungsform durch die Betätigungsöffnung 12 der Leiterplattenklemme 2a hindurch gesteckt, um die Federkraftklemme 4 mit ihren Blattfederzungen 7 zu kontaktieren. Die Leiterplattenklemme 2a taucht in den ersten Kontaktaufnahmeraum 24a ein, der durch das Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 gebildet wird.
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Die zweite Leiterplattenklemme 2b wird, anders als bei der ersten Ausführungsform, durch den Leiterplattenverbinder 300 dadurch kontaktiert, dass die aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 herausragenden freien Endabschnitte 316b in eine zugeordnete Leitereinführungsöffnung 6 des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 stirnseitig eingeführt wird. Die Federkraftklemme 4 wird somit genau wie bei Einführen eines elektrischen Leiters kontaktiert, indem sich der freie Endabschnitt 316b in Erstreckungsrichtung der Blattfederzungen erstreckt und hieran anliegt. Der erste freie Endabschnitt 316a erstreckt sich hingegen quer zur Erstreckungsrichtung der Blattfederzungen 7.
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In der Schnittansicht gemäß 19 sind die Leiterplattenklemmen 2a, 2b jeweils auf eine Leiterplatte 335 aufgelötet.
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Figur 20 lässt eine perspektivische Schnittansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 aus 19 erkennen. Es wird hier nochmals deutlicher, dass der erste Endabschnitt 16a von oben durch eine Betätigungsöffnung 12 im Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 der Leiterplattenklemme 2a eingeführt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite hingegen ist der freie Endabschnitt 316b in die Leitereinführungsöffnung 6 an der Stirnseite des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 eingesteckt. Hierbei ragt der an den Endabschnitt 316b angrenzende Führungssteg 330 im dargestellten Steckzustand zum Teil in die Leitereinführungsöffnung 6 hinein.
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Zum Ein- und Aufstecken des Leiterplattenverbinders 300 muss der Leiterplattenverbinder 300 zunächst beabstandet von der ersten Leiterplattenklemme 2a an die zweite Leiterplattenklemme 2b angeklemmt werden. Hierzu müssen, wie in 21 dargestellt wird, im Schritt I die freien Endabschnitte 316b durch die Leitereinführungsöffnungen zu den Federkraftklemmen geführt werden, wobei der Leiterplattenverbinder 300 schräg zur Ebene der an die Leiterplattenklemmen 2a, 2b angeschlossenen Leiterplatten 335 ausgerichtet ist.
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Anschließend wird im Schritt II der Leiterplattenverbinder 300 mit seinem ersten Kontaktabschnitt 24a nach unten in Richtung der Leiterplatte 325 der darauf aufgebrachten Leiterplattenklemme 2a verlagert, sodass der Leiterplattenverbinder 300 dann in der Steckposition waagerecht, d.h. annähernd parallel zu der Ebene der Leiterplatten 335 ausgerichtet ist.
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Figur 22 lässt eine Seiten-Schnittansicht der Vorrast-Stellung aus 21 erkennen. Es wird deutlich, dass die Unterseite des Leiterplattenverbinders 300 in der Vorrast-Stellung bereits an der linken, ersten Leiterplattenklemme 2a anliegt. Bei der rechten Leiterplattenklemme 2b liegt der freie Endabschnitt 316b einerseits auf dem Bodenabschnitt 10 auf und andererseits an der schräg gegenüberliegenden Seite an dem Isolierstoffgehäuse 5, der die Leitereinführungsöffnung 6 begrenzt, an. Damit würde an sich ein weiteres Schrägstellen und aufgrund der Schrägstellung des Bodenabschnitts 10 ein weiteres Einschieben ohne Änderung des Abstands der Leiterplattenklemmen 2a, 2b zueinander verhindert. Die Stirnseite zumindest der ersten Leiterplattenklemme 2a ist allerdings gegenüber der Ebene der Leiterplatte 335 und der Oberseite des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 schräg gestellt. Auch im Innenraum des Isolierstoff-Verbindergehäuses 314 ist eine entsprechend schräge Führungsfläche 336 vorhanden. Damit kann der Leiterplattenverbinder 300 in einer kombinierten Schiebe-Schwenk-Bewegung trotz der räumlichen Grenzen in die Rastposition geführt werden.
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Die ersten freien Endabschnitte 316b ragen in Erstreckungsrichtung X in Steckrichtung aus dem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 heraus. Die diametral gegenüberliegenden zweiten freien Endabschnitte 316a sind in Erstreckungsrichtung Y im Wesentlichen senkrecht hierzu ausgerichtet.
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Figur 23 lässt eine perspektivische Ansicht der Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 aus 21 und 22 in der Vorrast-Stellung erkennen. Dabei wird deutlich, dass der Leiterplattenverbinder 300 schräg zur Ebene der Leiterplatten 335, an die die Leiterplattenklemmen 2a, 2b angebunden sind, stirnseitig in die Leitereinführungsöffnungen 6 der zweiten Leiterplattenklemme 2b eingeführt wird. Dabei wird der erste Kontaktabschnitt 24a während der Schiebebewegung auf die Leiterplattenklemme 2a geschwenkt, sodass die Leiterplattenklemme 2a in den Innenraum des Isolierstoff-Verbindergehäuses 314 eintaucht.
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24 zeigt die Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 aus 23 mit dem Leiterplattenverbinder 300 ohne Isolierstoff-Verbindergehäuse. Dabei wird deutlich, dass die ersten freien Endabschnitte 316a in Erstreckungsrichtung der Verbindungskontakte 315 bzw. in Steckrichtung seitlich versetzt zu den Betätigungsöffnungen 12 im Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 der ersten Leiterplattenklemme 2a positioniert sind. Sie können durch einfaches Herunterschwenken noch nicht in die zugeordnete Betätigungsöffnung 12 eingeführt werden. Mit der kombinierten Steck-Schwenkverbindung wird, unterstützt durch die optionale stirnseitige Schrägfläche des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5, erreicht, dass die ersten Endabschnitte 316a beim Aufstecken automatisch in die zugeordneten Betätigungsöffnungen 12 eintauchen.
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Dies ist in 25 zu erkennen, bei der der Leiterplattenverbinder 300 nunmehr in der endgültigen Steckposition ist. Nunmehr ist der Leiterplattenverbinder 300 insbesondere mit seinen horizontalen Abschnitten 18a und den freien zweiten Abschnitten 316b annähernd parallel zu den Leiterplattenauflageflächen der Leiterplattenklemmen 2a, 2b bzw. der durch die hieran angebundenen Leiterplatten 335 aufgespannten Ebene ausgerichtet.
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Figur 26 lässt eine Draufsicht auf die entsprechende zweite Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 im Steckzustand ohne das Isolierstoff-Verbindergehäuse erkennen. Deutlich wird, dass die Verbindungskontakte 315 auf der einen Seite mit ihren freien Endabschnitten 316a jeweils in eine zugeordnete Betätigungsöffnung 12 im Isolierstoff-Klemmengehäuse 5 der ersten Leiterplattenklemme 2a eingesteckt sind, um die darunter liegende Federkraftklemme quer zur Erstreckungsrichtung der Blattfedern zu kontaktieren. Die rechte Leiterplattenklemme 2b wird durch den Leiterplattenverbinder 300 dadurch kontaktiert, dass die freien Endabschnitte 316b in die zugeordnete stirnseitige Leitereinführungsöffnung 6 des Isolierstoff-Klemmengehäuses 5 der rechten Leiterplattenklemme 2b eingeführt sind, um dort den Federkraftklemmenanschluss in Erstreckungsrichtung der zugehörigen Blattfedern zu kontaktieren.
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Figur 27 lässt eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform der Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 mit nunmehr aufgesetztem Isolierstoff-Verbindergehäuse 314 erkennen. Deutlich wird, dass das Leiterplatten-Verbindergehäuse 314 auf die darunter liegende Leiterplattenklemme 2a so aufgesetzt ist, dass diese in dem Innenraum des Leiterplatten-Verbindergehäuses 314 aufgenommen und an der Oberseite und umlaufend weitestgehend abgedeckt wird. Die rechte Leiterplattenklemme 2b hingegen wird nicht von dem Leiterplattenverbinder 300 überdeckt.
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Dies ist in der perspektivischen Ansicht der 28 nochmals deutlicher zu erkennen.
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Figur 29 lässt eine Querschnittsansicht durch die Leiterplatten-Verbinderanordnung 301 in der Steckposition gemäß 27 und 28 im Bereich der ersten Leiterplattenklemme 2a erkennen. Deutlich wird, dass, wie bei der ersten Ausführungsform, die ersten Endabschnitte 316a durch die Betätigungsöffnung 12 im Isolierstoffgehäuse 5 der Leiterplattenklemme 2a zu dem zugehörigen Federklemmenanschluss geführt ist, um zwischen den Blattfedern 7 des Federklemmenanschlusses aufgenommen zu werden. Die freien Endabschnitte 316a sind dabei quer zur Erstreckungsrichtung der jeweils parallel aufeinander zu federnden Blattfedern 7 und lotrecht zum darunter liegenden Bodenabschnitt 10 ausgerichtet.
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Dies ist mit der ersten Ausführungsform vergleichbar, sodass auf die dortigen Ausführungen zur 9 verwiesen wird.
