DE19644794A1

DE19644794A1 - Elektrischer Kontaktanschluss

Info

Publication number: DE19644794A1
Application number: DE19644794A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Wade Jun Long
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-11-03
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1997-05-07
Also published as: US5772454A; JPH09134749A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kon taktanschluß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft einen Kontaktanschluß zur Schaffung ei ner elektrischen Verbindung zwischen einem Draht und einer Schaltungsplatte.

Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit ei ner Schaltungsplatte kann ein Draht direkt mit Leiter bahnen auf der Schaltungsplatte verlötet werden. Zur Schaffung einer mechanisch sichereren Verbindung kann ein Kontaktanschluß an das Ende des Drahts ange schlossen werden. Der Kontaktanschluß wird dann in ein Durchgangsloch in der Schaltungsplatte eingeführt, um den Kontaktanschluß und den Draht vorübergehend an der Platte zu befestigen. Danach wird Lötmaterial auf der dem Draht gegenüberliegenden Seite der Schaltungs platte aufgebracht, um eine elektrische Verbindung mit der Schaltungsplatte herzustellen und ferner den Kon takt und den Draht an der Schaltungsplatte zu befesti gen.

Der Kontakt besitzt typischerweise eine Drahthülse, die zum Crimpen auf den Draht verwendet wird, eine Isolierungshülse, die auf die den Draht umgebende Iso lierung gecrimpt wird und zur Schaffung einer Halte rung und einer Zugentlastung dient sowie einen Kon taktabschnitt. Der Kontakt kann einen Verriegelungsarm zum Angreifen an der Schaltungsplatte aufweisen. Bei vielen Anwendungen wird die Drahthülse, die um den Draht gecrimpt worden ist, in dem Durchgangsloch auf genommen.

Ein Problem, das beim Verlöten des Kontaktanschlusses mit der Schaltungsplatte auftritt, besteht darin, daß die Isolierung mit dem heißen Lötmaterial in Berührung kommen kann oder aufgrund des Lötvorgangs erhitzt wird. Wenn die Isolierung mit der Wärme in Berührung gelangt, kann sie zerstört werden. Es wäre daher von Vorteil, einen Anschlag zu haben, der verhindert, daß die Isolierung mit dem heißen Lötmaterial oder der erwärmten Schaltungsplatte in Berührung kommen kann.

Zur Lösung dieser Probleme schafft die vorliegende Erfindung einen Kontaktanschluß zum Verbinden eines isolierten Drahts mit einer Schaltungsplatte. Der Kon taktanschluß besitzt einen Körper mit einem Isolie rungs-Crimpabschnitt und einem Leiter-Crimpabschnitt. Der Körper besitzt ein erstes Anschlagelement zum An greifen an der Isolierung an dem Draht sowie zum Ver hindern eines Einführens der Isolierung weiter in den Kontaktanschluß hinein. Ein zweites Anschlagelement greift an einer oberen Oberfläche der Schaltungsplatte an, um ein Einführen des Körpers weiter nach vorne in ein Durchgangsloch in der Schaltungsplatte hinein zu verhindern. Das zweite Anschlagelement ist an dem Kör per in Einführrichtung weiter vorne angeordnet als das erste Anschlagelement. Das erste und das zweite An schlagelement halten die Isolierung im Abstand von der Schaltungsplatte, so daß ein Schutz für die Isolie rung gegenüber einer Wärmeaussetzung während des Löt vorgangs geschaffen ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine auseinander gezogene isometrische Ansicht unter Darstellung des Kontaktanschlusses der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem Lei terdraht;

Fig. 2 eine isometrische Ansicht unter Darstellung des Kontaktanschlusses in dem Zustand, in dem der Leiter in diesem angeordnet ist;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, wobei der Kontaktanschluß auf den Draht gecrimpt ist;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht unter Darstellung des gecrimpten Kontaktanschlusses und einer Schal tungsplatte;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht unter Darstellung des Kontaktanschlusses in seinem an der Schal tungsplatte befestigten Zustands; und

Fig. 6 eine Längsschnittansicht des Kontaktanschlus ses und der Schaltungsplatte unter Darstellung der Oberseite des Kontaktanschlusses.

Die vorliegende Erfindung ist auf einen Kontakt anschluß 20 gerichtet, der auf einen Draht 10 ge crimpt werden soll. Der Draht 10 beinhaltet innere Leiter 12. Bei den inneren Leitern kann es sich ent weder um einen massiven Leiter oder um eine Reihe ver litzter leitfähiger Drähte handeln, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei diese jedoch aus Gründen der Ein fachheit als Leiter bezeichnet werden. Die Leiter 12 sind von einer Isolierung 14 umgeben entlang des Endes des Drahts 10 ist die Isolierung entfernt, um dadurch die Leiter 12 frei zu legen und eine Fläche zum Anschließen an den Kontaktanschluß 20 zu schaf fen. Das Entfernen der Isolierung entlang des Endes erzeugt eine nach vorne weisende Schulter 16 an der Isolierung.

Der Kontaktanschluß 20 besitzt ein hinteres Ende 22, ein vorderes Ende 24, ein oberes Ende 26 und eine Basis 28. Der Kontaktanschluß ist allgemein ist U-förmig ausgebildet und ist entlang des oberen Endes 26 offen. Als Beispiel ist zwar ein offener hülsenartiger Kontaktanschluß dargestellt, jedoch versteht es sich für den Fachmann, daß die Erfindung auch an einem geschlossenen hülsenartigen Kontaktanschluß oder an einem Kontaktanschluß mit einer anderen Konfiguration ausgeführt werden kann.

Entlang des hinteren Endes 22 sind zwei Arme 30 vor gesehen, die sich von der Basis 28 auf beiden Seiten des Kontaktanschlusses 20 nach oben erstrecken, wobei die Basis und die Arme allgemein U-förmig sind. Die Arme 30 bilden die Isolierungs-Crimpeinrichtung zum Herumcrimpen um die Isolierung an dem Draht.

In Richtung von den Armen 30 nach vorne sind zwei An schlagarme 32 vorgesehen. Die Anschlagarme 32 erstrec ken sich von der Basis 28 nach oben und sind eben falls allgemein U-förmig ausgebildet. Die U-Form ist für die Anschlagarme 32 im allgemeinen kleiner als für die Isolierungsarme 30, d. h., die Anschlagarme 32 sind allgemein näher beieinander und kürzer als die Arme 30. Die Anschlagarme 32 besitzen jeweils eine nach vorne weisende Schulter 38 und eine nach hinten wei sende Schulter 40.

In Richtung von den Anschlagarmen nach vorne befindet sich der Crimp- und Kontaktabschnitt 34. Der Crimp- und Kontaktabschnitt 34 weist eine allgemein U-förmige Hülse auf, die auf beiden Seiten sich nach oben er streckende Arme sowie ein sich von der Basis 28 des Kontaktanschlusses weg erstreckendes federnd nachgie biges Verriegelungsglied 36 besitzt. Fig. 1 zeigt ein repräsentatives Ausführungsbeispiel des Crimp- und Kontaktabschnitts, jedoch versteht es sich, daß viele verschiedene Variationen des Crimp- und Kontakt abschnitts möglich sind und der Crimpabschnitt und der Kontaktabschnitt zusammen ausgebildet oder separat ausgebildet sein können und die Lage und Konfiguration des Verriegelungsarms variieren kann. Bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel ist der Crimp- und Kon taktabschnitt als ein integrales Teil ausgebildet, jedoch könnte es sich auch um getrennte Bereiche des Kontaktanschlusses handeln.

Der Draht 10 wird in dem Kontaktanschluß 20 in der in Fig. 2 gezeigten Weise aufgenommen. Die Isolierung 14 wird zwischen den Isolierungsarmen 30 an dem Kontakt anschluß aufgenommen. Die sich nach vorne wegerstre ckenden Leiter 12 werden von dieser Stelle weiter ent fernt in dem Crimp- und Kontaktabschnitt 34 aufgenom men, und zwar derart, daß die Leiter 12 sowohl zwi schen den Anschlagarmen 32 als auch zwischen den Armen des Crimp- und Kontaktabschnitts aufgenommen werden. Die Anschlagarme 32 sind schmäler als die Isolierungs arme 30, wodurch verhindert ist, daß die Isolierung 14 weiter in den Kontaktanschluß hinein eingeschoben wird, als dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die nach hinten weisende Schulter 40 der Anschlagarme 32 greift an der nach vorne weisenden Schulter 16 der Isolierung 14 an, um dadurch ein weiteres Einführen des Drahts 10 in den Kontaktanschluß 20 hinein zu verhindern. Das vor derste Ende der Leiter 12 ist in dem Crimp- und Kon taktabschnitt 34 in der in Fig. 2 gezeigten Weise auf genommen, oder alternativ hierzu können sich die Lei ter 12 über das vordere Ende 24 des Kontaktanschlusses hinaus erstrecken.

Fig. 3 veranschaulicht das Crimpen des Kontaktan schlusses 20 auf den Draht 10. In dem Crimp- und Kon taktabschnitt werden die sich nach oben erstreckenden Arme nach unten sowie in die Leiter 12 hinein ge crimpt, um dadurch einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktanschluß und den Leitern herzu stellen. Gleichzeitig mit dem Kontakt- und Crimp abschnitt werden die Isolierungsarme 30 nach unten gecrimpt, um das hintere Ende des Kontaktanschlusses an der Isolierung 14 zu befestigen und eine Zugent lastung für den Draht 10 zu schaffen. Die Isolierungs arme 30 sind in der Zeichnung aneinander anliegend gecrimpt dargestellt, d. h. die Enden der Isolierungs arme liegen aneinander an, nachdem sie um die Isolie rung gecrimpt worden sind. Die Crimparme könnten je doch auch einander überlappend oder in einer anderen Konfiguration gecrimpt sein, wobei dies von der Größe und Formgebung des Draht und den mechanischen Anforde rungen hinsichtlich des Drahts abhängig ist. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, werden die Anschlagarme 32 bei diesem Vorgang nicht gecrimpt, jedoch können sie teil weise mitgecrimpt werden, um eine bessere Verbindung zwischen dem Draht 10 und dem Kontaktanschluß 20 zu schaffen.

Fig. 4 veranschaulicht das Einführen des Kontaktan schlusses in ein Durchgangsloch 52 einer Schaltungs platte 50. Die Schaltungsplatte 50 besitzt eine obere Oberfläche 54 und eine untere Oberfläche 56, wobei auf der unteren Oberfläche 56 elektrische Leiterbahnen 58 vorgesehen sind. Der Kontaktanschluß 20 wird von der oberen Oberfläche 54 her durch das Durchgangsloch 52 hindurch eingeführt und erstreckt sich aus der unteren Oberfläche der Schaltungsplatte 50 heraus.

Der Kontaktanschluß 10 wird dabei durch das Durch gangsloch 52 hindurch geführt, bis der Verriegelungs arm 36 an der unteren Oberfläche 56 der Schaltungs platte 50 aufgenommen ist. Während der Bewegung durch das Durchgangsloch 52 hindurch wird der Verriegelungs arm 36 nach innen gebogen. Wenn der Verriegelungsarm 36 aus dem Durchgangsloch austritt, federt der Verriegelungsarm in seine ursprüngliche Position zurück, wodurch der Kontaktanschluß 20 vorübergehend an der Schaltungsplatte 50 verriegelt wird. Die nach vorne weisende Schulter 38 des Anschlagarms 32 liegt an der oberen Oberfläche 54 der Schaltungsplatte an, um dadurch eine weitergehende Bewegung des Kontaktan schlusses in Einführrichtung durch die Schaltungs platte hindurch zu verhindern.

Der Kontaktanschluß ist nun auf der Schaltungsplatte 50 derart positioniert, daß ein Verlöten des Kontakt anschlusses mit der Schaltungsplatte möglich ist und sich dadurch elektrische Verbindungen zwischen Lei tern des Drahts und den Leiterbahnen 58 auf der Schal tungsplatte bilden lassen. Der Anschlagarm 32 hat die Isolierung 14 an dem Draht 10 an einer bestimmten Stelle innerhalb des Kontaktanschlusses gestoppt. Die andere Seite des Anschlagarms 32 hat verhindert, daß der Kontaktanschluß vollständig durch die Schaltungs platte 50 hindurch geführt wird, wobei sie den Kon taktanschluß in einer bestimmten Position in Bezug auf die Schaltungsplatte gestoppt hat, so daß die Isolierung 14 des Drahts 10 somit im Abstand von der Schaltungsplatte über der oberen Oberfläche 54 dersel ben befestigt ist.

Während des Lötvorgangs wird das Lötmaterial erwärmt und auf die untere Oberfläche der Schaltungsplatte an der Stelle aufgebracht, an der sich der Kontaktan schluß 20 aus der Schaltungsplatte heraus erstreckt. Bei dem erwärmten Lötmaterial 60 handelt es sich um ein Fluid, das somit über den Kontakt sowie in Verbin dung mit den Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte und ferner auch in das Durchgangsloch fließt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn das erwärmte Lötmaterial mit der Isolierung 14 des Drahts in Berührung tritt, kann das erwärmte Lötmaterial bei der Isolierung Probleme hervorrufen, indem diese entweder bricht oder sich entzündet. Dieselben Probleme können ferner auch dann auftreten, wenn die Isolierung der Wärmequelle ausge setzt wird. Die Verwendung der Anschlagarme 32 an dem Kontaktanschluß 20 verhindert somit, daß die Isolie rung 14 mit der Schaltungsplatte 50 in Berührung ge langt. Während des Lötvorgangs wird das Lötmaterial von der Isolierung weg gehalten, wodurch eine Zer störung bzw. Beschädigung der Isolierung durch die Wärme des Lötmaterials verhindert ist.

Ein weiteres Problem, das möglicherweise vorhanden ist, wenn die Isolierung nahe bei der Schaltungsplatte angeordnet ist, besteht darin, daß Flußmittel zwi schen der Isolierung und der oberen Oberfläche der Schaltungsplatte eingeschlossen werden kann. Im Ver lauf der Zeit kann solches eingeschlossenes Fluß mittel Korrosion der Leiter sowie anschließende mecha nische Probleme aufgrund der Korrosion verursachen. Die vorliegende Erfindung hält die Isolierung über der oberen Oberfläche der Schaltungsplatte beabstandet. Da zwischen der Isolierung und der oberen Oberfläche ein freier Raum vorhanden ist, können die verwendeten Rei nigungsmittel das Flußmittel aus diesem Raum ent fernen. Somit wird eine langlebigere mechanische Ver bindung hergestellt.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Iso lierung während des Lötvorgangs von der Schaltungs platte weggehalten bleibt, so daß die Isolierung nicht durch ihre Wärmeaussetzung beschädigt wird. Der Kontaktanschluß schafft sowohl einen Isolierungs-An schlag als auch einen Schaltungsplatten-Anschlag, wo durch eine Isolierung derart positioniert wird, daß sie von der Schaltungsplatte beabstandet ist. Ein wei terer Vorteil besteht darin, daß die Ausbildung des Kontaktanschlusses ein Wegwaschen von Flußmittel von zwischen der Isolierung und der Schaltungsplatte ge stattet, wodurch eine langlebigere Verbindung herge stellt wird.

Claims

1. Kontaktanschluß zum Verbinden eines isolierten Drahts mit einer Schaltungsplatte, wobei der Kontakt anschluß einen Körper mit einem Isolierungs-Crimp abschnitt (30) und einem Leiter-Crimpabschnitt (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein erstes Anschlagelement (40) zum Angreifen an der Isolierung (14) an dem Draht sowie zum Verhindern eines weiter gehenden Einführens der Isolierung in den Kontaktan schluß hinein sowie ein zweites Anschlagelement (38) zum Angreifen an einer oberen Oberfläche der Schal tungsplatte (50) und zum Verhindern eines weiteren Einführens des Körpers nach vorne in ein Durchgangs loch in der Schaltungsplatte hinein aufweist, wobei das zweite Anschlagelement (38) in Einführrichtung weiter vorne an dem Körper als das erste Anschlag element (40) vorgesehen ist, und wobei das erste und das zweite Anschlagelement (38, 40) die Isolierung (14) von der Schaltungsplatte (50) beabstandet halten und dadurch die Isolierung vor einer Wärmeaussetzung während eines Lötvorgangs schützen.

2. Kontaktanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Verriegelungsglied (36) entlang des Körpers in Richtung von dem zweiten Anschlagelement (38) weiter vorne angeordnet ist, wobei das Verriege lungsglied (36) ein vorübergehendes Festhalten des Körpers an der Schaltungsplatte vor der Ausführung des Lötvorgangs schafft.

3. Kontaktanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verriegelungsglied (36) zum Angrei fen an einer unteren Oberfläche der Schaltungsplatte (50) ausgelegt ist, auf der elektrische Leiterbahnen angeordnet sind.

4. Kontaktanschluß nach einem der vorausgehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Anschlagarmeinrich tung (32), wobei es sich bei dem ersten Anschlag element (40) um eine nach hinten weisende Schulter an der Anschlagarmeinrichtung (32) handelt und es sich beim dem zweiten Anschlagelement (38) um eine nach vorne weisende Schulter an der Anschlagarmeinrichtung (32) handelt.

5. Kontaktanschluß nach einem der vorausgehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Basis (28) aufweist und der Isolierungs-Crimpabschnitt von der Basis nach oben ragende U-förmige Arme (30) aufweist, daß der Leiter-Crimpabschnitt (34) von der Basis nach oben ragende, zweite U-förmige Arme auf weist, und daß die Anschlagarmeinrichtung von der Basis nach oben ragende, dritte U-förmige Arme auf weist.

6. Kontaktanschluß nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die dritten Arme der Anschlagarm einrichtung näher beieinander und kürzer sind als die Arme des Isolierungs-Crimpabschnitts.

7. Kontaktanschluß nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verriege lungsglied (36) um einen federnd nachgiebigen Verrie gelungsarm handelt.

8. Kontaktanschluß nach einem der vorausgehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter-Crimpabschnitt (34) durch das Durchgangsloch in der Schaltungsplatte (50) hindurchführbar ist, wobei der Leiter-Crimpabschnitt (34) und das Verriegelungsglied (36) in Einführrichtung vor der Anschlagarmeinrichtung (32) angeordnet sind.

9. Kontaktanschluß nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (36) entlang der Basis (28) des Kontaktanschlusses an einer den U-förmigen Armen (30) des Isolierungs-Crimp abschnitts entgegengesetzten Stelle angeordnet ist.