DE19949740C2

DE19949740C2 - Kontaktierungseinrichtung

Info

Publication number: DE19949740C2
Application number: DE19949740A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Harting; Heinz Lambrecht; Christa Wellmann; Stephan Schreier
Original assignee: Harting AG and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2019-10-16
Also published as: DE19949740A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungseinrichtung, insbesondere zum Anschluß elektrischer Geräte oder Sensoren, wobei Kontaktstellen auf einer in einem aus einem Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil gebildeten Ge häuse angeordneten Leiterplatte mit elektrischen Leitern eines Flachband kabels verbunden werden.

Eine derartige Kontaktierungseinrichtung in einem modularen Gehäuse zum Anschluß elektrischer Geräte wird im Bereich der Industrieautomation benö tigt, um z. b. Automatisierungsgeräte, die dezentral über ein Feldbussystem angesteuert werden, mit einem Flachbandkabel zu verbinden. Das Flach bandkabel stellt dabei mit den entsprechend ausgerüsteten Modulen eine unterbrechungsfreie Versorgung sicher.

Aus der EP 0 821 434 A1 ist ein Modul zum Anschluß von Aktoren und/oder Sensoren bekannt, bei dem das Modul aus einer Montageplatte und einem zweiteiligen Gehäuseoberteil zusammengesetzt ist, in dem eine Leiterplatte demontierbar gehalten ist, wobei das Gehäuseoberteil unter gleichzeitiger Durchdringungskontaktierung von Kontaktstiften eines Flachbandkabels auf die Montageplatte aufschwenkbar ist.

Bei dieser Ausführung werden bei einem Austausch eines derartigen Anschlußmoduls gleichzeitig auch die Kontaktstifte aus dem Flachbandkabel entfernt. Dabei besteht die Gefahr, dass die elektrischen Leiter des Flach bandkabels bei erneutem Einstechen der Kontaktstifte mehrfach beschädigt werden, da es schwierig ist, bei jedem Kontaktieren die gleichen Kontaktöff nungen im Flachbandkabel zu treffen. Wobei selbst beim Treffen der glei chen Öffnung Kontaktprobleme entstehen können.

Weiterhin ist aus der WO 94/24725 A1 eine Kontaktierungseinrichtung, be stehend aus einem Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil und einem Gehäu seoberteil, einer Leiterplatte und einem Flachbandkabel, bekannt, wobei nach Abnehmen des Gehäuseoberteils die stiftförmigen Kontakte, die das anzuschließende Flachbandkabel mittels Durchdringungskontaktierung kontaktieren, in dem Flachbandkabel verbleiben.

Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktierungsein richtung der eingangs genannten Art auszubilden, die bei einem Austausch eines modularen Gehäuses eine durchgängige und unterbrechungsfreie Ver sorgung der elektrischen Verbraucher ermöglicht und dessen als Flachband kabel ausgebildetes Versorgungskabel durch die zur Verbindung erforderlichen Kontaktstifte bei einem solchen Kontaktierungsvorgang nicht beschädigt wer den.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Gehäuseoberteil stiftförmi ge Kontakte befestigt sind, dass die Leiterplatte in dem Gehäuseunterteil angebracht ist, dass die Kontaktstellen der Leiterplatte mit Kontaktelemen ten verbunden sind, dass die stiftförmigen Kontakte beim Aufsetzen des Gehäuseoberteiles auf das Gehäuseunterteil das zwischengelegte Flach bandkabel mit ihren Spitzen durchdringen, wobei die stiftförmigen Kontakte den elektrischen Kontakt mit den Leitern des Flachbandkabels herstellen, und dass die Spitzen in elektrischen Kontakt mit den Kontaktelementen treten, die auf der Leiterplatte angeordnet sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2-6 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Kontaktierungseinrichtung in einem modularen Gehäuse untergebracht ist, in dem elektrische Verbindungsstellen zu weiteren elektrischen Verbrauchern vorgesehen sind, wobei dieses modulare Gehäuse mit weiteren Gehäusen be liebig aneinanderreihbar und mit Flachbandkabeln verbindbar ist.

Beim Austausch eines der modularen Gehäuse, an dem elektrischen Verbrau cher, Sensoren etc. angeschlossen sind, wird das Gehäuseoberteil entfernt, in dem stiftförmige Kontakte befestigt sind. Diese Kontakte kontaktieren die ein zelnen elektrischen Leiter eines zwischen Gehäuseoberteil und Gehäuseun terteil formschlüssig eingelegten und durch Klemmung gehaltenen Flachband kabels, in dem sie mit ihren Spitzen die einzelnen elektrischen Leiter durchsto ßen.

Muß eines der modularen Gehäuse ausgetauscht werden, so wird das Gehäu seoberteil mit dem durch die stiftförmigen Kontakte festgeklemmten Flach bandkabel vom auszutauschenden modularen Gehäuse entfernt und wieder auf das neue Gehäuse aufgesetzt und mit diesem verschraubt, wobei während des Austauschens die elektrische Verbindung zu den weiteren Verbrauchern erhalten bleibt.

Ein weiterer Vorteil wird hierbei durch die schonende Behandlung des Flach bandkabels erzielt, da dieses ständig im Gehäusedeckel verbleibt und nur ein mal von den stiftfömigen Kontakten durchstoßen wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein modulare Baueinheit,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine modulare Baueinheit gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Fig. 2,

Fig. 4 ein federnd ausgebildetes Kontaktelement mit einem stiftförmigen Kontakt, und

Fig. 5 ein rotationssymmetrisches Kontaktelement.

In der Fig. 1 ist in einer Draufsicht eine modulare Baueinheit 1 mit einem Ge häuseunterteil, bestehend aus einer Unterschale 2 und einer Oberschale 3 sowie einem Gehäuseoberteil 4 mit einem zwischen Oberschale 3 und Gehäu seoberteil 4 formschlüssig eingelegten Flachbandkabel 10 dargestellt. Die Bohrungen 6 sind für die Befestigung des Gehäuseoberteiles 4 auf dem Gehäuseunterteil - in der Oberschale 3 - mittels hier nicht weiter gezeigter Schrauben vorgesehen, während die Bohrungen 7 zur Befestigung der modu laren Baueinheit 1 vorgesehen sind.

In der Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung durch eine modulare Baueinheit 1 gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2 wiedergegeben. Dabei ist die Unterschale 2 mit einer darin eingelegten Leiterplatte 5 zu er kennen, sowie eine die Leiterplatte fixierende Oberschale 3, die mit der Un terschale 2 verrastet ist.

Das Gehäuseoberteil 4 ist mit hier nicht weiter dargestellten Schrauben, die durch die Bohrungen 6 geführt werden, mit in der Oberschale 3 eingelas senen Gewindebuchsen 8 verschraubt.

Zusätzlich sind im Gehäuseoberteil 4 Durchführungsbohrungen 9 vorgese hen, die auf stiftförmige Kontakte 12 weisen, so dass mittels geeigneter Prüfspitzen und einem Prüfgerät z. b. der Spannungszustand der einzelnen elektrischen Leiter 11 des Flachbandkabels 10 überprüfbar ist.

In einer vergrößerten Teilansicht der Fig. 2 ist in Fig. 3 deutlich zu erken nen, wie der stiftförmige Kontakt 12 den elektrischen Leiter 11 des Flach bandkabels 10 durchsticht und mit seiner Spitze 13 durch eine Führungs bohrung in der Oberschale 3 in eine entsprechend vorgesehene Öffnung 15 im Zentrum eines zweischenklig federnden Kontaktelementes 14 eintaucht. Der stiftförmige Kontakt 12 ist fest mit dem Gehäuseoberteil 4 verbunden. Das einstückige, federnd ausgebildete Kontaktelement 14 ist mit seinen beiden symmetrisch nach außen und wieder zur Mitte gebogenen Schenkeln elektrisch leitend mit an Leiterbahnen ausgebildeten Kontaktstellen 20 auf der Leiterplatte 5 befestigt, die wiederum die Verbindung zu hier nicht wei ter gezeigten elektrischen Verbrauchern oder Sensoren sicherstellt.

In einer kombinierten Seiten-/Schnittansicht der Fig. 4 ist der stiftförmige Kontakt 12 mit dem auf einer Leiterplatte 5 befestigten Kontaktelement 14 dargestellt.

Der stiftförmige Kontakt 12 ist als rotationssymmetrisches Bauteil mit mehre ren Absätzen verschiedenen Durchmessers und mit einer Spitze 13 verse hen, die ein Durchstoßen eines elektrischen Leiters eines Flachbandkabels ermöglicht und zur weiteren Kontaktierung mit dem Kontaktelement 14 vor gesehen ist.

Das Kontaktelement 14 ist als einstückiges Stanzbiegeteil ausgeführt und weist eine rautenförmige Struktur auf.

Im oberen flachwinkligen Bereich ist eine kreisförmige Öffnung 15 einge bracht, in die der stiftförmige Kontakt 12 senkrecht mit einem Teil seiner Spitze 13 eintauchen kann. Im spitzwinkligen mittleren Bereich sind symme trisch, parabelförmig gebogene Schenkel für die Federung des Kontaktele mentes vorgesehen, während die Kontaktenden 16 senkrecht nach unten abgewinkelt in Kontaktstellen 20 von Leiterbahnen der Leiterplatte 5 befe stigt sind.

In der Fig. 5 ist als Variante zum federnden Kontaktelement 14 ein rotati onssymmetrisches Kontaktelement 17 gezeigt, das mit einem feststehenden Fuß 19 auf einer Leiterplatte 5 einsetzbar ist und mit einer senkrecht ge schlitzten Bohrung 18 versehen ist, in die der stiftförmige Kontakt 12 mit der Spitze 13 eintaucht und dadurch den elektrischen Kontakt sicherstellt.

Claims

1. Kontaktierungseinrichtung, insbesondere zum Anschluß elektrischer Geräte oder Sensoren, wobei Kontaktstellen (20) auf einer in einem aus einem Gehäuseoberteil (4) und Gehäuseunterteil gebildeten Gehäu se angeordneten Leiterplatte (5) mit elektrischen Leitern (11) eines Flach bandkabels (10) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Gehäuseoberteil (4) stiftförmige Kontakte (12) befestigt sind,
dass die Leiterplatte (5) in dem Gehäuseunterteil angebracht ist,
dass die Kontaktstellen (20) der Leiterplatte (5) mit Kontaktelementen (14; 17) verbunden sind,
dass die stiftförmigen Kontakte (12) beim Aufsetzen des Gehäuse oberteiles (4) auf das Gehäuseunterteil das zwischengelegte Flach bandkabel (10) mit ihren Spitzen (13) durchdringen, wobei die stift förmigen Kontakte (12) in elektrischen Kontakt mit den Leitern (11) des Flachbandkabels (10) gelangen, und
dass die Spitzen (13) in elektrischen Kontakt mit den Kontaktelemen ten (14; 17) treten, die auf der Leiterplatte (5) angeordnet sind.

2. Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktelemente (14) rautenförmig gebogen sind,
dass jeweils an ihrer Oberseite eine Öffnung (15) vorgesehen ist, in die die jeweiligen Spitzen (13) der stiftförmigen Kontakte (12) zumindest teil weise eintauchen,
dass die Kontaktelemente (14) in Eintauchrichtung der Kontakte (12) federnd ausgebildet sind, und
dass die Kontaktelemente (14) mit ihren Kontaktenden (16) auf der Lei terplatte (5) an den Kontaktstellen (20) befestigt sind.

3. Kontaktierungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gehäuseoberteil (4) befestigten stiftförmigen Kontakte (12) mittels Durchführungsbohrungen (9) von außen zugänglich sind.

4. Kontaktierungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dass die Kontaktelemente (14) als Stanzbiegeteil ausgebildet sind.

5. Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kontaktelemente (17) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

6. Kontaktierungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil, bestehend aus einer Unterschale (2) und einer Oberschale (3), mit der darin eingefügten Leiterplatte (5), die mit den Kontaktelementen (14; 17) versehen ist, und das Gehäuse oberteil (4) mit den darin befestigten stiftförmigen Kontakten (12) als modulartiges Bauteil (1) ausgebildet ist.