DE202015002712U1

DE202015002712U1 - Montageeinrichtung für ein Anschlusselement

Info

Publication number: DE202015002712U1
Application number: DE202015002712.1U
Authority: DE
Original assignee: POWER2PCB GmbH
Current assignee: POWER2PCB GmbH
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-06-09
Anticipated expiration: 2025-04-14

Abstract

Anschlusselement (10, 28) mit an seiner Unterseite (12, 33) in Richtung einer Leiterplatte angeordneten Kontaktstiften (14, 26, 32) zum Einpressen in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (10, 28) mindestens eine Nut (22, 22', 34, 36) aufweist, die zur Aufnahme einer Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung für ein Anschlusselement, mit dem ein Hochstromkontakt an Leiterplatten ermöglicht wird.
Stand der Technik
Bekannt sind Anschlusselemente für Steckerstifte, wobei das Anschlusselement an einer Leiterplatte angeordnet werden soll. Der Steckerstift soll durch Einstecken in das Anschlusselement elektrisch und mechanisch mit diesem verbunden werden.
Derartige Anschlusselemente umfassen beispielsweise zwei Teile, ein metallisches und daher leitendes Käfigelement, das mit seinen Verbindungselementen, beispielsweise Pins, mit der Leiterplatte verbunden werden kann. Im Innenraum dieses Käfigelements ist ein Kontaktelement angeordnet, das als Blechkontaktelement ausgebildet ist. Die Haltekraft für den Steckerstift wird von dem Blechkontaktelement aufgebracht, so dass man für die unterschiedlichen Anwendungsfälle durch Auswechseln eines solchen Kontaktelements unterschiedliche Vorgaben für Auszugswerte bzw. Haltewerte erfüllen kann. Die Art der Verbindung des Käfigelements mit der Leiterplatte kann je nach Bedarf ausgestaltet werden. Beispielsweise können die Verbindungselemente zur Verbindung in SMD (surface mounted device) ausgebildet sein, so dass das Anschlusselement mit dem darin enthaltenen Blechkontaktelement mit der Leiterplatte verlötet wird.
Die Verbindungselemente können jedoch auch als Kontaktstifte (Pins) zum Einpressen in durchkontaktierten Bohrungen der Leiterplatte ausgebildet sein. Dabei kann es sich um massive Kontaktstifte als auch um federnde Kontaktstifte handeln.
Ein Beispiel für einen Starkstrombuchsenkontakt oder -anschluss ist in der US 5,376,012 „Power Port Terminal” offenbart. Dieser Kontakt umfasst einen Kontaktbuchsenaufnahmeabschnitt und einen angeformten Montageabschnitt. Die Buchse weist einen Steg mit mehreren Trägern auf. Jeder der Träger hat eine gekrümmte Oberfläche mit einer Biegung. Die Träger wirken zusammen und bilden eine axial verlaufende tubuläre Buchsenregion, die einen Stiftanschluss einer beliebigen Länge aufnehmen kann. Die Träger liegen dabei frei und sind somit anfällig für Schäden. Zudem sind die Träger der Kontaktbuchse nicht vor dem Eintritt eines zu großen Steckkontakts geschützt, der die Träger über ihre Elastizitätsgrenze hinaus verbiegen und dadurch den Verbinder beschädigen kann, so dass er elektrisch unbrauchbar wird.
Das US-Patent 5,667,413 offenbart einen elektrischen Buchsenverbinder mit einem Gehäuse, das elektrisch leitend ist und eine zylindrische Bohrung zur Aufnahme eines Kontaktpfostens und ein Anschlusselement definiert, das in elektrischer Verbindung mit dem Gehäuse befestigt ist und mit einer Leitungsader gekoppelt werden kann. Der Verbinder umfasst einen elastischen Kontaktkäfig, der im Gehäuse angeordnet ist und darin gehalten wird. Der Käfig umfasst Klingen, die so gebogen sind, dass sie radial einwärts und in einen zylindrischen Abschnitt des Gehäuses vorstehen.
Problematisch bei der Verbindung der Anschlusselemente mit der Leiterplatte ist jedoch, dass die bekannten Anschlusselemente beispielsweise mit Abdeckungen, aufgesetzten Gehäusen oder anderen anzubringenden Elementen nicht dicht verbunden sind. Dies birgt die Gefahr, dass diese Anschlusselemente insbesondere zum Einsatz zum Transport von hohen Strömen nicht zuverlässig einsetzbar sind. Die Ausbildungen der oben genannten Dokumente bergen die Gefahr, dass Teile verbogen werden und somit kein fester Halt zustande kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Montageeinrichtung für ein Anschlusselement zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut ist, eine ausreichende Verbindung gewährleistet und für Hochstromkontakte an Leiterplatten geeignet ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Es wird eine Montageeinrichtung für Anschlusselemente offenbart. Das Anschlusselement selbst kann aus einem Vollmaterial, insbesondere aus Metall, aufgebaut sein, an dessen unteren, der Leiterplatte zugewandten Seite Kontaktstifte angeordnet sind, die beispielsweise durch Fräsen oder sonstige spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden.
Das Anschlusselement in einem ersten Ausführungsbeispiel weist einen runden Durchmesser auf und dient als Kontaktbuchse. Es ist zylindrisch ausgebildet. Zur optimalen Verbindung des Anschlusselements mit der Leiterplatte, beispielsweise durch das Einschieben eines Stifts, wird im Zylinder innerhalb der Kontaktbuchse, einer so genannten „power socket”, eine Nut gefertigt.
In diese Nut kann die Montageeinrichtung, insbesondere eine ringförmig ausgebildete Feder, eingebracht werden. Die Nuten können dabei gefräst, mit spanabhebenden oder anderen geeigneten Verfahren hergestellt werden.
Innerhalb der Kontaktbuchse können mindestens eine, aber auch zwei oder mehrere ringartig angeordnete Nuten übereinander angeordnet sein, in die jeweils Federn eingebracht werden können.
Die Federn sind so flexibel ausgestaltet, dass sie in die Nut bzw. die Nuten der Kontaktbuchse geschoben werden können, um sich dort in die Nut einzuspannen, wo sie dann dank ihrer Spannkraft gehalten werden. Die Federn sind insbesondere aus Metall ausgebildet.
Statt der flexiblen, elastischen Federn sind andere elastische Montageeinrichtungen denkbar, insbesondere elastische Kunststoffe, Balgkissen o. dgl.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass nach der Verbindung des Anschlusselements mit einem anderen Bauteil, beispielsweise des oben genannten Stifts, der in das Anschlusselement geschoben wird, hohe Ströme transportiert werden können.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel können die Nuten auch an einem anders ausgebildeten Anschlusselement, einem Kontaktbolzen, dem so genannten „power tower”, angeordnet sein. In den Kontaktbolzen wird von außen eine Nut eingebracht und die Montageeinrichtung, insbesondere die ringartige, runde Feder, gestülpt und aufgeschoben, bis die Feder in der Nut einrastet. Dann kann der Kontaktbolzen in die entsprechende Kontaktbuchse geschoben werden und/oder mit anderen Bauteilen verbunden werden. Auch in dieser Ausbildung können mindestens eine Nut mit der entsprechenden Feder, aber auch zwei bis mehrere Nutreihen mit den jeweiligen Federn angeordnet werden. Dadurch wird die Stromtragfähigkeit erhöht.
Die Kontaktstifte des Anschlusselements dienen dazu, das Anschlusselement in durchkontaktierte Bohrungen einer Leiterplatte einzupressen. Durch den massiven Aufbau der Elemente und die Vielzahl der Einpresspins können sehr hohe Ströme auf die Leiterplatte übertragen werden. Für die dauerhafte Verbindung werden hier massive vierkantige Einpressstifte verwendet, deren Diagonale etwas größer ist als die durchkontaktierte Bohrung. Dabei schneiden die Kanten der Kontaktstifte in die kontaktierten Wand der Bohrung ein, so dass eine gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Kontaktierung des aus der durchkontaktierten Bohrung resultierenden Lochs und dem jeweiligen Kontaktstift auftritt.
Die Kontaktstifte sind an der Unterseite des Anschlusselements in einem Muster angeordnet, das dem Muster der durchkontaktierten Bohrungen der Leiterplatte entspricht. Die Unterseite selbst ist eben ausgebildet und ruht nach dem Einpressen auf der Leiterplatte auf.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Anschlusselements wird die Stromtragfähigkeit erhöht. Die Ausbildung erhöht ebenfalls die Variantenvielfalt, d. h. die Ausführung der jeweiligen in Frage kommenden Powerelemente, also der Kontaktstifte.
Eine mögliche Verwendung der erfindungsgemäßen Ausbildungen der Anschlusselemente ist die Verbindung von zwei Leiterplatten. Dabei wird das Anschlusselement, beispielsweise die Kontaktbuchse, mit ihrer Feder, auf eine Leiterplatte eingepresst. Auf die andere Leiterplatte wird ein Stift eingepresst. Diese beiden Teile werden zusammengesteckt, d. h. der Stift oder ein Kontaktbolzen wird in die Kontaktbuchse eingeschoben. Damit können hohe Ströme ohne zusätzliche Einspeisungselemente transportiert werden.
Umgekehrt kann auch, wie bereits ausgeführt, ein stiftförmig ausgebildeter Kontaktbolzen über die jeweiligen Nuten und Federn verfügen, so dass der entsprechende Halt dann erzielt wird, wenn die Kontaktbuchse oder andere Bauteile aufgeschoben werden.
Die erfindungsgemäße Montageeinrichtung für Anschlusselemente hat dabei den Vorteil, dass das Anschlusselement ohne weitere Befestigungsmaßnahmen direkt nach dem Aufbringen auf die Leiterplatte mit weiteren, mit dem Montageeinrichtung zu verbindenden Teilen zuverlässig mit diesen verbunden ist und somit hohe Ströme transportiert werden können. Je nach Bedarf kann ein oder können mehrere, insbesondere ein oder zwei Federn angeordnet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 zeigt eine Kontaktbuchse mit einer Nut,
2 zeigt die Kontaktbuchse nach 1 mit einer Feder,
3 zeigt eine Kontaktbuchse in zweireihiger Ausbildung mit einer Feder,
4 zeigt eine vollflächig ausgebildete Kontaktbuchse mit einer Feder,
4a nach 4 zeigt eine vollflächig ausgebildete Kontaktbuchse mit zwei Federn,
5 zeigt einen Kontaktbolzen mit zwei Federn,
6 zeigt ein Detail eines Kontaktbolzens mit einer ausgefrästen Nut und
7 stellt den Kontaktbolzen nach 6 mit der in der Nut angeordneten Feder dar.
In 1 ist eine Kontaktbuchse 10 dargestellt. Die Kontaktbuchse 10 weist an ihrer Unterseite 12 Kontaktstifte 14 auf. An ihrer Oberseite 16 weist die Kontaktbuchse 10 eine Öffnung 18 auf, innerhalb der Kontaktbuchse 10 ist ein zylindrischer Hohlraum 20 ausgebildet. In den zylindrischen Hohlraum 10 wird eine Nut 22 eingebracht.
2 zeigt eine Kontaktbuchse 10 nach 1, bei der in der Nut 22 eine Feder 24 angeordnet ist. Diese Feder 24 ist elastisch bzw. flexibel ausgebildet, so dass sie sich in die Nut 22 eindrückt und dort fest gehalten ist.
3 zeigt eine zweireihig ausgebildete Kontaktbuchse 10, wobei die Kontaktstifte 26 in diesem Beispiel in zwei Reihen angeordnet sind.
4 zeigt eine vollflächig ausgebildete Kontaktbuchse 10. Der zylindrische Hohlraum 20 reicht in dieser Ausbildung nicht bis an die Unterseite 12 der Kontaktbuchse 10.
4a nach 4 zeigt die vollflächig ausgebildete Kontaktbuchse 10 nach
4. In diesem Beispiel sind zwei Nuten 22, 22' in dem zylindrischen Hohlraum 20 ausgebildet. In der Nut 22 ist die Feder 24, in der Nut 22' ist die Feder 24' angeordnet bzw. eingespannt. Dadurch bewirken die Federn 24, 24' eine erhöhte Stromtragekraft und die Anordnung von zwei Federn 24, 24' erhöht die Haltekraft.
5 zeigt einen Kontaktbolzen 28 mit einem Fußteil 30 sowie Kontaktstiften 32. Der Kontaktbolzen 28 weist zwei Nuten 34, 36 auf, in denen Federn 38, 40 angeordnet sind. Der Kontaktbolzen 28 kann mit einer Kontaktbuchse zusammengesteckt werden. Die Kontaktstifte 32 sind an der Unterseite 33 des Kontaktbolzens 28 angeordnet.
6 zeigt eine Detailansicht des Kontaktbolzens 28 mit der Ausbildung der Nut 34.
7 stellt einen Ausschnitt des Kontaktbolzens 28 nach 6 dar. In die Nut 34 ist die Feder 38 eingebracht, die dort fest gehalten ist.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Kontaktbuchse
12: Unterseite
14: Kontaktstift
16: Oberseite
18: Öffnung
20: Hohlraum
22: Nut
22': Nut
24: Feder
24': Feder
26: Kontaktstifte
28: Kontaktbolzen
30: Fußteil
32: Kontaktstifte
33: Unterseite
34: Nut
36: Nut
38: Feder
40: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5376012 [0005]
US 5667413 [0006]

Claims

Anschlusselement (10, 28) mit an seiner Unterseite (12, 33) in Richtung einer Leiterplatte angeordneten Kontaktstiften (14, 26, 32) zum Einpressen in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (10, 28) mindestens eine Nut (22, 22', 34, 36) aufweist, die zur Aufnahme einer Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) ausgebildet ist.
Anschlusselement (10, 28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) als runde Feder ausgebildet ist.
Anschlusselement (10, 28) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (10, 28) zwei oder eine Mehrzahl von Nuten (22, 22', 34, 36) aufweist, in der jeweils eine Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) anordenbar oder angeordnet ist.
Anschlusselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (10) als Kontaktbuchse (10) ausgebildet ist, die an ihrer Oberseite (16) eine Öffnung (18) sowie in ihrem Inneren einen Hohlraum (20) und an ihrer Unterseite (12) Kontaktstifte (14, 26) aufweist.
Anschlusselement (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (28) als Kontaktbolzen (28) ausgebildet ist, der ein Fußteil (30) aufweist, an dessen Unterseite (33) Kontaktstifte (32) angeordnet sind.
Anschlusselement (10, 28) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Leiterplatte eine Kontaktbuchse (10) angeordnet ist und auf einer zweiten Leiterplatte ein Kontaktbolzen (28) angeordnet ist, wobei entweder die Kontaktbuchse (10) oder der Kontaktbolzen (28) mindestens eine Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) aufweist, und dass die Kontaktbuchse (10) so mit dem Kontaktbolzen (28) durch Einschieben des Kontaktbolzens (28) in die Kontaktbuchse (10) formschlüssig verbindbar ist, dass eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Leiterplatten gebildet wird.
Anschlusselement (10, 28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (10) und der Kontaktbolzen (28) eine identische Anzahl an Nuten (22, 22', 34, 36) aufweisen, in welche die gemeinsame Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) eingreift.
Montageeinrichtungssystem für Anschlusselemente (10, 28), wobei die Anschlusselemente (10, 28) Kontaktstifte (14, 26, 32) zum Einpressen der Anschlusselemente (10, 28) in Leiterplatten aufweisen, umfassend mindestens eine Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) und mindestens eine Nut (22, 22', 34, 36) zur Aufnahme der Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40).
Montageeinrichtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusselement (10), das als Kontaktbuchse (10) ausgebildet ist, und ein weiteres Anschlusselement (28), das als Kontaktbolzen (28) ausgebildet ist, die jeweils mindestens eine Nut (22, 22', 34, 36) aufweisen, über mindestens eine Montageeinrichtung (24, 24', 38, 40) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Montageeinrichtungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (10) und der Kontaktbolzen (28) jeweils an einer Leiterplatte angeordnet sind und dass die beiden Leiterplatten durch die Verbindung der Kontaktbuchse (10) und dem Kontaktbolzen (28) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.