DE202015102044U1

DE202015102044U1 - Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters

Info

Publication number: DE202015102044U1
Application number: DE202015102044.9U
Authority: DE
Original assignee: Ptr Messtechnik & Co GmbH KG; Ptr Messtechnik & Co KG GmbH
Current assignee: PTR HARTMANN GMBH, DE
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2025-04-25

Abstract

Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer Leiterbahn einer Leiterplatte, mit wenigstens einem mit dem elektrischen Leiter zu verbindenden Steckkontakt, welcher das Einstecken eines Kontaktstiftes eines Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Kontakthalter (7) mit mehreren benachbarten Aufnahmekammern (8) aufweist, in welchen kraft- und/oder formschlüssig jeweils ein Steckkontakt (6) aufgenommen ist, wobei die Aufnahmekammern (8) in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken einer Mehrzahl von Kontaktstiften (4) des Kontaktpartners (5) in die Steckkontakte (6) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer Leiterbahn einer Leiterplatte, mit wenigstens einem mit dem elektrischen Leiter zu verbindenden Steckkontakt, welcher das Einstecken eines Kontaktstiftes eines Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, ermöglicht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Bauteil mit mehreren Leiterbahnen, wobei ein Ende jeder Leiterbahn mit einem Steckkontakt elektrisch leitend verbunden ist, wobei alle Steckkontakte in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken von Kontaktstiften eines mehrere Kontaktstifte aufweisenden Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, ermöglicht. Ein solches Bauteil kann insbesondere als Leiterplatte ausgebildet sein.
Leiterplatten mit Steckkontakten, insbesondere für Relais oder Sicherungen, werden beispielsweise in elektrischen Schaltschränken eingesetzt. Sie dienen der Verteilung und Absicherung von elektrischen Strömen zu einzelnen Verbrauchern.
Zum elektrischen Verbinden der zu kontaktierenden Bauelemente, wie Relais oder Sicherungen mit den Leiterbahnen der Leiterplatte sind verschiedene Lösungen bekannt. So gibt es Leiterplatten mit eingepressten oder einzeln eingelöteten Steckkontakten. Derartige Steckkontakte sind dabei in der Regel in Tulpenform ausgebildet, um das stiftförmige Kontaktelement oder Kontaktmesser des Kontaktpartners klemmend und elektrisch leitend aufzunehmen. Das Anbringen einzelner Steckkontakte ist jedoch sehr aufwendig, diese müssen einzeln auf die Leiterplatte gesetzt und anschließend aufwendig von Hand oder mittels aufwendiger Lötroboter angelötet werden. Der Montageaufwand ist ersichtlich beträchtlich, außerdem kann es leicht zu Positionierungsfehlern kommen, welche die anschließende Kontaktierung des Kontaktpartners erschwert oder sogar unmöglich macht.
Alternativ gibt es auch Lösungen, bei denen ganz auf Steckkontakte verzichtet wird und das zu kontaktierende Bauteil an die Leiterplatte angelötet wird. Dies erfordert eine aufwendige Handlötung oder Roboterlötung, außerdem ist das Bauteil nicht mehr lösbar bzw. nicht mehr auswechselbar.
Aus DE 10 2005 015 205 A1 ist eine Leiterplatte mit wenigstens einer Leiterschicht bekannt, die im Bereich einer Kontaktzone eine Ausnehmung aufweist, in welche ein mit der Leiterschicht zu kontaktierendes Kontaktelement steckbar ist, wobei ein Bereich der Leiterschicht als ein den Steckkontakt aufnehmender und kontaktierender Teil des Randes der Ausnehmung ausgebildet ist. Nachteilig bei dieser Leiterplatte ist allerdings, dass der Kontaktpartner mit seinen Kontaktstiften nur quer zur Oberfläche der Leiterplatte eingesteckt werden kann, was in vielen Anwendungsfällen nicht möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrische Kontaktierung der Leiterbahnen einer Leiterplatte oder dgl. mit einem elektrischen Kontaktpartner mit wesentlich geringerem Herstellungsaufwand zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass diese einen Kontakthalter mit mehreren benachbarten Aufnahmekammern aufweist, in welchen kraft- und/oder formschlüssig jeweils ein Steckkontakt aufgenommen ist, wobei die Aufnahmekammern in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken einer Mehrzahl von Kontaktstiften des Kontaktpartners in die Steckkontakte ermöglicht.
Mit einer solchen Vorrichtung wird der der Herstellungs- und Montageaufwand wesentlich vereinfacht und die Vorrichtung kann vorkonfektioniert werden kann, d.h. mit Steckkontakten ausgerüstet werden. Dabei werden die einzelnen Steckkontakte von Hand oder mit einem Bestückungsautomaten in die Aufnahmekammern des Kontakthalters eingesetzt.
Zur nachfolgenden oder späteren Verbindung einer so bestückten Vorrichtung mit einer Leiterplatte oder einem anderen mit Leiterbahnen ausgerüsteten Bauteil wird die Vorrichtung auf die Leiterbahn des Bauteiles aufgesetzt und die einzelnen Steckkontakte werden elektrisch kontaktierend mit der zugeordneten Leiterbahn verbunden. Dieser Bestückungs- und Verbindungsvorgang kann dabei vollautomatisch erfolgen und die elektrische Kontaktierung kann z.B. durch Löten, insbesondere eine SMT-, eine THT- oder eine THR-Lötung oder aber durch eine mechanische Verpressung erfolgen.
Zur automatischen Positionierung der Vorrichtung auf einer Leiterplatte oder dgl. ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kontakthalter wenigstens einen Bereich zum zeitweisen Ankoppeln einer Handhabungseinrichtung aufweist.
Je nach Art der Handhabungseinrichtung kann der Bereich z.B. als Ansaugfläche für eine Ansaugeinrichtung, vorzugsweise einer Ansaugpipette, ausgebildet sein oder z.B. auch als Aufnahme für ein Greiferelement.
Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Kontakthalter ein Positionierelement zur lagegerechten Anordnung an oder auf einer Leiterplatte oder dgl. aufweist. Dieses Positionierelement kann z.B. ein unterseitiger Fangstift sein, der in eine Bohrung in der Leiterplatte eingesteckt wird.
Die Erfindung sieht zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe auch ein Bauteil mit mehreren Leiterbahnen vor, wobei ein Ende jeder Leiterbahn mit einem Steckkontakt elektrisch leitend verbunden ist, wobei alle Steckkontakte in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken von Kontaktstiften eines mehrere Kontaktstifte aufweisenden Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, ermöglicht, das sich dadurch auszeichnet, dass das Bauteil mit einer vorbeschriebenen Vorrichtung ausgerüstet ist.
Dabei ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der jeweilige Steckkontakt mit der zugeordneten Leiterbahn verlötet ist.
Dieser Lötprozess kann vollautomatisch erfolgen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die jeweilige Lötverbindung eine SMT (surface mount technolgy)-, eine THT(through hole technology)- oder THR(throuth hole reflow)-Lötverbindung ist.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der jeweilige Steckkontakt mit der zugeordneten Leiterbahn verpresst ist, z.B. mittels Einpresskontakten.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
1 eine perspektivische Darstellung einer Leiterplatte mit einem mit dieser zu kontaktierenden Relais,
2 einen Querschnitt durch 1 und
3 eine perspektivische Ansicht von unten auf 1.
In den Figuren sind die dargestellten Bauteile der Übersichtlichkeit halber wesentlich vergrößert, nämlich in einem Maßstab von etwa 5:1 dargestellt. Dabei ist eine Leiterplatte allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Leiterplatte 1 weist mehrere im Ausführungsbeispiel parallel und im Abstand voneinander angeordnete Leiterbahnen 2 auf, welche sich bis zu einem Rand 3 erstrecken. Jede Leiterbahn 2 soll jeweils mit einem Kontaktstift 4 eines Kontaktpartners, z.B. eines Relais 5, kontaktiert werden können.
Dazu ist das jeweilige Ende jeder Leiterbahn 2 jeweils elektrisch leitend mit einem Steckkontakt 6 verbunden. Diese Steckkontakte 6 sind dabei in nachfolgend näher beschriebener Weise in einem Raster am Rand 3 der Leiterplatte 1 angeordnet, welches das Einstecken der Kontaktstifte 4 des Relais 5 ermöglicht.
Dazu ist eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kontakthalter 7 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, vorzugsweise Kunststoff, vorgesehen, welche benachbarte Aufnahmekammern 8 aufweist. Dazu weist der Kontakthalter 7 einen oberseitigen, im Wesentlichen parallel zum Rand 3 der Leiterplatte 1 erstreckten stegförmigen Bereich 9 auf, an dessen Unterseite quer dazu angeordnete Querstege 10 angeformt sind, welche die Aufnahmekammern 8 randseitig begrenzen und die Position der Aufnahmekammern 8 in Übereinstimmung mit der Anordnung der Kontaktstifte 4 des Relais 5 festlegen. Dabei sind die Aufnahmekammern 8 so gestaltet, dass in diese jeweils ein Steckkontakt 6 kraft- und/oder formschlüssig eingesetzt werden kann.
Der Kontakthalter 7 weist angrenzend an den stegförmigen Bereich 9 wenigstens einen beim Ausführungsbeispiel als Ansaugfläche 11 ausgebildeten Bereich auf, der es ermöglicht, den Kontakthalter 7 der Vorrichtung von einem Bestückungsautomaten durch Ansaugen mittels einer Ansaugpipette oder dgl. greifen zu können. Ferner weist jeder Aufnahmekanal 8 des Kontakthalters 7 am hinteren, zur Leiterplatte 1 gerichteten Ende einen stegförmigen Ansatz 12 auf, der z.B. als SMT-Lötanschluss dient.
Ferner weist der Kontakthalter 7 an seiner Unterseite wenigstens einen Fangstift 13 auf, welcher eine Bohrung 14 in der Leiterplatte 1 in montierter Lage durchdringt und dazu dient, den Kontakthalter 7 lagegerecht an der Leiterplatte 1 anzuordnen.
Die Vorrichtung wird maneull oder automatisch mit Steckkontakten 6 bestückt, in dem die Steckkontakte 6 manuell oder automatisch in die Aufnahmekammern 8 des Kontakthalters 7 eingesetzt werden. Die Vorrichtung ist damit vorkonfektioniert und kann zunächst als Einzelteil zwischengelagert werden, bis sie tatsächlich mit einer Leiterplatte 1 oder dgl. verbunden werden soll.
Zur Montage der mit Steckkontakten 6 bestückten Vorrichtung wird eine Leiterplatte 1 im Endbereich der Leiterbahn 2 jeweils mit einem Lot beschichtet, z.B. bedruckt. Anschließend wird die Vorrichtung mit in den Kontakthalter 7 eingesetzten Steckkontakten 6 auf der Leiterplatte 1 angeordnet, was ebenfalls automatisch erfolgen kann. Dabei wird eine richtige Positionierung dadurch sichergestellt, dass der Fangstift 13 in die Bohrung 14 der Leiterplatte 1 eingreift. Erfolgt dieser Vorgang automatisch, so kann der Kontakthalter 7 mit den eingesetzten Steckkontakten 6 von einem nicht dargestellten Bestückungsautomaten an der Ansaugfläche 11 angesaugt werden. Nach der Positionierung des Kontakthalters 7 an der Leiterplatte 1 befindet sich das rückseitige Ende des jeweiligen Steckkontaktes 6 und auch der stegartige Ansatz 12 der jeweiligen Aufnahmekammer 8 in Kontakt mit der Lotschicht auf dem Ende der jeweiligen Leiterbahn 2. Anschließend kann ein Lötprozess, z.B. ein SMT-Lötprozess, durchgeführt werden, wodurch einerseits eine elektrische Verbindung zwischen den Steckkontakten 6 und der jeweiligen Leiterbahn 2 und andererseits auch eine Befestigung der Steckkontakte 6 sowie des Kontakthalters 7 an der Leiterplatte 1 erreicht wird.
Alternativ können auch andere Lötprozesse Verwendung finden oder es kann auch eine mechanische Verpressung des jeweiligen Steckkontaktes mit der jeweiligen Leiterbahn erfolgen.
Die Vorrichtung eignet sich grundsätzlich für beliebige Bauteile mit mehreren Leiterbahnen, nicht nur für Leiterplatten. Es können beliebige strompfad bildende Bauteile aus elektrischen leitenden Materialien elektrisch kontaktiert werden, z.B. Leiterbahnen einer Leiterplatte, Stanzteile, Kabel und dgl..
Bezugszeichenliste

1: Leiterplatte
2: Leiterbahn
3: Rand
4: Kontaktstift
5: Relais
6: Steckkontakte
7: Kontakthalter
8: Aufnahmekammer
9: stegförmiger Bereich
10: Querstege
11: Ansaugfläche
12: stegartiger Ansatz
13: Fangstift
14: Bohrung

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

DE 102005015205 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Leiters, insbesondere einer Leiterbahn einer Leiterplatte, mit wenigstens einem mit dem elektrischen Leiter zu verbindenden Steckkontakt, welcher das Einstecken eines Kontaktstiftes eines Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Kontakthalter (7) mit mehreren benachbarten Aufnahmekammern (8) aufweist, in welchen kraft- und/oder formschlüssig jeweils ein Steckkontakt (6) aufgenommen ist, wobei die Aufnahmekammern (8) in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken einer Mehrzahl von Kontaktstiften (4) des Kontaktpartners (5) in die Steckkontakte (6) ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakthalter (7) wenigstens einen Bereich zum zeitweisen Ankoppeln einer Handhabungseinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich als Ansaugfläche (11) für eine Ansaugeinrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich als Aufnahme für ein Greiferelement ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakthalter (7) ein Positionierelement (13) zur lagegerechten Anordnung an oder auf einer Leiterplatte (1) oder dgl. aufweist.
Bauteil mit mehreren Leiterbahnen, wobei ein Ende jeder Leiterbahn mit einem Steckkontakt elektrisch leitend verbunden ist, wobei alle Steckkontakte in einem Raster angeordnet sind, welches das Einstecken von Kontaktstiften eines mehrere Kontaktstifte aufweisenden Kontaktpartners, insbesondere eines Relais ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 ausgerüstet ist.
Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Steckkontakt (6) mit der zugeordneten Leiterbahn (2) verlötet ist.
Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lötverbindung eine SMT-, eine THT- oder eine THR-Lötung ist.
Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Steckkontakt (6) mit der zugeordneten Leiterbahn (2) verpresst ist.