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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Leiterbahnen einer Leiterplatte mit einem an der Leiterplatte befestigbaren Kontakthalter, welcher mehrere benachbarte 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 eines Kontaktpartners, insbesondere eines Relais, in die Steckkontakte ermöglicht, wobei jeweils ein Steckkontakt mit einer elektrischen Leiterbahn verbindbar ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Leiterplatte mit mehreren Leiterbahnen, wobei jede 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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
DE 20 2015 102 044 U1 ist eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt. Diese Vorrichtung ist dazu bestimmt, neben bzw. an dem seitlichen Randbereich einer Leiterplatte angeordnet und mit dieser verbunden zu werden, und ermöglicht bei dieser Anordnung nur ein Einstecken der Kontaktstifte eines Relais oder dgl. parallel zur Leiterplatte. Für Anwendungsfälle, in denen die Kontaktstifte rechtwinklig zur Leiterplatte eingesteckt werden müssen, ist die bekannte Vorrichtung eher nicht geeignet. Aus
DE 82 14 104 U1 ist eine mehrpolige Buchsenleiste bekannt, die mehrere Stecköffnungen aufweist, welche eine Führung für in diese einzuführende Stecker bilden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrische Kontaktierung der Leiterbahnen einer Leiterplatte mit einem elektrischen Kontaktpartner mit rechtwinklig zur Leiterplatte ausgerichteten Kontaktstiften zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der sockelartige Kontakthalter eine die Aufnahmekammern an ihrer der Leiterplatte abgewandten Vorderseite abschließende, rechtwinklig zur Einsteckrichtung der Steckkontakte gerichtete, in Montagelage parallel zur Leiterplatte angeordnete Wand aufweist, welche mit den Steckkontakten fluchtende Einstecköffnungen aufweist, welche als Zentrierführungen für die Kontaktstifte ausgebildet sind, wobei die Wand des sockelartigen Kontakthalters auf der den Aufnahmekammern abgewandten Seite in wenigstens einen rechtwinklig zur Wand gerichteten Seitenwandbereich übergeht, welcher als Führung für einen Gehäusekörper des Kontaktpartners ausgebildet ist, wobei an der Innenseite des wenigstens einen Seitenwandbereiches zur Einsteckrichtung des Kontaktpartners parallele Führungsstege vorgesehen sind.
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Mit einer solchen Vorrichtung lässt sich auch automatisiert ein Relais oder ein anderer Kontaktpartner mit Kontaktstiften in einer zur Leiterplatte rechtwinkligen Richtung einwandfrei kontaktieren. Dabei werden bei der Zuführbewegung die Kontaktstifte zwangsweise durch die Einstecköffnungen in der Wand zentriert und dadurch exakt in die Steckkontakte elektrisch kontaktierend eingeführt. Der Herstellungs- und Montageaufwand für die Vorrichtung ist gering, die Vorrichtung kann vorkonfektioniert werden, d.h. mit Steckkontakten ausgerüstet werden. Die Vorrichtung wird über die Steckkontakte und ggf. weitere Befestigungselemente an der Leiterplatte befestigt. Die Einstecköffnungen können zur Zentrierung der Kontaktstifte nach innen abgeschrägt zulaufende Randflächen aufweisen.
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Bei der Zuführbewegung des Kontaktpartners, z.B. Relais, wird dessen Gehäusekörper zwangsweise vorzentriert, bevor die Kontaktstifte in den Bereich der Einstecköffnungen gelangen. Außerdem wird der Gehäusekörper in eingesteckter stehender Lage zusätzlich gehalten, so dass Querkräfte auf die Kontaktstifte vermieden werden.
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Wenn der Gehäusekörper des Kontaktpartners eine rechteckige Querschnittsform aufweist, ist bevorzugt vorgesehen, dass zwei querschnittlich U-förmige Seitenwandbereiche vorgesehen sind.
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In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der sockelartige Kontakthalter an der der Leiterplatte zugewandten Rückseite Vorsprünge zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte aufweist. Die Vorrichtung ist dann zusätzlich zu den an die Leiterbahnen angelöteten Steckkontakten an der Leiterplatte befestigt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der sockelartige Kontakthalter Rastelemente zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Kontaktpartner aufweist. Dadurch ist der Kontaktpartner in eingesteckter Position zusätzlich gesichert.
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Die Erfindung sieht zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe auch eine Leiterplatte mit mehreren Leiterbahnen vor, wobei jede 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, wobei die Leiterplatte mit einer vorbeschriebenen Vorrichtung ausgerüstet ist.
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Dabei ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der jeweilige Steckkontakt mit der zugeordneten Leiterbahn verlötet ist.
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Dieser Lötprozess kann vollautomatisch erfolgen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die jeweilige Lötverbindung eine SMD-Lötverbindung ist. Andere Lötverbindungen sind natürlich alternativ möglich.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass der sockelartige Kontakthalter mittels der Vorsprünge form- und/oder kraftschlüssig mit der Leiterplatte verbunden ist. Die Vorrichtung ist dann mit der Leiterplatte nicht nur über die Steckkontakte, sondern zusätzlich auch mechanisch verbunden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils in vergrößertem Maßstab in
- 1 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung,
- 2 eine Längsseitenansicht der 1,
- 3 eine Schmalseitenansicht der 1,
- 4 eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung,
- 5 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung,
- 6 eine perspektivische Darstellung einer Leiterplatte mit Vorrichtung,
- 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Leiterplatte und eines noch nicht eingesteckten Relais und in
- 8 eine perspektivische Darstellung der Leiterplatte mit eingestecktem Relais.
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In den Figuren sind die dargestellten Bauteile der Übersichtlichkeit halber wesentlich vergrößert dargestellt. Dabei ist eine nur schematisch dargestellte Leiterplatte allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Leiterplatte 1 weist mehrere im Ausführungsbeispiel parallel und im Abstand voneinander angeordnete Leiterbahnen 2 auf, welche nur in 6 angedeutet sind. Jede Leiterbahn 2 soll jeweils mit einem Kontaktstift 3 eines Kontaktpartners, z.B. eines Relais 4, kontaktiert werden können.
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Dazu ist jede Leiterbahn 2 jeweils elektrisch leitend mit einem Steckkontakt 5 verbunden. Diese Steckkontakte 5 sind dabei in nachfolgend näher beschriebener Weise in einem Raster an der Leiterplatte 1 angeordnet, welches das Einstecken der Kontaktstifte 3 des Relais 4 ermöglicht.
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Dazu ist eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung mit einem sockelartigen Kontakthalter 6 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, vorzugsweise Kunststoff, vorgesehen, welcher benachbarte Aufnahmekammern 7 aufweist. Diese Aufnahmekammern 7 sind auf der in Montagelage der Leiterplatte 1 zugewandten Rückseite 8 teilweise offen und ermöglichen dadurch ein kraft- und/oder formschlüssiges Einsetzen jeweils eines Steckkontaktes 5. Dabei weist jeder Steckkontakt 5 einen aus der Aufnahmekammer 7 herausragenden, parallel zur zugeordneten Leiterbahn 2 abgewinkelten Lötsteg 9 auf. Die Aufnahmekammern 7 sind voneinander durch Querwände 10 des Kontakthalters 6 getrennt. Diese Querwände 10 gehen in eine die Aufnahmekammern 7 an ihrer der Leiterplatte 1 abgewandten Vorderseite 11 abschließende, rechtwinklig zur Einsteckrichtung der Steckkontakte 5 gerichtete, in Montagelage parallel zur Leiterplatte 1 angeordnete Wand 12 über, welche mit den Steckkontakten 5 fluchtende Einstecköffnungen 13 aufweist. Diese Einstecköffnungen 13 sind als Zentrierführungen für die Kontaktstifte 3 ausgebildet. Dazu können die Einstecköffnungen 13 für die Kontaktstifte 3 nach innen abgeschrägt zulaufende Randflächen 14 aufweisen, welche die Zentrierführungen bilden.
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Die Wand 12 des sockelartigen Kontakthalters 6 geht auf der den Aufnahmekammern 7 abgewandten Vorderseite 11 in wenigstens einen rechtwinklig zur Wand 12 gerichteten Seitenwandbereich 15 über. In Anpassung an die Außenkontur des dargestellten quaderförmigen Gehäusekörpers 16 des Relais 4 sind beim Ausführungsbeispiel zwei querschnittlich U-förmige Seitenwandbereiche 15 vorgesehen. Beide Seitenwandbereiche 15 sind als Führung für den Gehäusekörper 16 des Relais 4 ausgebildet, d.h. in Anpassung an die Außenkontur des Gehäusekörpers 16 des Relais 4 so gestaltet, dass sie die Schmalseiten und die angrenzenden Bereiche des Gehäusekörpers 16 umgreifen, wie am besten in 8 zu erkennen ist. Bevorzugt sind an der Innenseite der beiden Seitenwandbereiche 15 zur Einsteckrichtung des Relais 4 parallele Führungsstege 17 vorgesehen, welche beim Einstecken des Relais 4 in die Vorrichtung den Gehäusekörper 16 und damit auch die Kontaktstifte 3 zentrieren, wobei eine endgültige Zentrierung der Kontaktstifte 3 in den Einstecköffnungen 13 erfolgt, bevor die Kontaktstifte 3 indie Steckkontakte 5 gelangen.
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Die Vorrichtung wird manuell oder automatisch mit Steckkontakten 5 bestückt, in dem die Steckkontakte 5 manuell oder automatisch von der Rückseite 8 her in die Aufnahmekammern 7 des Kontakthalters 6 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.
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Zur Montage der mit Steckkontakten 5 bestückten Vorrichtung wird z.B. jede Leiterbahn 2 der Leiterplatte 1 jeweils mit einem Lot beschichtet, z.B. bedruckt. Anschließend wird die Vorrichtung mit in den Kontakthalter 6 eingesetzten Steckkontakten 5 auf der Leiterplatte 1 angeordnet, was ebenfalls automatisch erfolgen kann. Nach der Positionierung des Kontakthalters 6 an der Leiterplatte 1 befindet sich das rückseitige Ende des jeweiligen Steckkontaktes 5 mit seinem Lötsteg 9 in Kontakt mit der Lotschicht auf der jeweiligen Leiterbahn 2. Anschließend kann ein Lötprozess, z.B. ein SMD-Lötprozess, durchgeführt werden, wodurch einerseits eine elektrische Verbindung zwischen den Steckkontakten 5 und der jeweiligen Leiterbahn 2 und andererseits auch eine Befestigung der Steckkontakte 5 sowie des Kontakthalters 6 an der Leiterplatte 1 erreicht wird.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der sockelartige Kontakthalter 6 an der der Leiterplatte 1 zugewandten Rückseite 8 Vorsprünge zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Leiterplatte 1 aufweist. Die Vorrichtung ist dann zusätzlich zu den an die Leiterbahnen 2 angelöteten Steckkontakten 5 an der Leiterplatte 1 befestigt.
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Wenn die Leiterplatte 1 mit der Vorrichtung ausgerüstet ist, kann ein Relais 4 oder ein anderer Kontaktpartner manuell oder automatisch entsprechend der Abfolge der 6 bis 8 zugeführt und mit seinen Kontaktstiften 3 in die Steckkontakte 5 eingeführt werden, wobei während des Zuführvorganges eine zweistufige Zentrierung des Gehäusekörpers 16 und der Kontaktstifte 3 in der beschriebenen Weise erfolgt. Anschließend sind die Kontaktstifte 3 in elektrischem Kontakt mit der zugeordneten Leiterbahn 2 der Leiterplatte 1.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist der Begriff Leiterplatte 1 allgemein zu verstehen, es kann auch ein nicht plattenförmiger Gegenstand mit elektrischen Leiterbahnen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leiterplatte
- 2
- Leiterbahn
- 3
- Kontaktstift
- 4
- Relais
- 5
- Steckkontakt
- 6
- Kontakthalter
- 7
- Aufnahmekammer
- 8
- Rückseite
- 9
- Lötsteg
- 10
- Querwand
- 11
- Vorderseite
- 12
- Wand
- 13
- Einstecköffnung
- 14
- Randfläche
- 15
- Seitenwandbereich
- 16
- Gehäusekörper
- 17
- Führungssteg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015102044 U1 [0006]
- DE 8214104 U1 [0006]
