-
-
Vorrichtung zur Kontaktierung von Anschlüssen an
-
Bauelementen Bis Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sontaktierung
von Anschlüssen an Bauelementen oder Bauelementgruppen mittels an die Anschlüsse
im eingeführten Zustand anpreßbaren Gegenkontakten.
-
Bei bekannten Vorrichtungen der obengenannten Art (Veröffentlichung
der internationalen Anmeldung DE 29 53 052 A 1) erfolgt die Kontaktierung über nach
dem Einschieben der Anschlüsse anpreßbare Federkontakte, die mit Anschlußstiften
versehen sind. Die Anschlußstifte sind ihrerseits für eine dauerhafte Lötverbindung
mit einer Leiterpiatte oder auch als "wirerap"-Anschluß für lötfreie Verbindungen
ausgebildet.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der obengenannten Art zu schaffen, bei der eine sichere elektrische
Verbindung zu Bauelementen oder Bauelementgruppen geschaffen werden kann, ohne hierzu
zusätzlich elektrisch zu verbindende Zwischenglieder, wie einzulötende Steckanschlüsse
oder dergleichen, vorsehen zu müssen. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht,
daß die Gegenkontaktteile auf einer zwischen Anschlüsse und Preßeinrichtung eingelegten
flexiblen Leiterfolie vorgesehen sind.
-
Die Verwendung einer derartigen flexiblen Leiterfolie ist insbesondere
aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft, wenn die flexible Leiterfolie
mehrere nebeneinanderliegende Bauelemente oder Bauelementgruppen unter Verwendung
einer Mehrfachpreßeinrichtung verbindet. Bei Verwendung relativ breiter
Bauelemente
bzw. Modulen ist es vorteilhaft, wenn die Leiterfolie mit die Gegenkontaktteile
enthaltenden, ausgescherten Lappen versehen ist. Bei schmalen Modulen und insbesondere,
wenn eine größere Kontaktlänge erforderlich ist, ist es vorteilhaft, wenn die Leiterfolie
in Form von Taschen gefaltet ist. Um die Folie ohne Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen
an mehreren Stellen mit den Anschlüssen in Verbindung bringen zu können, ist es
vorteilhaft, wenn die Preßeinrichtung über mehrere elastische, fingerförmige Ubertragungsteile
auf die Leiterfolie einwirkt. Bei Vorsehen nur eines Preßbügels an der Außenseite
der Klemmvorriohtung können diese Ubertragungsteile tannenbaumförmige Aluminiumstrangprofilteile
sein, die gleichzeitig Wärme ableiten. Werden jedoch zwischen den einzelnen Modulen
Hebelpreßeinrichtungen vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn die Übertragungsteile
von einer Mehrfachdoppelfingerfeder gebildet sind. Um die Mehrfachdoppelfingerfedern
einfach an der gewünschten Stelle einbringen zu können, ist es vorteilhaft, wenn
die Mehrfachdoppelfingerfeder an der Leiterfolie befestigt ist. Hierbei kann auch
eine doppelseitig Cu-kaschierte Folie verwendet werden. Es ist darauf zu achten,
daß an der Stelle, an der die Federfinger andrücken keine Leiterzuge vorhanden sind,
es sei denn, man will eine Masseverbindung zu den Federn und über diese zum Aluminium
als Massepunkt herstellen. Um auch die Lage in bezug auf den Hebel zu fixieren,
ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Mehrfachdoppelfingerfeder gelenkige Verbindungsmittel
mit den Hebeln der Preßeinrichtung haben. Die Verbindung erfolgt praktisch selbsttätig,
wenn die Verbindungsmittel aus einer Federrastverbindung bestehen. Um die Folie
in bezug auf die Anschlüsse der Bauelemente beim Anpressen in eine Flucht zu bringen,
ohne die Leiterfolie führen zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Mehrfachdoppelfingerfedern
Zentrierschrägen aufweisen, die mit Gegenschrägen am Bauelement
oder
der Bauelementegruppe korrespondieren. Um auch die Leitungen für Stromversorgung
oder nach außen abgehende Leitungen, wie Anschlußleitungen für Sensoren usw., auf
einfache Weise mit den Bauelementen bzw. den Bauelementgruppen verbinden zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Leiterfolie mit einem Elemm-Modul elektrisch leitend
über die Preßeinrichtung verbunden ist. Das Klemm-Modul kan aus einer mit einer
Lasche verbundenen Schraubklemmebestehen. Unter Verwendung der gleichen Preßeinrichtung
kann die Verbindung auch ohne Schrauben hergestellt werden wenn der Leiter direkt
an die Folie angelegt wirdo Hier ist Jedoch nicht immer sicherzustellen, daß der
Leiter beim Offnen der Preßeinrichtung an der geæMAnschten Stelle verbleibt Soll
der Anschluß auch bei offener Preßeinrichtung ehralten bleiben, ist es vorteilhaftD
wenn in die Preßeinrichtung ein den Leiter umfassendes9 sich beim Preßvorgang um
den Leiter verkrallendes Metallteil einbezogen ist. Eine einfache Konstruktion für
das sich verkrallende Metallteil ergibt sich, wenn das Metallteil aus zwei U-förmig
ineinandergreifenden, über ein Gelenk miteinander verbundenen Einzelteilen besteht,
die mit ausgescherten elastisehen Zungen den Leiter umgreifen. Um die Leiterfolie
noch weiter ausnutzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn quer zur Leiterfolienlängsrichtung
weitere Bauelemente bzw. Bauelementgruppen nebeneinander vorgesehen sind. Die Leiterfolie
ist dann nicht als Streifen, sondern praktisch als Karte anzusehen. Die sichere
elektrisehe Verbindung, d.h. die Kontaktgabe unter Berücksichtigung der Wärmeableitung
ist für geringe Stromstärken durchaus gegeben, da die Folien relativ dünn ausgeführt
werden können. Für größere Stromstärken kann es Jedoch vorteilhaft sein, wenn die
Preßeinrichtung aus Preßhebeln aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise Aluminium,
besteht. Da die Folien die Anpreßeinrichtung isolieren, kann für mehrere nebeneinanderliegende
Bauelementgruppen oder Module eine gemeinsame
Ableitung vorgesehen
werden. Es besteht daher die Möglichkeit, die Preßhebel aus stranggepreßtem Profilmaterial
herzustellen. Um die Preßhebel in sich steif ausführen zu können und auf einfache
Weise miteinander verbinden zu können, ohne eine Lagerung vorsehen zu müssen, ist
es vorteilhaft, wenn die Preßhebel über kreisförmigen Querschnitt aufweisende Profilteile
formschlüssig gelenkig miteinander verbindbar sind. Zur besseren Wärmeableitung
und zur Vergrößerung der Festigkeit ist es vorteilhaft, wenn die Preßhebel im Arbeitszustand
der Preßeinrichtung durch Anlage von Profilteilen des einen Preßhebels am Profilteil
des anderen Preßhebels ein Rohrprofil bilden. Die hier auftretenden Kräfte sind
relativ groß, so daß sich ein Verbiegen der Preßhebel auf diese Weise vermeiden
läßt. Zusätzlich ist ein Strömungskanal für die Wärmeableitung gebildet. Die Lagerzapfen
werden vorteilhaft durch Freilegen von kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Profilteilen
gebildet, so daß auch hier ohne Wärmezwischenübergang die Wärmeableitung über die
Lagerzapfen erfolgen kann. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Lagerzapfen in einen
Metallrahmen, vorzugsweise aus Aluminium, in einer Nutführung gelagert sind. Um
die sichere Verbindung auch in ausgesetzter staubiger Athmosphäre aufrechterhalten
zu können, ohne hierfür zusätzliche Mittel aufwenden zu müssen, ist es vorteilhaft,
wenn die Preßhebel Anformungen zum Anpressen von Dichtungsteilen an die Bauelemente
bzw. Bauelementegruppen aufweisen. Um alle eingesteckten Module praktisch gleichzeitig
mit der flexiblen Leiterfolie in Verbindung bringen zu können, ist es vorteilhaft,
wenn die eine Hälfte der Preßhebel über eine gemeinsame Schubstange und einen mit
dieser über eine Kulisse verbundenen Betätigungshebel betätigbar sind. Werden Schubstange
und Betätigungshebel im Metallrahmen gelagert, so gibt dies zusätzlich eine Wärmeableitung
nach außen. Um die relativ hohe Anpreßkraft bei mehreren Bauelementegruppen aufbringen
zu
können, ist es vorteilhaft, wenn die Kulissenführung derart
ausgebildet ist, daß über den gesamten Betätigungsweg annähernd gleiche Betätigungskraft
erforderlich ist0 Um Beschädigungen der Folie durch Spannungsüberschläge beim Einsetzen
der Module in die Vorrichtung bei offener Preßeinrichtung zu vermeiden, wird die
Preßeinrichtung mit einem Schalter zum Abschalten der Spannung auf den aus dem Modulsystem
heraus- bzw.
-
hineingehenden Leitungen versehen. Eine sichere Lagefixierung der
flexiblen Leiterfolie läßt sich weiterhin erreichen, wenn die flexible Leiterfolie
in elastischen Schaum eingeschäumt ist. Bei diesem Einschäumvorgang lassen sich
die Dichtungsteile als Ringdichtung vom elastischen Schaum ausbilden, so daß für
die Dichtung keine zusätzlichen Mittel erforderlich sind.
-
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert: Es zeigend Fig. 1 eine prinzipielle
Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit eingelegter, flexibler Leiterfolie
und einem Preßhebel für die gesamte Anordnung, Fig0 2 eine perspektivische prinzipielle
Darstellung eines Basiskörpers mit nur einigen eingesteckten Modulen und seitlich
im Schnitt sichtbaren Hebelmechanismus zur Einzelpressung der Modulreihen, Fig.
3 eine Seitenansicht im Schnitt mit eingeschäumter Leiterfolie und Preßeinrichtung,
Fig. 4 und 5 die zur Preßeinrichtung gehörenden Preßhebel, Fig. 6 und 7 Seitenansicht
des Längs- und Seitenprofils für den Basiskörper zur Abstützung der Preßkräfte,
Fig.
8 eine Schnittdarstellung durch das Seitenteil im Bereich des Betätigungshebeldrehpunktes,
Fig. 9 einen Schnitt durch das Seitenteil im Bereich der Kulissenrolle, Fig. 10
die Leiterfolie mit einer möglichen Leiterverbindung, Fig. 11 und 12 Draufsicht
und Seitenansicht auf die Mehrfachdopp elfingerfeder, Fig. 13 die Ausbildung eines
Klemm-Moduls zum Anklemmen nach außengehender Leitungen und Fig. 14 eine schematische
Darstellung der Leiterfolie mit ausgescherten Lappen.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus dem Basiskörper
1, der mit taschenförmigen Öffnungen 2 zum Einschieben der Bauelementegruppen oder
Module 3 ausgestattet ist. Flankiert sind die Bauelementegruppen von außenliegenden
Modulen 4, die die Verbindung nach außen gehender Leitungen 5 mit den Bauelementegruppen
über eine flexible Leiterfolie 6 herstellen. Die flexible Leiterfolie 6 ist über
die Anschlüsse 7 der Bauelementegruppen 3 und die Klemm-Module 4 gefaltet und durch
eine Preßeinrichtung 8, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von einem normalen
Spannhebel gebildet wird, über elastische, fingerförmige Vbertragungsteile 9, die
im vorliegenden Fall auch als Kühlkörper dienen, an die Anschlüsse bzw. die Klemm-Module
gepreßt, so daß durch die flexible Leiterfolie Querverbindungen zwischen den einzelnen
Bauelementegruppen und den Klemm-Modulen auf einfache Weise herstellbar sind.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Basiskörper 1, wie in
Fig. 1 mit drei nebeneinanderliegenden Bauelementegruppen bestückbar, die von jeweils
einem Klemm-Modul 4 flankiert sind. Hiervon sind beispielsweise vier hintereinanderliegende
Bauelementegruppenreihen vorgesehen. Der Unterschied der Ausführungsform
nach
Fig. 2 gegenüber der nach Fig. 1 besteht darin, daß hier Einzelpreßhebel 10 mit
einer Schubstange 11 in Verbindung stehen, die über einen Betätigungshebel 12, der
über eine Kulisse 13 mit der Schubstange 11 in Verbindung steht, derart betätigbar
ist, daß über den gesamten Betätigungsweg des Betätigungshebels 12 gleiche Kraftaufwendung
notwendig ist, obwohl gleichzeitig alle zwölf Bauelementegruppen 3 und alle acht
Klemm-Module 4 gepreßt werden. Die Funktion der Preßeinrichtung ist näher aus Fig.
3 zu erkennen. Die Schubstange 11 greift an dem Gelenkpunkt 14 des Armes 15 des
Preßhebels 10 an. Der mit dem Preßhebel 10 ein Kniehebelsystem bildende andere Preßhebel
16 ist über einen einen kreisförmigen Querschnitt 17 aufweisenden Profilteil 18
mit einer entsprechenden Ausnehmung 19 am Preßhebel 10 formschlüssig gelenkig verbunden.
Profilteile 20 des Preßhebels 16 bilden mit dem Profilteil 21 des Preßhebels 10
ein Rohr 22, und zwar im angepreßten Zustand der Leiterfolie, so daß die Preßhebel
10 und 16, die als Profilmaterial im Strangpreßverfahren hergestellt sind, über
die gesamte Länge entsprechende Stabilität aufweisen. Durch Stufenfräsen lassen
sich auf einfache Weise die kreisförmigen Querschnitte 23 und 24 als Lagerzapfen
25 ausbilden, die in Längsnuten 26 des Seitenprofils 27 gleiten können, siehe Fig.
7, 8 und 9.
-
Die Preßhebel 10 und 16 sind weiterhin mit Anformungen 289 29 versehen,
die zum Anpressen von Dichtungsteilen 30 an die Füße 31 der Bauelementegruppen 3
bzw. der Klemm-Module 4 beim Spannen der Preßeinrichtung drücken, so daß einerseits
eine Abdichtung und andererseits eine Stabilisierung der Bauelementegruppen erfolgt,
so daß diese auch erschütterungssicher im Basiskörper gehalten sind. Die Form der
Dichtung ist aus Fig. 2 für die Bauelementegruppen 3 bzw. die Klemm-Module 4 zu
ersehen.
-
Das Anpressen durch die Anformungen 28 bzw. 29 erfolgt lediglich im
geraden Teil, so daß sich die kreisrunden Endbereiche um die Bauelementegruppen
3 herumspannen,
ohne daß ein Andrücken notwendig ist. Die Dichtungsteile
30 ergeben sich automatisch beim Einschäumen des Basiskörpers, vorzugsweise in Integralschaum,
da hier der Innenteil weich und elastisch gehalten werden kann. Die flexible Leiterfolie
6 ist ebenfalls in den Basiskörper mit eingeschäumt. Sie wird im Bereich der Anschlüsse
32 der Bauelementegruppen 3 über Mehrfachdoppelfingerfedern 33, wie sie aus Fig.
11 und 12 ersichtlich sind, angedrückt. Die Anzahl der Finger 34 entspricht der
maximal möglichen Anzahl der zu kontaktierenden Leiterbahnen.
-
Die Mehrfachdoppelfingerfedern 33 weisen Zentrierschrägen 35 auf,
die das sichere Einführen bzw. Fluchten der Leiterfolie 6 zu den Anschlüssen 32
sicherstellen. Sie arbeiten mit nicht näher dargestellten Gegenschrägen an den Bauelementegruppen
3 zusammen. Im Mittelbereich der Mehrfachdoppelfingerfedern sind Klammern 55 vorgesehen,
die über die kreisförmigen Querschnitte 23, 24 der Preßhebel 10 bzw. 16 aufschnappbar
sind. Hierdurch ergibt sich eine selbsttätige Verbindung und gegebenenfalls eine
geringfügige Reibwirkung, sofern die Leiterfolie mit den Mehrfachdoppelfingerfedern
33 verbunden ist, so daß sich hierdurch eine geringe Reinigungswirkung ergibt.
-
Die Fig. 10 zeigt die als Verbindungsschaltung ausgebildete flexible
Leiterfolie mit den hierauf vorzugsweise durch Ätzung aufgebrachten Leiterbahnen.
Es sind dort übereinander die vier hintereinanderliegenden Bauelementegruppen zu
erkennen. Die Faltung zur Bildung der Taschen erfolgt im Bereich 36, um das erste
Klemm-Modul im Bereich 37, um die erste Bauelementegruppe, so daß sich auf beiden
Seiten Verbindungsbahnen für die Anschlüsse 32 ergeben. Im Bereich 38 wird für die
nächste Bauelementegruppe gefaltet, im Bereich 39 für die letzte Bauelementegruppe
und im Bereich 40 für die zweite Klemm-Modulgruppe. Die nicht näher bezifferten,
außerhalb der Anschlußbereiche liegenden Leiterbahnen
stellen die
Querverbindungen zwischen den einzelnen Modulen und den Klemmanschlüssen dar. Anstelle
der Faltbereiche 36 bis 40 können auch Lappen 41 aus der Leiterfolie 6 ausgeschert
werden, wie dies schematisch in Fig. 14 dargestellt ist. Dies ist jedoch mit Vorteil
nur bei relativ breiten Bauelementen möglich.
-
Wie bereits erwähnt, können die nach außen gehenden Anschlußleitungen
so eingeführt werden, daß sie mit den Leiterbahnen auf der flexiblen Leiterfolie
nach Fig. 10 beim Anpressen zur Anlage kommen. Als vorteilhaft hat sich Jedoch eine
Ausführung, wie sie Fig. 13 zeigt, herausgestellt. Das hier dargestellte Metallteil
42 besteht aus zwei über ein Gelenk 43 miteinander verbundenen, U-förmigen Querschnitt
aufweisenden Einzelteilen 44 und 459 die sich über Rastnasen 46 beim starken Zusammenpressen
verkrallen. Ausgescherte Zungen 47 und 48 am Einzelteil 44 bzw. 48 sind M-förmig
ausgebildet, so daß sie eine Leitung 5 elastisch umfassen und gegebenenfalls auch
die Isolation durchschneiden können; denn die Zungen 47, 48 können in gewissen Grenzen
nachfedern.
-
Der maximale Druck auf den Leiter 5 wird durch die Bewegung der Einzelteile
44 und 45 aufeinanderzu begrenzt.
-
Die so bestückten Metallteile 42 werden dann in eine Öffnung 49 -
siehe Fig. 2 - anstelle des die Anschlüsse tragenden Fußes eingeschoben und, wie
das in Fig. 3 links liegende Klemm-Modul, auf die entsprechenden Leiterbahnen der
flexiblen Leiterfolie gepreßt. Die Metallteile 42 können auch in ein isolierendes
Trägermodul eingesetzt werden, so daß alle gleichzeitig eingeschoben werden können.
Um an der Außenseite der Klemm-Module einen Hebelmechanismus entbehrlich zu machen,
ist an dem Längsprofil 50 ein den kreisförmigen Querschnitten 23, 24 entsprechender
Zylinder 51 angeformt, der die Lagerung der Mehrfachdoppelfingerfeder 33 in diesem
Bereich übernimmt. Anformungen 52 dienen zum Aufschnappen von
Bezeichnungsschildern.
Die Längsprofile 50 sind über Spanndrähte 53 miteinander verbunden, um ein Verbiegen
der Außenlängsprofile beim Auftreten relativ großer Preßkräfte zu verhindern.
-
In der Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist die entspannte Lage der
Preßeinrichtung. Nach Einschieben der Bauelementegruppen 3 bzw. der Klemm-Module
4 in die Taschen, ohne daß hierbei ein Kraftaufwand notwendig ist, wird durch Betätigen
des Betätigungshebels 12 die Schubstange 11 verschoben und hiermit die Arme 15 von
der gestrichelten in die ausgezogene Lage bewegt. Hierbei ver schieben sich die
kreisförmigen Querschnitte 23, 24 mit den Lagerzapfen 25 in den Nuten 26. Der kreisförmige
Querschnitt 17 wird in der Ausnehmung 19 verschwenkt.
-
Auch für diesen Querschnitt kann noch eine senkrecht verlaufende Nut
zur Führung vorgesehen werden. Die beiden Preßhebel werden somit gestreckt, bis
der kreisförmige Querschnitt 17 in die Ubertotpunktlage kommt, so daß sich die Preßhebel
in einer stabilen Lage befinden.
-
Die Mehrfachdoppelfingerfedern 33 erzeugen den Anpreßdruck an den
Anschlüssen 32. Ausnehmungen 54 können als Eingriff für Ausbuchtungen 55 der Mehrfachdoppelfingerfedern
33 dienen, so daß ein Ausziehen der Bauelementegruppen 3 im angepreßten Zustand
der flexiblen Leiterfolie verhindert ist. Zusätzlich stabilisieren die Anformungen
28, 29 über die Dichtungsteile 30 die Bauelementegruppen 3, ohne daß hierfür ein
wesentlicher zusätzlicher Aufwand erforderlich ist.
-
27 Patentansprüche 14 Figuren
Leerseite