DE4431198C2

DE4431198C2 - Schneidklemm-Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren von Leiterplatten

Info

Publication number: DE4431198C2
Application number: DE19944431198
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Janczak; Henry Brauer; Manfred Mueller; Dieter Gerke; Gerhard Herbst
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2014-09-03
Also published as: DE4431198A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidklemm-Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren von isolierten Leitern mit durchkontaktierten Leiterplatten.

In der DE 93 02 579 U1 wird ein lösbarer Schneidklemm verbinder zum schraubenlosen Anschluß von isolierten Drähten und Litzen an Flachbaugruppen beschrieben. In einem zweiteiligen, axial ineinander verschiebbaren Isolierstoffgehäuse sind Kontaktelemente eingebracht, die sich durch das Zusammendrücken der Gehäuseteile schließen und beim Auseinanderziehen öffnen. Beim Zusammendrücken wird der Isoliermantel des elek trischen Leiters an vier Stellen durchtrennt und der elektrische Kontakt hergestellt.

Nachteilig bei dieser Lösung ist insbesondere der komplizierte Aufbau des Schneidklemmverbinders und die Notwendigkeit, in einem weiteren Arbeitsgang den Kontakt zwischen der Leiterplatte und dem Schneid klemmverbinder herzustellen. Diese Verbindung erfolgt über einen Stift, der in die Bohrung der Leiterplatte eingelötet wird.

In der US 4,261,629 ist ein Kontaktelement beschrieben, welches aus einem unteren Teil, das in die Leiterplatten-Bohrung eingebracht und dort verlötet wird, und aus einem oberen Teil besteht, welches durch zwei Drahtaufnahmen in Form von Schneid-Klemm-Kontakten gebildet ist. Auch hier ist ein erster Arbeitsschritt notwendig, um das Kontakt element in die Leiterplatte einzubringen, ein zweiter Arbeitsschritt, um es dort zu verlöten, und ein dritter Arbeitsschritt, um den Draht in die Aufnahmen einzudrücken und damit den elektrischen Kontakt zwischen Kontaktelement und elektrischem Leiter herzu stellen.

Aus der DE 30 44 888 C2 ist ein Anschlußelement in Z-förmiger Ausführung eines LSA-PLUS-Kontaktes bekannt, bei dem zwei Z-förmige Anschlußelemente spiegelbildverkehrt zu einem einstückigen Teil aneinandergefügt sind, wobei beiderseits der Kontaktierungsstelle in den benachbarten Schenkeln Klemmstellen zur Zugentlastung des Leiters vorgesehen sind, die in der Leiterplatte durch Stifte abgestützt sind. Auch hier sind wiederum mindestens zwei Arbeits schritte notwendig, um die Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und der Leiterplatte herzustellen.

Aus der US 3,634,601 ist ein Schneidklemm-Kontaktelement zum elektrischen Kon taktieren von isolierten Leitern mit Leiterplatten mittels Schneidklemmtechnik be kannt, bei dem in einem Arbeitsschritt gleichzeitig zwischen mindestens einem iso lierten elektrischen Leiter und mindestens einem Schneidklemm-Kontaktelement und zwischen dem Schneidklemm-Kontaktelement und mindestens einer Öffnung in der Leiterplatte ein mechanischer Kontakt hergestellt wird. Nachteilig bei diesem Schneidklemm-Kontaktelement ist, daß die Kabelader vor dem Anschließen abiso liert werden muß.

Aus den US 4,283,105, US 4,141,618 und US 4,448,472 sind hülsenartige Schneid klemm-Kontaktelemente vorbekannt. Nachteilig bei diesen Schneidklemm- Kontaktelementen ist, daß mehrere Arbeitsschritte durchgeführt werden müssen, um die isolierte Kabelader an den Schneidklemm-Kontaktelement anzuschließen. So muß in einem ersten Schritt das Schneidklemm-Kontaktelement in die Bohrung der Lei terplatte und in einem zweiten Schritt die Kabelader in den Schneidklemm- Kontaktelement eingedrückt werden.

Aus der US 4,784,613 ist ein Schneidklemm-Kontaktelement bekannt, das in einem Arbeitsschritt die isolierte Kabelader an die Leiterbahn der Leiterplatte anschließt. Nachteilig ist, daß das Schneidklemm-Kontaktelement in der Bohrung der Leiterplatte nicht geführt wird, so ist dieses Schneidklemm-Kontaktelement nur zum Anschluß von Bandkabeln geeignet.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Schneidklemm- Kontaktelement zu schaffen, mit dem eine zuverlässige Kontaktierung eines isolierten elektrischen Leiters mit einer durchkontaktierten Leiterplatte einfach herstellbar ist. Das Kontaktelement soll leicht herstellbar und fertigungstechnisch für große Stück zahlen geeignet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß mit einem Schneidklemm-Kontaktelement nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die gleichzeitige Kontaktierung des elektrischen Leiters mit dem als Schneidklemm-Hülse ausgebildeten Schneidklemm-Kontakt element und über diese Schneidklemm-Hülse mit der Leiterplatte in einem Arbeitsschritt wird ein zuverlässiges und sehr einfaches Verbinden ermöglicht. Es sind mehrere Kontaktierungen in einem Arbeits schritt bei Verwendung einer Schutzkappe möglich. Die Verbindung zwischen dem Leiter und der Leiterplatte ist zudem reversibel, so daß Fehlanschlüsse jederzeit ohne Aufwand korrigiert werden können. Der Leiter kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Schneid klemm-Hülse parallel zur Leiterplatten-Oberfläche oder dazu 90° abgewinkelt oder in beiden Führungsarten kombiniert erfolgen. Die Schutzkappe dient u. a. auch der zusätzlichen Fixierung der Leiter und dem Schutz der Schneidklemm-Hülse und der Kontaktstelle. Die geschlitzte Ausführung der Schneidklemm-Hülse bewirkt eine federnde und zuverlässige Kontaktierung in der Leiterplatten-Bohrung. Der anzuschließende elektrische Leiter muß nicht auf eine bestimmte Länge zugeschnit ten werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Explosionsdarstellung einer Leiterplatte mit Schneidklemm-Hülsen und einer Schutzkappe nach der Erfindung,

Fig. 2 die Abwicklung einer der Schneid klemm- Hülsen gemäß Fig. 1,

Fig. 3a, b die perspektivische Darstellung der Schneidklemm-Hülse nach Fig. 2,

Fig. 4a, b die Seitenansichten der Schneidklemm- Hülse nach Fig. 2 in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 5a, b die Seitenansichten der Schneidklemm- Hülse nach Fig. 2 mit zwei Varianten der Leiterführung.

Die Fig. 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Leiterplatte 1 mit durchkontaktierten Bohrungen 2 und Bohrungen 3, auf die ein Oberteil 4 einer Schutzkappe aufgesetzt ist und in die Schneidklemm-Hülsen 6 eingebracht sind. Das Unterteil 5 der Schutzkappe mit Rasteinrichtungen 7 ist unterhalb der Leiterplatte 1 dargestellt.

Eine elektrische Verbindung zwischen einem der durch kontaktierten Bohrungen 2 der Leiterplatte 1 und einem isolierten elektrischen Leiter 8 wird beispielsweise beim Verrasten des Ober- mit dem Unterteils 4, 5 der Schutzkappe in Pfeilrichtung mit Hilfe der rohrartigen Schneidklemm-Hülsen 6 werkzeuglos hergestellt. Das Ober- und Unterteil 4, 5 der Schutzkappe sind dazu mit Aufnahmen 9 für die Schneidklemm-Hülsen 6 ausgestat tet, in welche die mit den elektrischen Leitern 8 ver sehenen Schneidklemm-Hülsen 6 eingebracht sind. Das Oberteil 4 mit der Schneidklemm-Hülse 6 und dem elek trischen Leiter 8 wird auf eine der durchkontaktierten Bohrungen 2 auf der Leiterplatten-Oberfläche so aufge setzt, daß die Schneidklemm-Hülse 6 sich über der durchkontaktierten Bohrung 2 befindet. Das Unterteil 5 der Schutzkappe wird an der Leiterplatten-Unterseite mit den Rasteinrichtungen 7 in die Bohrungen 3 einge führt und mit dem Oberteil 4 der Schutzkappe verrastet. Die Schutzkappe ist aus Kunststoff hergestellt und bewirkt zusätzlich eine Fixierung und Zugentlastung der einzelnen Leiter, z. B. über Klemmrippen 10. Die Schutzkappe schützt darüber hinaus die Kontaktstelle und die Schneidklemm-Hülse 6.

In der Fig. 2 ist die Abwicklung einer erfindungs gemäßen Schneidklemm-Hülse 6 dargestellt. Danach besteht die Schneidklemm-Hülse 6 aus zwei Kontakt flächen 11, 12, die über einen Steg 13 miteinander verbunden sind. Die Kontaktflächen 11, 12 sind durch einen Kontaktschlitz 14 voneinander getrennt. Der Kontaktschlitz 14 weist bekannterweise einen Einführungsbereich 15 auf, der unterschiedlich dimensioniert sein kann, um z. B. unterschiedliche Drahtdurchmesser aufnehmen zu können. Ebenso kann die Länge des Kontaktschlitzes 14 unterschiedlich ausgeführt sein, um z. B. unterschiedliche Kontakt kräfte zu erzielen. Der Übergang vom Einführungs bereich 15 in den eigentlichen Kontaktbereich 16, 19, 20 wird durch Schneidkanten 17 gebildet, die den Isoliermantel des elektrischen Leiters 8 durchdringen und den Kontakt herstellen. Die Kanten 19, 20 werden nach dem Rollen der als Rohrkontakt ausgebildeten Schneidklemm-Hülse 6 zum durchgehenden Kontaktschlitz 18 (Fig. 3b).

In den Fig. 3a, b ist die Schneidklemm-Hülse 6 in perspektivischer Darstellung in zwei Ansichten gezeigt. Durch die geschlitzte Ausführung der als Rohrkontakt ausgebildeten Schneidklemm-Hülse 6 wird eine federnde Kontaktierung in der durchkontaktierten Bohrung 2 der Leiterplatte 1 erzielt (Fig. 1). Der durchgehende Kontaktschlitz 18 entsprechend der Fig. 3b und der gegenüberliegend angeordnete Kontaktschlitz 14 entsprechend der Fig. 3a sind so ausgeführt, daß eine Schneid-Klemm-Wirkung bezüglich des Leiters 8 entsteht (Durchtrennen und Kontaktieren), wenn die Schneidklemm-Hülse 6 in die durchkontaktierte Bohrung 2 der Leiterplatte 1 gedrückt wird (Fig. 1).

In den Fig. 4a, b ist die Schneidklemm-Hülse 6 nach den Fig. 2 und 3a, b in zwei verschiedenen Positionen gezeigt. In der ersten Position entsprechend der Fig. 4a ist die Schneidklemm-Hülse 6 mit dem eingeleg ten Leiter 8 in die durchkontaktierte Bohrung 2 der Leiterplatte 1 eingebracht, wobei der Leiter 8 lose und parallel zur Leiterplattenoberfläche mit seiner Isolierung auf der Leiterplattenoberfläche aufliegt. Durch Ausüben eines leichten Druckes mit oder ohne Hilfswerkzeug auf die Oberkante 22 der Schneidklemm- Hülse 6 wird diese in die durchkontaktierte Bohrung 2 hineingedrückt (Fig. 4b). Dabei wird der Isoliermantel des Leiters 8 mittels der Schneidkanten 17 durchtrennt und eine innige und zuverlässige elektrische Verbin dung zwischen dem Leiter 8 und der Schneidklemm-Hülse 6 sowie zwischen der Schneidklemm-Hülse 6 und der durchkontaktierten Bohrung 2 der Leiterplatte 1 herge stellt. Diese Verbindung ist infolge der federnden Eigenschaften der Schneidklemm-Hülse 6 zuverlässig und auch gegen Vibrationen unempfindlich. Die Eindring tiefe der Schneidklemm-Hülse 6 in die durchkontak tierte Bohrung 2 kann durch verschiedene Maßnahmen, wie z. B. Anbringen eines Anschlages, eines Sicherungs hakens oder durch Vergrößerung der Materialstärke im oberen Bereich der Schneidklemm-Hülse 6, begrenzt werden (nicht dargestellt). Diese Begrenzung sowie eine zusätzliche Fixierung des Leiters 8 können nach Fig. 1 auch durch die Anwendung von Schutzkappen erfolgen.

Die Fig. 5a, b zeigen, analog zu den Fig. 4a, b zwei Positionen der Schneidklemm-Hülse 6, wobei hier die Leiterführung in einer 90°-Abwinkelung zur Leiter plattenoberfläche erfolgte. Die Leiterführung parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 1 kann auch kombiniert sein mit der 90°-Abwinkelung.

Claims

1. Schneidklemm-Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren von isolierten Lei tern mit durchkontaktierten Leiterplatten,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schneidklemm-Kontaktelement aus einer rohrförmigen Schneidklemm-Hülse (6) mit den Kontaktflächen (11, 12, 13) gebildet ist,
daß die Schneidklemm-Hülse (6) mindestens zwei Schneidklemm-Kontaktschlitze (14, 18) aufweist, wobei der zweite Kontaktschlitz (14) ebenfalls, wie der erste Kon taktschlitz (18) einen Einführungsbereich (15) für isolierte Leitungen aufweist und
daß der zweite Kontaktschlitz (14) dem durchgehenden ersten Kontaktschlitz (18) gegen überliegt und einen nicht durchgehenden Schlitz bildet, wobei das Ende des zweiten Kontakt schlitzes (14) einen Anschlag bildet.

2. Schneidklemm-Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid klemm-Hülse (6) in eine aus Ober- und Unterteil (4, 5) gebildete Schutzkappe eingebracht ist.