EP0735628A2 - Stromschiene mit Anschlussstift - Google Patents

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EP0735628A2
EP0735628A2 EP96102703A EP96102703A EP0735628A2 EP 0735628 A2 EP0735628 A2 EP 0735628A2 EP 96102703 A EP96102703 A EP 96102703A EP 96102703 A EP96102703 A EP 96102703A EP 0735628 A2 EP0735628 A2 EP 0735628A2
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EP
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busbar
pin
conductor rail
connecting pin
receiving opening
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Beatrice Müller
Werner Beege
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7088—Arrangements for power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/161—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/08—Short-circuiting members for bridging contacts in a counterpart
    • H01R31/085—Short circuiting bus-strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0221—Laser welding

Definitions

  • the invention relates to a busbar with a connector pin for electrical connectors oriented perpendicular to the plane of one of its main surfaces.
  • busbars of such a configuration are customary, in which the connection pin is formed by punching out the corresponding surface section of the busbar and flaring or angling. Both the busbar and the connector pin are weakened, and in particular an asymmetry arises from the lateral clearance in the system of connector pin and flat busbar.
  • the connection pins can be designed for various connection technologies, for example as a solder pin, wirewrap, press-in pin, etc. The design described has a particularly negative effect when pressing in as connection technology, since very high forces can occur in printed circuit boards.
  • busbars known (catalog 1993 from Phoenix, pp. 224/225), in which connecting pins oriented in the plane of their main surfaces are welded onto the outside of the busbar surface connecting pins are protruding upwards above the busbar which is in the use position.
  • connecting pins oriented in the plane of their main surfaces are welded onto the outside of the busbar surface connecting pins are protruding upwards above the busbar which is in the use position.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a busbar of the generic type which is particularly suitable for absorbing and transmitting high forces, if necessary, without damage, for example when pressing in.
  • the solution according to the invention in the case of a busbar of the generic type is that the connecting pin is positively inserted into a receiving opening provided in the main surface of the busbar and is non-detachably connected to the busbar. Thanks to this design, punchings are not necessary and relatively large contact surfaces are available for the force distribution.
  • the receiving opening is preferably arranged in the center, the busbar can be designed symmetrically with respect to an adjacent housing, in particular in the area of the receiving zone of the connecting pin and the zone of the contact surfaces. The forces can be distributed evenly. Due to the positive connection between the connector pin and the opening in the busbar, forces can be transferred from the connector pin to the busbar easily and without risk of damage to the connector pin, specifically by the positive connection bypassing the connection that serves for permanent fixing.
  • connection cross-sections can be changed without any problems, as with one-piece busbars, about punching and bending tools have to be changed.
  • different materials can be selected for the connecting pin and the busbar. Further preferred configurations are characterized in the subclaims.
  • welding here in particular laser welding
  • the positive connection can be created in a simple manner in that contact shoulders are formed on the connecting pin in its plug-in zone, which are seated on the busbar surface after insertion.
  • support surface pieces can be formed on both sides of the receiving zone for the connecting pin on the outside of the conductor rail, which pieces can be offset from the plane of the conductor rail surface if necessary.
  • a substantially L-shaped busbar 1 is provided, in one leg of which a receiving opening 2, in the illustrated embodiment with a substantially square cross section, is provided, which, based on the two from the narrow sides of the busbar, is centered in the plane of the Main surface of the busbar 1 is.
  • a receiving opening 2 in this receiving opening 2, the correspondingly shaped end of a connector pin 3 can be inserted, so that the connector pin 3 then centrally in the plane of the main surface of the Busbar 1, in a vertical orientation to this main plane, is.
  • the connector pin 3 is inserted from below.
  • the connector pin 3 is permanently connected to the busbar 1. In an expedient embodiment, it is welded to it, in particular laser welded. For this purpose, it is again expedient to allow an edge of the two parts to be welded to protrude a little. A few tenths are sufficient for the material of the terminal pin end to flow sufficiently for the laser welding.
  • the projection of the connecting pin end is shown enlarged in FIG. 2 for illustration.
  • the connector pin 3 is also connected to the busbar 1 with a positive plug connection.
  • the connecting pin 3 has abutment shoulders 4 on two opposite sides, which are seated on the lower surface of the busbar 1 after insertion. This ensures that the weld seam is not stressed in the application.
  • the connector pin 3 is designed differently depending on the desired connection technology, for example as a solder pin, wirewrap or in particular as a press-in pin for pressing into a printed circuit board. Due to the central position of the press-in pin and the positive connection between the connecting pin and the busbar, high forces can be transferred from the connecting pin to the busbar without risk of damage, since the welded connection between the connecting pin and the busbar is kept free of the forces. The high forces can be evenly distributed over a relatively large busbar area.
  • support surface pieces 5 are integrally formed on the busbar 1 on its narrow outer sides opposite the receiving zone of the connecting pin 2 for transmitting the forces to adjacent housing areas of an electrical connector. The outer support surface pieces 5 can be adapted to the conditions of the adjacent housing from the plane of the busbar 1, as shown in the figures.
  • the receiving opening can also be provided off-center in the main surface of the busbar. A reduction in the contact area is not associated with this.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Bei dieser Stromschiene für elektrische Verbinder, die einen senkrecht zur Ebene einer ihrer Hauptflächen orientierten Anschlußstitt (3) aufweist, ist der Anschlußstift (3) in eine in der Hauptfläche der Stromschiene (1) vorgesehene Aufnahmeöffnung (2) formschlüssig (4) eingesetzt und unlösbar mit der Stromschiene (1) verbunden. Die Aufnahmeöffnung (2) befindet sich vorzugsweise mittig in der Hauptfläche der Stromschiene (1). Hierdurch sind Freistanzungen an der Stromschiene nicht erforderlich und es stehen große Auflageflächen für die Kraftverteilung zur Verfügung, so daß auch die beispielsweise bei Einpreßvorgängen in Leiterplatten auftretenden hohen Kräfte aufgenommen werden können. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stromschiene mit senkrecht zur Ebene einer ihrer Hauptflächen orientiertem Anschlußstift für elektrische Verbinder. Handelsüblich sind einteilig hergestellte Stromschienen einer derartigen Konfiguration, bei denen der Anschlußstift durch Freistanzen des entsprechenden Flächenabschnittes der Stromschiene und Austellen bzw. Abwinkeln gebildet wird. Dabei werden sowohl die Stromschiene als auch der Anschlußstift geschwächt und insbesondere entsteht durch das seitliche Freistanzen im System von Anschlußstift und flächiger Stromschiene im übrigen eine Asymmetrie. Die Anschlußstifte können für verschiedene Anschlußtechniken ausgelegt sein, beispielsweise als Lötpin, Wirewrap, Einpreßstift usw.. Die geschilderte Ausgestaltung wirkt sich besonders negativ beim Einpressen als Anschlußtechnik aus, da beim Einpreßvorgang in Leiterplatten sehr hohe Kräfte auftreten können. Bei der bekannten einteiligen Stromschiene werden diese Kräfte über den Biegeradius des Anschlußstiftes geleitet und umgelenkt, was hier zu bleibenden Verformungen führen kann. Die Asymmetrie führt zu einer ungleichförmigen Kräfteverteilung bei an sich schon hoher Flächenpressung zwischen der Stromschiene und einem sie aufnehmenden Gehäuse des elektrischen Verbinders, da insbesondere auch durch das Freistanzen vielfach nur noch kleine Auflageflächen an der Stromschiene zur Verfügung stehen.
  • Es sind ferner Stromschienen bekannt (Katalog 1993 der Firma Phönix, S. 224/225), bei denen in der Ebene ihrer Hauptflächen orientierte Anschlußstifte außen auf die Stromschienenflächenanschlußstifte aufgeschweißt sind, die nach oben über die in der Gebrauchslage hochstehende Stromschiene vorstehen. Auch hier ist die Übertragung höherer Kräfte beim Anschluß, insbesondere wiederum auch bei einem Einpressen in die Leiterplatte, problematisch, da die Einpreßkraft vollständig von der Schweißverbindung zwischen Anschlußstift und Stromschienenfläche aufgenommen werden muß und eine exzentrische Krafteinleitung in die Stromschiene stattfindet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromschiene der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die in besonderem Maße dazu geeignet ist, erforderlichenfalls, wie beispielsweise beim Einpressen, hohe Kräfte beschädigungsfrei aufzunehmen und zu übertragen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einer Stromschiene der gattungsgemäßen Art darin, daß der Anschlußstift in eine in der Hauptfläche der Stromschiene vorgesehene Aufnahmeöffnung formschlüssig eingesetzt und unlösbar mit der Stromschiene verbunden ist. Dank dieser Ausgestaltung sind Freistanzungen nicht erforderlich und es stehen relativ große Auflageflächen für die Kraftverteilung zur Verfügung. Wird die Aufnahmeöffnung bevorzugt mittig angeordnet, kann die Stromschiene insbesondere im Bereich der Aufnahmezone des Anschlußstiftes und der Zone der Auflageflächen zu einem angrenzenden Gehäuse symmetrisch gestaltet werden. Die Kräfte können gleichmäßig verteilt werden. Durch die Formschlußsteckverbindung zwischen Anschlußstift und Aufnahmeöffnung in der Stromschiene lassen sich problemlos und ohne Beschädigungsgefahr für den Anschlußstift Kräfte vom Anschlußstift auf die Stromschiene übertragen, und zwar durch die Formschlußverbindung unter Umgehung der Verbindung, die der unlösbaren Festsetzung dient.
  • Dank dieser Ausgestaltung besteht auf der Stromschienenfläche jetzt soausreichend Platz, daß sich im Bedarfsfall mehrere Anschlußstifte, je nach Funktion, in enger Reihenfolge auf der Stromschiene festsetzen lassen. Bei der Herstellung kann auch je nach Kundenwunsch ein schneller Wechsel der Anschlußart, beispielsweise von Lötstift auf Einpreßstift, realisiert werden. Ebenso lassen sich im Bedarfsfall die Anschlußquerschnitte problemlos ändern, ohne daß, wie bei einteiligen Stromschienen, etwa Stanz-Biege-Werkzeuge geändert werden müssen. Darüber hinaus können je nach Funktion und Anforderung bezüglich Strombelastbarkeit, Umgebungstemperatur, Umwelteinflüssen usw. unterschiedliche Materialien fürden Anschlußstift und die Stromschiene gewählt werden.
    Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Bevorzugt ist eine unlösbare Verbindung zwischen eingestecktem Anschlußstift und Stromschiene durch Verschweißen, hier insbesondere Laserverschweißen. Hierzu wiederum ist es zweckmäßig, den auf der einen Seite eingesteckten Anschlußstift auf der anderen Seite der Stromschiene ein klein wenig vorstehen zu lassen, um hier eine kleine Zone fließbaren Materiales für die Laserverschweißung zur Verfügung zu haben. Die Formschlußverbindung kann in einfacher Weise dadurch geschaffen werden, daß am Anschlußstift in seiner Steckzone Anlageschultern gebildet sind, die nach dem Einstecken auf der Stromschienenfläche aufsitzen. In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung können zu beiden Seiten der Aufnahmezone für den Anschlußstift außenseitig an die Stromschiene Auflagenflächenstücke angeformt sein, die im Bedarfsfall aus der Ebene der Stromschienenfläche im übrigen versetzt liegen können.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stromschiene wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
    Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Stromschiene und einen Anschlußstift in sprengbildlicher, perspektivischer Darstellung,
    Figur 2
    einen Schnitt durch die Stromschiene mit unlösbar darin eingesetztem Anschlußstift.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine im wesentlichen L-förmig gebogene Stromschiene 1 vorgesehen, in deren einem Schenkel eine Aufnahmeöffnung 2, im dargestellten Ausführungsbeispiel mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt, vorgesehen ist, die, bezogen auf die beiden aus Schmalseiten der Stromschiene mittig in der Ebene der Hauptfläche der Stromschiene 1 liegt. Andere Querschnittarten, z.B. rund bzw. rechteckig wären denkbar. In diese Aufnahmeöffnung 2 kann das entsprechend geformte Ende eines Anschlußstiftes 3 eingesteckt werden, so daß auch der Anschlußstift 3 dann mittig in der Ebene der Hauptfläche der Stromschiene 1, in senkrechter Orientierung zu dieser Hauptflächenebene, steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Anschlußstift 3 von unten eingesteckt.
  • Der Anschlußstift 3 wird unlösbar mit der Stromschiene 1 verbunden. In zweckmäßiger Ausgestaltung wird er mit ihr verschweißt, insbesondere laserverschweißt. Hierzu ist es wiederum zweckmäßig, eine Kante der beiden zu verschweißenden Teile ein klein wenig vorstehen zu lassen. Es genügen wenige Zehntel, damit für das Laserverschweißen ausreichend zerfließendes Material des Anschlußstiftendes zurVerfügung steht. Das Vorstehen des Anschlußstiftendes ist zur Illustration in Figur 2 vergrößert dargestellt.
  • Der Anschlußstift 3 wird darüber hinaus mit einer formschlüssigen Steckverbindung mit der Stromschiene 1 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat dazu der Anschlußstift 3 an zwei gegenüber liegenden Seiten Anlageschultern 4, die nach dem Einstecken auf der unteren Fläche der Stromschiene 1 aufsitzen. Dabei wird sichergestellt, daß im Anwendungsfall die Schweißnaht nicht belastet wird.
  • Der Anschlußstift 3 wird je nach gewünschter Anschlußtechnik unterschiedlich gestaltet, also beispielsweise als Lötpin, Wirewrap oder insbesondere als Einpreßstift zum Einpressen in eine Leiterplatte. Durch die zentrische Lage des Einpreßstiftes und durch die Formschlußverbindung zwischen Anschlußstift und Stromschiene können hohe Kräfte vom Anschlußstift auf die Stromschiene ohne Beschädigungsgefahr übertragen werden, da die Schweißverbindung zwischen Anschlußstift und Stromschiene von den Kräften freigehalten wird. Die hohen Kräfte können gleichmäßig auf einerelativ große Stromschienenfläche verteilt werden. In zweckmäßiger Ausgestaltung sind an die Stromschiene 1 an ihren Schmalaußenseiten gegenüberliegend der Aufnahmezone des Anschlußstiftes 2 Auflagenflächenstücke 5 zur Übertragung der Kräfte auf angrenzende Gehäusebereiche eines elektrischen Verbinders angeformt. Die außenseitigen Auflagenflächenstücke 5 können in Anpassung an die Gegebenheiten des angrenzenden Gehäuses dabei aus der Ebene der Stromschiene 1 im übrigen versetzt liegen, wie in den Figuren dargestellt.
  • Dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung steht an der Stromschiene lausreichend Platz zur Verfügung, um im Bedarfsfall mehrere Anschlußstifte in enger Reihenfolge in der Stromschiene festzusetzen.
  • Je nach Funktion bzw. Anforderung bezüglich Strombelastbarkeit, Umgebungstemperaturen, Umwelteinflüssen können dank des erfindungsgemäßen Aufbaus bei der Stromschiene 1 und im Anschlußstift 3 unterschiedliche Materialien zweck- und funktionsgerecht zum Einsatz kommen.
  • Die Aufnahmeöffnung kann im Bedarfsfall auch außermittig in der Hauptfläche der Stromschiene vorgesehen werden. Eine Reduzierung der Auflagefläche ist damit nicht verbunden.

Claims (11)

  1. Stromschiene mit senkrecht zur Ebene einer ihrer Hauptflächen orientiertem Anschlußstift, für elektrische Verbinder, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (3) in eine in der Hauptfläche der Stromschiene (1) vorgesehene Aufnahmeöffnung (2) formschlüssig (4) eingesetzt und unlösbar mit der Stromschiene (1) verbunden ist.
  2. Stromschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (2) mittig in der Hauptfläche der Stromschiene angeordnet ist.
  3. Stromschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (3) mit der Stromschiene (1) verschweißt ist.
  4. Stromschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (3) mit der Stromschiene (1) laserverschweißt ist.
  5. Stromschiene nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchgehender Aufnahmeöffnung (2) der Anschlußstift (3) mit seinem Ende geringfügig über oder unter die Stromschienenfläche vorstehend durchgesteckt ist.
  6. Stromschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (3) Anlageschultern (7) aufweist, die nach dem Einstecken in die Stromschiene (1) auf deren Fläche formschlüssig aufsitzen.
  7. Stromschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromschiene (1) mehrere Anschlußstifte (3) festgesetzt sind.
  8. Stromschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstift (3) als Einpreßstift ausgebildet ist.
  9. Stromschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (1) und der Anschlußstift (3) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
  10. Stromschiene nach einem der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stromschiene (1) an ihren Schmalaußenseiten zu beiden Seiten der mittigen Aufnahmeöffnung (2) Auflagenflächenstücke (5) angeformt sind.
  11. Stromschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (2) außermittig in der Stromschiene (1) angebracht ist, ohne die Auflageflächen zu reduzieren.
EP96102703A 1995-03-25 1996-02-23 Stromschiene mit Anschlussstift Expired - Lifetime EP0735628B1 (de)

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