EP0735628B1 - Stromschiene mit Anschlussstift - Google Patents

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EP0735628B1
EP0735628B1 EP96102703A EP96102703A EP0735628B1 EP 0735628 B1 EP0735628 B1 EP 0735628B1 EP 96102703 A EP96102703 A EP 96102703A EP 96102703 A EP96102703 A EP 96102703A EP 0735628 B1 EP0735628 B1 EP 0735628B1
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EP
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busbar
pin
terminal pin
receiving opening
welded
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Beatrice Müller
Werner Beege
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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 perpendicular to the plane of a their main surfaces oriented connector for electrical connectors.
  • One-piece busbars of this type are commercially available Configuration in which the connector pin is punched out by the appropriate Surface section of the conductor rail and exhibiting or Angling is formed. Both the track and the connector pin weakened and in particular arises from the side Free punching in the system of connector pin and flat conductor rail otherwise an asymmetry.
  • the connector pins can be used for different Connection technologies can be designed, for example as a solder pin, wirewrap, Press-in pin, etc. The design described has a particular effect negative when pressing in as connection technology, because during the pressing-in process Very high forces can occur in printed circuit boards.
  • Busbars are also known (catalog 1993 from the Phoenix company, Pp. 224/225), in which oriented in the plane of their main surfaces Welded connection pins on the outside of the busbar flat connection pins are up on the upright in the use position protrude.
  • Welded connection pins on the outside of the busbar flat connection pins are up on the upright in the use position protrude.
  • the transmission of higher forces during connection in particular again also when pressed into the circuit board, problematic because the Press-in force completely from the welded connection between the connecting pin and Track surface must be recorded and an eccentric force application into the track.
  • the present invention is therefore based on the object of a busbar to create the generic type, which is particularly suitable, if necessary, such as when pressing in, high forces without damage record and transfer.
  • the solution according to the invention consists of a busbar of the generic type kind of that the connector pin into a receiving opening that is centered in the main surface the busbar is provided, inserted and inseparable from the busbar is connected, the connector pin having system shoulders which after insertion sit positively on the surface of the conductor rail. Thanks to this design Free cuts are not necessary and there are relatively large contact areas available for power distribution. Through the central opening can the busbar in particular in the region of the receiving zone of the pin the zone of the contact surfaces symmetrically to an adjacent housing designed and the forces can be distributed evenly. Through the Positive connection between the connector pin and the opening in the Track can be easily and without risk of damage to the connector pin Transfer forces from the connector pin to the busbar by positive seating on the surface of the busbar bypassing the permanent connection.
  • connection type for example from solder pin to press-in pin
  • connection cross-sections can be changed without having to change punching and bending tools, as with one-piece busbars.
  • different materials can be selected for the connecting pin and the busbar. Further preferred configurations are characterized in the subclaims.
  • the connector pin inserted on one side protrude a little on the other side of the busbar in order to have a small zone of flowable material available for 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 integrally formed on the outside of the conductor rail on both sides of the receiving zone for the connecting pin, which, if necessary, can also be offset from the plane of the conductor rail surface.
  • one is essentially L-shaped curved busbar 1 is provided, in one leg of a receiving opening 2, in the illustrated embodiment with essentially square cross section, is provided, which, based on the two from the narrow sides of the conductor rail in the middle of the plane of the main surface the busbar 1 is.
  • Other types of cross-section e.g. round or rectangular would be conceivable.
  • This can be done accordingly in this receiving opening 2
  • Shaped end of a pin 3 are inserted, so that too the pin 3 then centered in the plane of the main surface of the Busbar 1, in a vertical orientation to this main plane, stands.
  • the connector pin 3 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, it is again expedient to have an edge of to allow both parts to be welded to protrude a little. A few tenths are sufficient to make it sufficient for laser welding deliquescent material of the connecting pin end is available. The The protruding end of the connecting pin is enlarged for illustration in FIG. 2 shown.
  • the pin 3 is also with a form-fitting connector connected to the busbar 1.
  • the illustrated embodiment has the pin 3 on two opposite Side contact shoulders 4, which after inserting on the lower Sit on the surface of the busbar 1. This ensures that the weld seam is not stressed in the application.
  • the pin 3 is different depending on the desired connection technology designed, 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 can be high between the connector pin and the busbar Forces from the connector pin to the busbar without risk of damage be transferred as the welded connection between the pin and power rail is kept free from the forces. The high forces can be evenly distributed over a relatively large surface area of the busbar become.
  • the busbar 1 their narrow outer sides opposite the receiving zone of the connecting pin 2 support surface pieces 5 for transferring the forces to adjacent Molded housing areas of an electrical connector.
  • the outside support surface pieces 5 can be adapted to the circumstances the adjacent housing from the level of the busbar 1 are otherwise offset, as shown in the figures.

Landscapes

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

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 Stromschienenflachenanschlußstifte 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 Aufnahmeöffnung, die mittig in der Hauptfläche der Stromschiene vorgesehen ist, eingesetzt und unlösbar mit der Stromschiene verbunden ist, wobei der Anschlußstift Anlageschultern aufweist, die nach dem Einstecken formschlüssig auf der Fläche der Stromschiene aufsitzen. Dank dieser Ausgestaltung sind Freistanzungen nicht erforderlich und es stehen relativ große Auflageflächen für die Kraftverteilung zur Verfügung. Durch die mittig angeordnete Aufnahmeöffnung kann die Stromschiene insbesondere im Bereich der Aufnahmezone des Anschlußstiftes der Zone der Auflageflächen zu einem angrenzenden Gehäuse symmetrisch gestaltet werden und 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 formschlüssiges Aufsitzen auf der Fläche der Stromschiene unter Umgehung der die unlösbare Festsetzung bewirkenden Verbindung.
Dank dieser Ausgestaltung besteht auf der Stromschienenfläche jetzt so ausreichend 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 Löt stift 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 konnen 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 erfindungsgemaßen 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.

Claims (8)

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

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DE29505107U DE29505107U1 (de) 1995-03-25 1995-03-25 Stromschiene mit Anschlußstift
DE29505107U 1995-03-25

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EP0735628A2 EP0735628A2 (de) 1996-10-02
EP0735628A3 EP0735628A3 (de) 1997-08-13
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