EP1780837B1 - Elektrische Anschlusseinrichtung für eine Leiterplatte - Google Patents

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EP1780837B1 EP06020989.7A EP06020989A EP1780837B1 EP 1780837 B1 EP1780837 B1 EP 1780837B1 EP 06020989 A EP06020989 A EP 06020989A EP 1780837 B1 EP1780837 B1 EP 1780837B1
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Michael Agethen
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    • Y10S439/933—Special insulation
    • Y10S439/934—High voltage barrier, e.g. surface arcing or corona preventing insulator

Definitions

  • the invention relates to an electrical connection device according to the preamble of the independent claim 1.
  • connection device is required in order to achieve greater clearance and creepage distances against flashover voltages for the electrical contacts which are arranged relatively close to one another in a plug housing and which are additionally subjected to elevated voltage values. This also ensures increased dielectric strength in the direct plug-in area on the printed circuit board.
  • a connector is known with an insulating and sealing element made of elastic, insulating material with hollow dielectric strength, which is arranged at the bottom of a connector housing and provided with openings for electrical contacts.
  • the invention is therefore based on the object to form a connection device for a connector on a circuit board to the effect that when using higher voltages to be transmitted to the circuit board, a sufficient safety margin for the given by the electrical contacts of a connector part on the continuing conductor tracks to flashover voltages between the tracks to prevent.
  • connection device formed from a plug part and a latching element, is fixedly connected to a circuit board and provided for a direct electrical connection with a mating connector for relatively high voltages of about 450 V per electrical contact.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that by means of the latching element provided with separate chambers, at least partially arranged in an insulating body of the plug part electrical contacts are included, and at the same time a separation of the solder points is ensured with which the electrical contacts with the electrical Tracks are connected to the circuit board.
  • the plug part is made of an electrically insulating material, with a square support plate here, within which several sleeves are inserted or molded, in which the electrical contacts are inserted, which protrude on the one hand as plug-in pins from the sleeves and on the other side as solder pins.
  • the plug part With the side of the solder pins, the plug part is placed on the component side of the circuit board, so that the electrical contacts are inserted into the holes and can be soldered to the solder pads on the back (solder side).
  • the locking element is used with the chamber walls forming the chambers of the solder side in the slots provided for the circuit board, so that the chamber walls include a portion of the electrical contacts below as above the support plate, in particular but separate the individual solder points, leaving the outward-facing areas free.
  • it may additionally be provided to arrange a latching connection between the plug part and the latching element, so that forces acting on the plug part or on the electrical contacts-tensile or shear forces-are directed to the circuit board via the latching connection to the soldering points on the circuit board to relieve.
  • Fig. 1 is shown in an isometric view of a plug part 1 of an electrical connection device for mounting on a printed circuit board 20.
  • the plug part comprises a carrier plate 5 made of an insulating material with sleeves 6 formed thereon for receiving electrical contacts 8 with a plug-in side 3 and a connection side 4, which in this case is designed as a soldering side.
  • the support plate 5 is arranged approximately perpendicularly and centrally to the length of the sleeves 6.
  • spacers 7 are formed on the respective outer sleeves, which ensure a minimum distance between the sleeves and the circuit board.
  • the Fig. 2 shows an embodiment of a locking element 10 with an isosceles, cruciform bottom plate 11 and vertically aligned in the chamber, molded chamber walls 12th
  • a total of four chambers 13 are formed, three of which are square and rectangular in shape, wherein the rectangular chamber occupies the size of two square chambers.
  • a special feature of the chambers is that the respective outward facing sides are not limited by a wall, so are open.
  • the outwardly positioned corner areas are free on two sides.
  • locking hooks 16 are integrally formed, by means of which the locking element 10 can be latched after insertion into a printed circuit board 20, wherein the attached to the latching hooks 16 webs 15 are provided for a tight fit of the locking element.
  • a section of a printed circuit board 20 is shown, in which a plurality of bores 21 are arranged, and between which rectangular aligned slots 23 are inserted.
  • solder points 22 are provided as connection points for soldering to the solder side 4 of the electrical contacts of the plug part.
  • each of the solder or connection points 22 is here separated by the slots 23 from the closest.
  • the Fig. 4 shows in an isometric view, with a predominant view of the Lötseite the circuit board 20, the inserted into the slots 23 locking element 10, as well as inserted into the holes 21 of the solder pads 22 plug part with the housing 2, wherein the solder or terminal side 4 electrical contacts 8 already protrude from the holes 21 on the Lötseite from the circuit board. It can be seen that the end faces of the cross each have an open side 14, but all solder pads 22 and the contacts 8 are electrically insulating as well as optically separated from each other.
  • the Fig. 5 shows a side view of the above the circuit board 20 (here left) arranged plug part 1 and the below the circuit board (here right) with the chamber walls 12 inserted into the slots 23 locking element 10th
  • the spacers 7 are formed, which ensure starting from the support plate 5, a minimum distance of the sleeves 6 of the circuit board 20.
  • FIG. 6 is in a greatly enlarged view a section of the Fig. 5 shown.
  • the sleeves 6, which are each arranged separately in the individual chambers 13 of the latching element 10, can be seen with the electrical connection sides 4 of the electrical contacts located therein.
  • the chamber walls 12 are inserted into the slots 23, wherein here one of the latching hooks 16 can be seen, by means of which the latching element 10 is latched when pushed through the slots 23 on on the component side of the circuit board 20.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlusseinrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Eine derartige Anschlusseinrichtung wird benötigt, um für die bei in einem Steckergehäuse relativ eng beieinander angeordneten elektrischen Kontakte, die zudem mit erhöhten Spannungswerten beaufschlagt werden, größere Luft- und Kriechstrecken gegen Überschlagsspannungen zu erreichen. Dabei ist auch eine erhöhte Spannungsfestigkeit im direkten Steckbereich auf der Leiterplatte gewährleistet.
    • Stand der Technik
  • Aus der EP 1 289 075 ist ein Steckverbinder mit einem Isolations- und Dichtelement aus elastischem, isolierenden Material mit hohler Spannungsfestigkeit bekannt, das am Boden eines Steckverbindergehäuses angeordnet ist und mit Durchtrittsöffnungen für elektrische Kontakte versehen ist.
  • Weiterhin ist aus der US-A-5 417 594 eine elektrische Steckvorrichtung bekannt, bei der eine mehrere Kammern umfassende Haltevorrichtung zur Separierung elektrischer Anschlusselemente und Kabel beschrieben ist.
  • Aus der US-B1- 6345997 ist eine Anschlussanordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 bekannt.
    • Aufgabenstellung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anschlusseinrichtung für eine Steckverbindung auf einer Leiterplatte dahingehend auszubilden, dass bei Nutzung höherer auf die Leiterplatte zu übertragende Spannungen, ein genügender Sicherheitsabstand für die von den elektrischen Kontakten eines Steckerteils auf die weiterführenden Leiterbahnen gegeben ist, um Überschlagsspannungen zwischen den Leiterbahnen zu verhindern.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 4 angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung, gebildet aus einem Steckerteil und einem Rastelement, ist fest mit einer Leiterplatte verbunden und für eine direkte elektrische Verbindung mit einem Gegenstecker für relativ hohe Spannungen von etwa 450 V pro elektrischem Kontakt vorgesehen.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mittels des mit separaten Kammern versehenen Rastelementes, zumindest bereichsweise die in einem Isolierkörper des Steckerteiles angeordneten elektrischen Kontakte umfasst werden, und gleichzeitig eine Separation der Lötpunkte gewährleistet ist, mit denen die elektrischen Kontakte mit den elektrischen Leiterbahnen auf der Leiterplatte verbunden sind.
  • Das Steckerteil ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, mit einer hier quadratischen Trägerplatte, innerhalb derer mehrere Hülsen eingesetzt oder eingeformt sind, in denen die elektrischen Kontakte eingefügt sind, die auf der einen Seite als steckbare Stifte aus den Hülsen herausragen und auf der anderen Seite als Lötstifte.
  • Mit der Seite der Lötstifte wird das Steckerteil auf die Bestückungsseite der Leiterplatte aufgesetzt, so dass die elektrischen Kontakte in die Bohrungen gesteckt werden und mit den Lötpunkten auf der Rückseite (Lötseite) verlötet werden können.
  • Anschließend wird das Rastelement mit den die Kammern bildenden Kammerwände von der Lötseite in die dafür vorgesehenen Schlitze der Leiterplatte eingesetzt, so dass die Kammerwände einen Bereich der elektrischen Kontakte unterhalb wie oberhalb der Trägerplatte einschließen, insbesondere aber die einzelnen Lötpunkte separieren, wobei die jeweils nach außen weisenden Bereiche frei bleiben.
  • Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, eine Verrastungsverbindung zwischen dem Steckerteil und dem Rastelement anzuordnen, so dass auf das Steckerteil bzw. auf die elektrischen Kontakte einwirkende Kräfte - Zug- oder Scherkräfte - über die Verrastungsverbindung auf die Leiterplatte gelenkt werden, um die Lötpunkte auf der Leiterplatte zu entlasten.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Steckerteiles,
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Rastelementes,
    • Fig. 3 eine Ansicht einer geschlitzten Leiterplatte mit Lötpunkten,
    • Fig. 4 ein auf der Leiterplatte montiertes Steckerteil mit einem Rastelement,
    • Fig. 5 eine weitere Darstellung des Steckerteiles mit dem Rastelement, und
    • Fig. 6 eine Detailansicht eines montierten Rastelementes mit dem Steckerteil.
  • In der Fig. 1 ist in einer isometrischen Darstellung ein Steckerteil 1 einer elektrischen Anschlusseinrichtung zur Montage auf einer Leiterplatte 20 gezeigt.
  • Das Steckerteil umfasst eine aus einem isolierendem Material gefertigte Trägerplatte 5 mit daran eingeformten Hülsen 6 zur Aufnahme von elektrischen Kontakten 8 mit einer Steckseite 3 und einer Anschlussseite 4, die hierbei als Lötseite ausgeführt ist.
  • Die Trägerplatte 5 ist etwa senkrecht und mittig zur Länge der Hülsen 6 angeordnet.
  • Weiterhin sind an den jeweils äußeren Hülsen 6 Abstandshalter 7 angeformt, die einen Mindestabstand zwischen den Hülsen und der Leiterplatte gewährleisten.
  • Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Rastelementes 10 mit einer gleichschenkligen, kreuzförmigen Bodenplatte 11 und senkrecht in den Raum ausgerichteten, angeformten Kammerwänden 12.
  • Dabei sind hier insgesamt vier Kammern 13 ausgebildet, von denen drei quadratisch und eine rechteckig geformt ist, wobei die rechteckige Kammer die Größe von zwei quadratischen Kammern einnimmt.
  • Eine Besonderheit der Kammern ist, dass die jeweils nach außen weisenden Seiten nicht durch eine Wand begrenzt sind, also offen sind.
  • Desgleichen sind die nach außen positionierten Eckbereiche an zwei Seiten freigestellt.
  • An den jeweiligen Außenseiten der hier waagrecht angeordneten Kammerwände sind Rasthaken 16 angeformt, mittels derer das Rastelement 10 nach dem Einfügen in eine Leiterplatte 20 verrastbar ist, wobei die an den Rasthaken 16 angefügten Stege 15 für einen festen Sitz des Rastelementes vorgesehen sind.
  • In der Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Leiterplatte 20 dargestellt, in der mehrere Bohrungen 21 angeordnet sind, und zwischen denen rechteckig ausgerichtete Schlitze 23 eingefügt sind.
  • Dabei sind hier acht Bohrungen 21 mit Lötpunkten 22 gezeigt, die als Anschlusspunkte zum Verlöten mit der Lötseite 4 der elektrischen Kontakte des Steckerteiles vorgesehen sind.
  • Die regulär mit den Lötpunkten 22 verbundenen Leiterbahnen sind hier nicht gezeigt.
  • Jedoch ist zu entnehmen, dass jeder der Löt- oder Anschlusspunkte 22 hier durch die Schlitze 23 vom nächstliegenden getrennt ist.
  • Die Fig. 4 zeigt in einer isometrischen Darstellung, mit überwiegendem Blick auf die Lötseite der Leiterplatte 20, das in die Schlitze 23 eingesetzte Rastelement 10, sowie das in die Bohrungen 21 der Lötpunkte 22 eingefügte Steckerteil mit dem Gehäuse 2, wobei die Löt- oder Anschlussseite 4 elektrischen Kontakte 8 bereits aus den Bohrungen 21 auf der Lötseite aus der Leiterplatte hervorragen. Dabei ist erkennbar, dass die Endseiten des Kreuzes jeweils eine offene Seite 14 aufweisen, jedoch alle Lötpunkte 22 bzw. die Kontakte 8 elektrisch isolierend wie auch optisch voneinander getrennt sind.
  • Die Fig. 5 zeigt in einer seitlichen Darstellung das oberhalb der Leiterplatte 20 (hier links) angeordnete Steckerteil 1 und das unterhalb der Leiterplatte (hier rechts) mit den Kammerwänden 12 in die Schlitze 23 eingefügte Rastelement 10.
  • An den Außenbereichen der Eckhülsen 6 sind die Abstandshalter 7 angeformt, die von der Trägerplatte 5 beginnend, einen Mindestabstand der Hülsen 6 von der Leiterplatte 20 gewährleisten.
  • In der Fig. 6 ist in einer stark vergrößerten Darstellung ein Ausschnitt aus der Fig. 5 gezeigt.
  • Hierbei sind die jeweils separat in den einzelnen Kammern 13 des Rastelementes 10 angeordneten Hülsen 6 mit den darin befindlichen elektrischen Anschlussseiten 4 der elektrischen Kontakte erkennbar.
  • Die Kammerwände 12 sind in die Schlitze 23 eingefügt, wobei hier einer der Rasthaken 16 erkennbar ist, mittels dem das Rastelement 10 beim Durchschieben durch die Schlitze 23 an auf der Bestückungsseite der Leiterplatte 20 verrastet ist.

Claims (4)

  1. Elektrische Anschlusseinrichtung für eine Leiterplatte, bestehend aus einem Steckerteil (1), dessen isolierendes Gehäuse (2) aus mehreren Hülsen (6) geformt ist, mit darin angeordneten elektrischen Kontakten (8), die eine Steckseite (3) und eine Anschlussseite (4) aufweisen, wobei die Anschlussseite (4) auf der Leiterplatte (20) angeordnete Lötpunkte (22) kontaktiert,
    wobei die Anschlussseiten (4) der elektrischen Kontakte (8) durch Bohrungen in der Leiterplatte (20) hindurchgeführt sind dadurch gekennzeichnet, dass die durch Bohrungen hindurchgeführten Anschlusseiten der elektrischen Kontakte zumindest teilweise in separate Kammern (13) eines Rastelementes (10) eintauchen, das von den Anschlussseiten (4) auf die Kontakte, sowie durch Schlitze (23) in der Leiterplatte (20) und auf die Hülsen (6) des Steckerteiles (1) steckbar ist.
  2. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Kammern (13) des Rastelementes (10) durch senkrecht zu einer Bodenplatte (11) angeformte Kammerwände (12) gebildet sind.
  3. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (12) des Rastelementes (10) in die in der Leiterplatte (20) vorgesehene Schlitze (23) einfügbar sind, und dass das Rastelement (10) mittels an den Kammerwänden (12) angeformter Rasthaken (16) mit der Leiterplatte (20) verrastbar_ist.
  4. Anschlusseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (23) rechteckförmig und jeweils die Lötpunkte (22) separierend, auf der Leiterplatte (20) angeordnet sind.
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