EP2559115B1

EP2559115B1 - Leadframe und anschlussdose mit einem leadframe

Info

Publication number: EP2559115B1
Application number: EP11723278.5A
Authority: EP
Inventors: Cord Starke; Sebastian Schäfer; Sebastian Scholz; John Phillip Huss
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: JP5567736B2; TWI487457B; TW201212788A; DE102010015225A1; JP2013527566A; EP2559115A1; US8979597B2; DE102010015225A9; US20130065456A1; CN102859808A; WO2011128401A1; CN102859808B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leadframe mit mehreren Anschlüssen für elektrische Leiter, mehreren Kontakten und wenigstens zwei äußeren Strombalken, und eine Anschlussdose mit einem Leadframe sowie ein System zum Übertragen elektrischer Energie, insbesondere von einer Mehrzahl von Solarmodulen, mit einer solchen Anschlussdose.
Dabei sind Solarmodule im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere Photovoltaikmodule, also Module, die durch den Einfall von Licht elektrische Energie erzeugen, die dann an Verbraucher abgegeben werden kann.
Aus der DE 102 32 281 A1 ist eine Verwendung eines Leadframes mit abschnittsweise parallelen Strombalken innerhalb einer Anschlussanordnung zum Verbinden eines Anschlusskabels an die Stator-Wicklungsenden eines Außenläufermotors bekannt. Dort ist eine Anordnung der Kontakte korrespondierend zur Lage der Stator-Wicklungsenden offenbart.
Aus der WO 2007/0380026 A1 ist ein Leadframe für eine elektrische Anschlussdose mit mehreren Anschlüssen für elektrische Leiter, mehreren Kontakten und mehreren Strombalken bekannt.
Auch aus der US 5,031,310 A ist ein Leadframe bekannt, an den elektrische Leiter angeschlossen sind. Die Anschlüsse für die elektrischen Leiter sind zentral angeordnet mit sich davon sternförmig erstreckenden Leiterabschnitten.
Aus der US 2009/0156030 A1 ist ein elektrischer Verbinder mit einem Steuerungsschaltkreispaket bekannt. Eine vergleichbare Anordnung ist aus der US 5,079,626 A bekannt.
Weiterhin ist aus der DE 20 2005 018 318 U1 eine Steckverbindung für Kabel bekannt. Die Steckverbindung ist mit einem Buchsenteil und einem mit diesem zusammensteckbaren Steckerteil ausgeführt, wobei sowohl an das Steckerteil als auch an das Buchsenteil jeweils ein Kabel mit mehreren Leitern anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet. Das Steckerteil und/oder das Buchsenteil weisen ein Gehäuse auf, das aus einem ersten härteren Kunststoff besteht, an dem einstückig mit dem ersten Kunststoff verbundene Funktionsbereiche aus einem zweiten, im Vergleich zum ersten Kunststoff weicheren Kunststoff ausgebildet sind.
Auch ist aus der WO 03/041227 A1 eine Anordnung umfassend ein paneelartig aufgebautes elektrisches/elektronisches Modul mit einer flachen Oberfläche mit freiliegend kontaktierbaren Anschlussabschnitten, als Teil einer im wesentlichen ebenen Leiterbahnstruktur zum elektrischen Anschliessen des Moduls sowie umfassend eine Anschlusseinheit mit auf einer in einer Ebene parallel zur Leiterbahnstruktur des Moduls angeordneten Leiterbahnstruktur befindlichen elektrischen/elektronischen Elementen sowie ausgestattet mit Mitteln zum Kontaktieren von Anschlussabschnitten des Moduls bekannt. Das Modul ist über die Anschlusseinheit elektrisch anschließbar. Die Mittel zum Kontaktieren der Anschlussabschnitte des Moduls sind aus der Ebene der Leiterbahnstruktur herausgebogene und einen Teil der Leiterbahnstruktur darstellende Anschlussabschnitte. Weiterhin sind die Anschlussabschnitte des Moduls starre und aus der Ebene der Leiterbahnstruktur des Moduls herausbiegbare elektrische Leiterabschnitte, wobei die Anschlussabschnitte der Anschlusseinheit entsprechend der Anordnung der Anschlussabschnitte des Moduls angeordnet sind. Bei der mit dem Modul verbundenen Anschlusseinheit grenzen jeweils ein Anschlussabschnitt des Moduls und einer der Anschlusseinheit elektrisch miteinander verbunden in einem Abschnitt aneinander. Im Bereich des Aneinandergrenzens sind die Anschlussabschnitte in einer anderen Raumlage als diejenige der Ebenen der Leiterbahnstrukturen angeordnet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Leadframe mit möglichst geringem Platzbedarf anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Leadframe für eine elektrische Anschlussdose zur Bildung eines Kabels zum Anschluss von einer Mehrzahl Stromquellen mit mehreren Leitern nach der Art eines Strangs, mit mehreren Anschlüssen für elektrische Leiter, mehreren Kontakten und mehreren Strombalken gelöst, wobei die Strombalken die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und den Kontakten sind, zwei Strombalken als äußere Strombalken angeordnet sind, die äußeren Strombalken jeweils einen ersten Abschnitt aufweisen, die ersten Abschnitte der äußeren Strombalken im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, die Anschlüsse für elektrische Leiter eine längliche Form aufweisen und in ihrer Längserstreckung quer zur Längserstreckung der ersten Abschnitte der äußeren Strombalken verlaufen, wobei die Anschlüsse zur Kontaktierung der elektrischen Leiter in ihrer Längserstreckung ausgeführt sind, und die Anschlüsse für elektrische Leiter zwischen den ersten Abschnitten der äußeren Strombalken vorgesehen sind.
Auf diese Weise lässt sich eine kompakte Bauform des Leadframes erreichen. Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass im Stand der Technik Leadframes dazu verwendet werden, die Entfernungen zwischen vorgegebenen Kontaktabständen zu überbrücken und dabei eine Möglichkeit bieten, in ihrer Geometrie unterschiedliche Leiterbahnen in einem Stanzteil herstellen zu können.
Um einen besonders kompakten und einfachen Leadframe zu schaffen, weisen die äußeren Strombalken erste Abschnitte auf, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dies lässt sich noch besser verwirklichen, wenn wenigstens ein Anschluss für einen elektrischen Leiter in seiner Längserstreckung quer zur Längserstreckung des ersten Abschnittes der äußeren Strombalken verläuft.
Um eine Verbindung zwischen den Strombalken und den Anschlüssen für elektrische Leiter herstellen zu können, sind Brücken zwischen den ersten Abschnitten der äußeren Strombalken und den Anschlüssen für elektrische Leiter vorgesehen. Diese lassen sich bei einem Stanzteil auf einfache Weise mit herstellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein zweiter Abschnitt jedes äußeren Strombalkens abgewinkelt zum ersten Abschnitt angeordnet und zwischen wenigstens einem der zweiten Abschnitte und einem der Anschlüsse für einen elektrischen Leiter ist eine Brücke vorgesehen. Durch diese Ausbildung sind die Brücken auch bei befestigten Leitern zugänglich.
Durch eine Anordnung wenigstens eines Strombalkens als ein innerer Strombalken zwischen den beiden äußeren Strombalken bleibt die Bauform auch bei der Verwendung weiterer Strombalken kompakt und damit der Platzbedarf gering.
Ein weitere Verringerung des Platzbedarfs lässt sich dadurch erreichen, dass die Kontakte zu einer durch die senkrecht ausgerichtet sind, weil sich auf diese Weise eine Kontaktierung der Kontakte durch einen Stecker ebenfalls senkrecht zu der durch die Strombalken und Anschlüsse aufgespannten Ebene, und damit senkrecht zu der größten Abmessung des Leadframe, ergibt.
Besonders bevorzugt ist der Verlauf der Strombalken geradlinig, weil sich dadurch ein einfacher Aufbau des Leadframe und damit auch des Stanzwerkzeugs ergibt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Leadframe weniger Kontakte als Anschlüsse für elektrische Leiter auf, sodass auch bei begrenzter Zahl von Kontakten ein höherpoliges Kabel einheitlich aufgelegt werden kann und die einzelnen Leiter des Kabels sicher aufgenommen sind. Damit ist auch eine Fehlbeschaltung, z. B. durch Verwechseln der Leiter bei der Beschaltung des Leadframes weniger wahrscheinlich als bei einer von Leadframe zu Leadframe variierenden Zuordnung der einzelnen Leiter zu den Anschlüssen. Die vorgesehene Zuordnung der Leiter zu den Kontakten erfolgt durch die entsprechende Zuordnung der Brücken des Leadframes. Diese kann je nach Anforderungen an die Beschaltung nach einem vorgebbaren Schema variieren.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind benachbarte Stirnseiten der Anschlüsse für elektrische Leiter gekennzeichnet durch vorhandene kurze Restabschnitte ausgestanzter Stege. Diese sind Zeugnisse einer besonders rationellen Herstellung der erfindungsgemäßen Leadframes, nämlich durch Stanzen, wobei auch die später nicht mehr erforderlichen Stege ausgestanzt werden. Dabei wird aber das Stanzwerkzeug nicht an jeder Stelle die Stege ganz genau ausstanzen, sondern geringe Maßabweichungen durch Toleranzen müssen in Kauf genommen werden. Um aber den erforderlichen Materialquerschnitt und damit die Stromtragfähigkeit nicht zu verringern, werden die Toleranzen bevorzugt in der anderen Richtung berücksichtigt, sodass sich Restabschnitte der ausgestanzten Stege nicht vermeiden lassen.
Um einerseits die erforderlichen Mindestabstände einhalten zu können und andererseits eine produktionsfreundliche aber dennoch kompakte Bauform zu erreichen, sind die Abstände der Anschlüsse für elektrische Leiter und der Strombalken untereinander, aber auch die Abstände zwischen Anschlüssen für elektrische Leiter und Strombalken mit ca. 1,8 mm bis 4 mm und besonders bevorzugt mit 1,8 mm bis 3 mm bemessen.
Die Kontakte sind vorzugsweise 4 mm bis 12 mm und besonders bevorzugt 9 mm bis 10,5 mm voneinander beabstandet.
Der Leadframe, der die Verbindung zwischen daran angeschlossenen Kabeln herstellt, ist zum Schutz vor Berührung, aber auch zum Schutz vor unerwünschten Einflüssen, in einer Anschlussdose aufgenommen.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Leadframes stehen die Flächen der Anschlüsse, die für die anzuschließenden Leiter vorgesehen sind, gegenüber den Flächen der Strombalken hervor.
Durch diese Maßnahme wird die Handhabung bei der Verbindung der Anschlüsse an die zu verbindenden Leiter besonders einfach, denn die Isolierung übt zum einen keine Kräfte auf die Verbindungsstelle aus, zum anderen wird aber auch bei der Verbindung die Verbindungsstelle von Fremdstoffen freigehalten, die beim Verbinden aus dem Isoliermaterial austreten könnten.
Um eine verdrehsichere Steckverbindung sicherzustellen, ist das Steckgesicht der Anschlussdose in einer bevorzugten Weiterbildung mit einer mechanischen Kodierung in Form unterschiedlicher Geometrien der Kontaktierungsöffnungen ausgestattet, sodass ein Stecker mit einem komplementären Steckgesicht nur in der vorgeschriebenen Lage gesteckt werden kann.
Um bei einem Kabel eine Einspeisung aus mehreren Stromquellen wie z.B. Solarmodulen auf einfache Weise zu verwirklichen, ist das eingangs erwähnte Kabel gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von mit dem Kabel verbundenen erfindungsgemäßen Anschlussdosen in vorgegebenen Abständen.
Die Verteilung der Beaufschlagung der einzelnen Phasen wird besonders bevorzugt durch nach einem alternierenden Schema in den Anschlussdosen angeordnete Brücken verwirklicht.
In einer insbesondere bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Kabel gekennzeichnet durch ausgegossene Anschlussdosen. Dadurch wird ein vollständiger Schutz der Anschlussdosen gegen eindringende Partikel und Wasser verwirklicht (Schutzart IP67).
Eine besonders einfacher und flexibler Produktionsprozess wird verwirklicht durch Verwendung eines Leadframe zur Herstellung einer galvanischen Verbindung zwischen Anschlüssen für elektrische Leitungen und Kontakten für einen Steckverbinder bei Anschlussdosen zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein Kabel.
Ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines Kabels umfasst Arbeitsschritte, in denen

das Kabel an vorgegebenen Positionen abgemantelt und abisoliert wird,
die abisolierten Leiter mit den Anschlüssen des Leadframe verbunden werden,
Kabel und Leadframe in eine Anschlussdose eingelegt werden und die Anschlussdose verschlossen wird,
die Anschlussdose vergossen wird.

Dabei wird die jeweils vorgegebene Zuordnung zwischen Anschlüssen und Strombalken auf einfache Weise dadurch verwirklicht, dass die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und den Strombalken durch Heraustrennen vorbestimmter Brücken zwischen den Anschlüssen und den Strombalken des Leadframe vor dem Verbinden der abisolierten Leiter mit den Anschlüssen erfolgt.
Dadurch, dass die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und den Strombalken durch Heraustrennen vorbestimmter Brücken zwischen den Anschlüssen und den Strombalken des Leadframe vor dem Vergießen der Anschlussdose erfolgt, kann angepasst an den Produktionsprozess das Heraustrennen dann vorgesehen sein, wenn es sich besonders vorteilhaft in den Produktionsprozess integrieren lässt.
Um einen Stecker mit einem Innenraum und einem Kontaktierungsbereich und mit einem aus Halbschalen gebildeten Gehäuse sicherer zu machen, ist der Innenraum mit einer Vergussmasse gefüllt, welche sich mit dem Kabel und dem Gehäuse verbindet. Selbst bei einer Beschädigung des Steckers werden dann die Bruchstücke von der Vergussmasse gehalten, sodass weiterhin ein Zugang zu Potenzial führenden Leitungen verhindert wird.
Der Stecker wird durch ein Gehäuse aus einem schlagfesten und UV-beständigen Material besonders widerstandsfähig und bietet damit auch nach intensiver UV-Bestrahlung immer noch guten Schutz für die darin enthaltenen Komponenten.
Um eine gute Vergießbarkeit zu erreichen ist bei dem Stecker eine Abdichtung der Steckkontakte gegen den Innenraum durch eine Abdichtplatte vorgesehen, sodass die Vergussmasse die Steckkontakte selbst nicht erreichen und die Kontaktsicherheit beeinträchtigen kann.
Besonders bevorzugt weist der Stecker integral an die Halbschalen des Gehäuses angeformte Dichtelemente auf, welche die aus dem Innenraum zu den Steckkontakten verlaufenden Leiter umschließen. Dadurch erübrigt sich die Verwendung einer separaten Abdichtung und somit vereinfacht sich die Montage des Steckers.
Da der Stecker besonders zum Anschließen einer Stromquelle, insbesondere eines Solarmoduls, unter Vermittlung einer Anschlussdose an eine Sammelleitung ausgebildet ist, ergibt sich durch das Zusammenwirken von Stecker und Anschlussdose eine besonders raumsparende und zuverlässige Verbindung.
Besonders vorteilhaft ist das System zum Übertragen elektrischer Energie, insbesondere von einer Mehrzahl von Solarmodulen, das erfindungsgemäße Anschlussdosen und Stecker und wenigstens ein erfindungsgemäßes Kabel umfasst.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren eingehender beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anschlussdose mit Kabel;
Fig. 2: eine Explosionsdarstellung der Anschlussdose in Fig. 1;
Fig. 3: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leadframe;
Fig. 4: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leadframe;
Fig. 5: eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leadframe;
Fig. 6: eine perspektivische Darstellung des mit dem Kabel verbundenen Leadframe;
Fig. 7: eine Draufsicht auf Leadframe und Kabel mit einer ersten Zuordnung von Anschlüssen und Strombalken;
Fig. 8: eine Draufsicht auf Leadframe und Kabel mit einer zweiten Zuordnung von Anschlüssen und Strombalken;
Fig. 9: eine Draufsicht auf Leadframe und Kabel mit einer dritten Zuordnung von Anschlüssen und Strombalken;
Fig. 10: eine stark vereinfachte Darstellung eines Steckergehäuses;
Fig. 11: eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leadframe;
Fig. 12: ein Kabelmanger zum Einsatz mit verschiedenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Leadframe;
Fig. 13: eine perspektivische Darstellung des mit dem Kabel verbundenen Leadframe gemäß der vierten Ausführungsform;
Fig. 14: eine perspektivische Darstellung des mit dem Kabel verbundenen Leadframe gemäß der vierten Ausführungsform mit Kabelmanagern; und
Fig. 15: eine Seitenansicht auf ein Leadframe und Kabel gemäß der vierten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anschlussdose 10 mit Kabeln 16, 18. Diese Kabel 16, 18 können einen durchgehenden Strang bilden, der durch die Anschlussdose 10 hindurch geführt wird. Sie können aber auch jeweils Kabelenden von Kabelstücken vorgegebener Länge sein, die durch die Anschlussdose 10 zu einem Strang zusammengefügt werden. Die Länge dieses Stranges ist dabei für die Erfindung nicht relevant und größere Kabellängen können wie üblich aufgetrommelt werden.
Das Gehäuse 10 ist aus einer Unterschale 12 und einer Oberschale 14 gebildet, welche miteinander verrastet sind. Die Oberschale 14 weist einen Anschluss für einen (in dieser Fig. nicht dargestellten) Stecker auf und das Steckergesicht, also derjenige Bereich der Anschlussdose 10, an dem der Stecker angeschlossen wird, weist runde Öffnungen 20 und wenigstens teilweise eckige Öffnungen 21 auf. Alle gezeigten Öffnungen 20, 21 dienen der Kontaktierung und sind in ihrer Anzahl an die Anzahl der zu kontaktierenden Kontakte angepasst. Lediglich in den Fig. ist ein Gehäuse mit fünf Öffnungen dargestellt. Natürlich wird bei der Verwendung von vier Kontakten auch ein Gehäuse mit vier Kontakten verwendet.
Die unterschiedlichen Formen der Öffnungen des Steckergesichts dienen der mechanischen Kodierung des Steckers. Während rund Öffnungen universell sind, können Stecker, die falsch herum auf die wenigstens teilweise eckigen Öffnungen aufgesetzt werden, nicht zu einer Kontaktierung führen. Damit ist eine stets richtige Montage mit der einhergehenden gewünschten Kontaktbelegung sichergestellt. Ferner ist in den Fig. ein Dichtungssitz 15 dargestellt, der die Aufnahme einer an sich im Stand der Technik bekannten Dichtung, z. B. eines O-Ringes, erlaubt, um den Übergang zwischen Anschlussdose 10 und Stecker 40 (in dieser Fig. nicht dargestellt) abzudichten, sodass die Steckverbindung insgesamt die Anforderungen der betreffenden Schutzklasse erfüllt. Solange die Anschlussdose 10 nicht mit einem Stecker belegt ist, kann eine (in den Fig. nicht dargestellte) Dichtungskappe aufgesetzt werden und die Öffnungen dadurch ebenfalls abgedichtet werden.
In Fig. 2 ist die Anschlussdose 10 geöffnet dargestellt. An der Unterschale 12 sind gut Rastlaschen 24 erkennbar, die mit Rastnasen 23 an der Oberschale 14 zusammenwirken und das Gehäuse der Anschlussdose 10 bilden. Zusätzlich sind Rastfedern 22 vorgesehen, die Unterschale 12 und Oberschale 14 sicher zusammenhalten.
Innerhalb des Gehäuses sind die Kabel 16, 18 dargestellt, die für die elektrische Verbindung vorgerichtet sind. Weiterhin ist ein sogenannter Leadframe 30 gezeigt, der für eine Kontaktierung vorgesehen ist, die weiter unten eingehend beschrieben wird. Das Vorrichten der Kabel 16, 18 umfasst das Abmanteln des äußeren Kabelmantels ebenso, wie das Abisolieren der einzelnen Leiter, sodass diese miteinander verbunden werden können. Weiterhin kann das Vorrichten ein Auffächern der Leiter beinhalten, sodass jeder der Leiter einen vorgegebenen Abstand zum benachbarten Leiter hat und an einer vorgegebenen Position über dem Leadframe 30 liegt.
Die Kabelöffnungen 17 sind dabei so ausgebildet, dass das Gehäuse der Anschlussdose 10 die Zugentlastungsfunktion mit übernehmen kann. Dazu sind die Kabelöffnungen 17 so geformt, dass der im Inneren des Gehäuses der Anschlussdose 10 aufgenommene Kabelmantel so verformt ist, dass sein Querschnitt von demjenigen der Kabelöffnungen 17 so stark abweicht, dass er diese nicht passieren kann. Somit werden auf die Kabel 16, 18 wirkende Zugbelastungen in das Gehäuse der Anschlussdose 10 abgetragen und die Kabel 16, 18 werden entlastet.
Wie der Leadframe 30 ausgebildet sein kann, ist beispielhaft in den Fig. 3, 4, 5 und 11 dargestellt. Allen in diesen Fig. dargestellten Leadframes 30 ist gemeinsam, dass sie über Anschlüsse 32a-e verfügen, die für die anzuschließenden Leiter (in dieser Fig. nicht dargestellt) vorgesehen sind. Die Verbindung der Leiter mit dem Leadframe 30 kann in bekannter Weise erfolgen. Dem Fachmann sind die Verbindungstechniken wie Löten, Crimpen, Bonden, Schneidkontaktierung (IDC), und Schweißen (z. B. Widerstandsschweißen) gut bekannt, sodass eine weitere Ausführung zu diesen einzelnen Verfahren hier nicht erforderlich ist. Der Fachmann wird vielmehr das für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Verfahren auswählen und einsetzen.
Weiterhin umfasst der Leadframe 30 Strombalken 34a-d und Kontakte 36a-d. Dabei sind die Strombalken 34a-d die Verbindungen zwischen den Anschlüssen 32a-e und den Kontakten 36a-d. Die Kontakte 36a-d dienen der Verbindung nach außen, also dem Anschluss an ein Kabel unter Vermittlung eines Steckers.
In den Fig. ist gut zu erkennen, dass jeweils fünf Anschlüsse 32a-e, aber lediglich vier Kontakte 36a-d vorgesehen sind. Um die gewünschte Konfiguration zwischen den Anschlüssen 32a-e und den Kontakten 36a-d herstellen zu können, sind Brücken 38a-f vorgesehen, die entsprechend der jeweils herzustellenden Konfiguration unterbrochen werden. Dieses Unterbrechen kann z. B. durch Ausstanzen oder einfaches Durchtrennen der gerade nicht erforderlichen Brücken 38a-d erfolgen. Entsprechend den verbleibenden Brücken ergeben sich dann die Zuordnungen der Anschlüsse 32a-e und der Kontakte 36a-d unter Vermittlung der Strombalken 34a-d. Dabei ist in den Fig. auch gut zu erkennen, dass bei den gezeigten Ausführungsformen die beiden den Kontakten 36a-d nächstgelegenen Anschlüsse 32d, 32e ohne eine Brücke mit den Strombalken und darüber weiter mit den Kontakten 36b, 36c verbunden sind.
Zwischen den Anschlüssen 32a-e sind Stege 39 vorhanden. Diese Stege 39 sind aber lediglich für die Herstellung und Handhabung des Leadframes 30 relevant, weil sie die nötige Steifigkeit bewirken, und werden während der Montage des Leadframe 30 entfernt, z. B. durch Ausstanzen.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Leadframe 30 mit jeweils zwei Brücken 38a-f dargestellt, mit denen jeder der drei von den Kontakten 36a-d weitest entfernten Anschlüsse 32a, 32b, 32c mit den äußeren Strombalken 34a, 34c verbunden ist. Um einen der Anschlüsse 32a, 32b, 32c von den Strombalken 34a, 34c zu trennen, müssen die entsprechenden Brücken 38a-f unterbrochen bzw. herausgetrennt werden. Durch unterbrechen jeweils einer einem der Anschlüsse 32a, 32b, 32c zugeordneten Brücke 38a-f wird der Anschluss einem der Strombalken 34a, 34c zugeordnet, sodass die Verbindung zwischen dem Anschluss 32a, 32b, 32c und einem der Kontakte 36a, 36d hergestellt wird.
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Leiter auf dem Leadframe 30 angeordnet sind, oder anders herum, dass der Leadframe 30 unterhalb der Leiter angeordnet ist. Durch die in Fig. 3 gezeigte Anordnung der Brücken 38a-f unterhalb der Leiter ergibt sich eine maximale Platzersparnis. Dafür ist es aber im Produktionsprozess vorteilhaft, die Brücken 38a-f entsprechend der erforderlichen Zuordnung der Anschlüsse 32a, 32b, 32c zu den Kontakten 36a, 36d bereits vor dem Verbinden der Leiter mit den Anschlüssen 32a, 32b, 32c zu unterbrechen.
In Fig. 4 ist die Anordnung der Brücken 38a-d anders. Auch in dieser Fig. sind Anschlüsse 32a-e für die Leiter vorgesehen, die nach dem Verbinden mit den Leitern unterhalb dieser Leiter liegen. Die Brücken 38a-d sind aber aus dem Bereich unterhalb der Leiter seitlich heraus gezogen, sodass die Leiter die Brücken 38a-d nicht überdecken. Somit können die Brücken 38a-d auch nach dem Anschluss der Leiter noch unterbrochen werden. Dadurch lässt sich der Produktionsprozess flexibler gestalten, da in dieser Ausführungsform der Zeitpunkt der Unterbrechung der Brücken 38a-d erheblich besser an die übrigen Anforderungen des Produktionsablaufs angepasst werden kann.
Fig. 5 unterscheidet sich durch die Ausrichtung der Kontakte 36a-d von Fig. 4. Während die Kontakte in Fig. 3 und Fig. 4 senkrecht zur Ebene der Strombalken 34a-d ausgerichtet sind, sodass eine Kontaktierung ebenfalls senkrecht zur Ebene der Strombalken 34a-d (oder der von den Strombalken 34a-d und den Anschlüssen 32a-e aufgespannten Ebene) erfolgt. Abweichend davon verlaufen die Kontakte 36a-d in Fig. 5 in der von den Strombalken 34a-d und den Anschlüssen 32a-e aufgespannten Ebene. Dadurch lässt sich eine Kontaktierung ebenfalls in dieser Ebene realisieren, sodass je nach Platzverhältnissen die vorteilhafteste Kontaktierung durch Auswahl des Leadframe 30 (und eines geeigneten Gehäuses) festgelegt werden kann.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung von mit dem Leadframe 30 verbundenen Leitern L1, L2, L3, N, PE. Auch in dieser Fig. ist die Abdeckung der Anschlüsse 32a-e durch die Leiter L1, L2, L3, N, PE gut zu erkennen. In der Fig. unterhalb der Leiter L1, L2, L3, N, PE sind die Brücken 38a-d zu sehen, die folglich von den Leitern L1, L2, L3, N, PE nicht mit verdeckt werden und somit an einer geeigneten Stelle im Produktionsprozess unterbrochen (also z. B. ausgestanzt) werden können.
In dieser Fig. und den nachfolgenden Fig. 7 - 9 ist zu erkennen, dass stets sämtliche Leiter L1, L2, L3, N, PE an die Anschlüsse 32a-e angeschlossen sind. Die Verbindung der Leiter L1, L2, L3, N, PE mit den Strombalken 34a-d erfolgt für die Leiter PE und N direkt, weil die Anschlüsse für diese beiden Leiter direkt mit den Strombalken 34c, 34d verbunden sind. Die Leiter L1, L2, L3 werden durch ein geeignetes Unterbrechen der Brücken 38a-d mit den Strombalken 34a, 34b und darüber weiter mit den Kontakten 36a, 36d verbunden. Daraus ergibt sich, dass die Leiter PE, N stets mit den Kontakten 36b, 36c verbunden sind. Dies ist natürlich ein mögliches Ausführungsbeispiel. Ebenso könnten die Leiter PE, N durch eine geeignete Leitungsführung der Strombalken 34a-d und Anordnung der Brücken 38a-d z. B. mit den Kontakten 36a und 36d verbunden werden. Entsprechend wären dann die Leiter L1, L2 mit den Kontakten 36b, 36c verbunden.
Durch die Brücke 38a ist der Leiter L2 unter Vermittlung des Strombalkens 34a mit dem Kontakt 36a verbunden. Oder eben nicht, wenn die Brücke 38a ausgestanzt ist. Der Leiter L3 ist über die Brücke 38d und durch den Strombalken 34b mit dem Kontakt 36d verbunden, oder eben nicht. Der Leiter L1 ist entweder durch die Brücke 38b und den Strombalken 34a mit dem Kontakt 36a oder über die Brücke 38c und den Strombalken 34b mit dem Kontakt 36d verbunden oder wiederum eben nicht. Daraus ergibt sich, dass der Leiter L2 stets mit dem Kontakt 36a verbunden ist und der Leiter L3 stets mit dem Kontakt 36d verbunden ist, wenn die entsprechenden Brücken 38a bzw. 38d vorhanden sind, während der Leiter L1, entsprechend vorhandene Brücken 38b, 38c vorausgesetzt, entweder über den Strombalken 34a mit dem Kontakt 36a oder über den Strombalken 34b mit dem Kontakt 36d verbunden ist. Dies wird anhand der nachfolgenden Fig. nochmals detailliert erläutert.
In der Fig. 7 sind die Leiter L1, L2 über die Brücken 38a und 38c mit den Anschlüssen 36a und 36d verbunden, während die Brücken 38b und 38d ausgestanzt sind. Folglich ergibt sich eine Verbindung des Leiters L1 über die Brücke 38c und den Strombalken 34b zu dem Kontakt 36d. Durch das Ausstanzen der Brücke 38d ist der Leiter L3 mit keinem der Strombalken verbunden und liegt demnach auch an keinem der Kontakte 36a-d an. Der Leiter L2 ist über die Brücke 38a und den Strombalken 34a mit dem Kontakt 36a verbunden. Einschließlich der fest vorgesehenen Verbindung der Leiter PE und N ergibt sich somit die Zuordnung von Kontakt 36a zu Leiter L2, Kontakt 36b zu Leiter N, Kontakt 36c zu Leiter PE und Kontakt 36d zu Leiter L1.
In der Fig. 8 sind die Leiter L2, L3 mit den Anschlüssen 36a und 36d verbunden, weil die Brücken 38a und 38d erhalten geblieben sind, während die Brücken 38b und 38c ausgestanzt sind. Folglich ergibt sich eine Verbindung des Leiters L3 über die Brücke 38d und den Strombalken 34b zu dem Kontakt 36d. Durch das Ausstanzen der Brücke 38b und 38c ist der Leiter L1 von dem Strombalken 34a und 34b getrennt. Der Leiter L2 ist über die Brücke 38a und den Strombalken 34a mit dem Kontakt 36a verbunden. Einschließlich der fest vorgesehenen Verbindung der Leiter PE und N ergibt sich somit die Zuordnung von Kontakt 36a zu Leiter L2, Kontakt 36b zu Leiter N, Kontakt 36c zu Leiter PE und Kontakt 36d zu Leiter L3.
In der Fig. 9 sind die Leiter L1 und L3 über die Brücken 38b und 38d mit den Anschlüssen 36a und 36d verbunden, erhalten geblieben sind, während die Brücken 38a und 38c ausgestanzt sind. Folglich ergibt sich eine Verbindung des Leiters L1 über die Brücke 38b und den Strombalken 34a zu dem Kontakt 36a. Durch das Ausstanzen der Brücke 38a ist der Leiter L2 nicht mit dem Strombalken 34a verbunden und liegt deshalb auch nicht an dem Kontakt 36 an. Der Leiter L3 ist über die Brücke 38d und den Strombalken 34b mit dem Kontakt 36d verbunden. Einschließlich der fest vorgesehenen Verbindung der Leiter PE und N ergibt sich somit die Zuordnung von Kontakt 36a zu Leiter L1, Kontakt 36b zu Leiter N, Kontakt 36c zu Leiter PE und Kontakt 36d zu Leiter L3.
In Fig. 10 ist ein Steckergehäuse 40 stark vereinfacht dargestellt, wie es für die Stecker zum Verbinden mit der Anschlussdose (vgl. Fig. 1, 2) vorgesehen sein kann. Das Gehäuse des Steckers 40 ist in zwei Halbschalen 41, 42 aufgeteilt. In jeder dieser Halbschalen 41, 42 ist ein Teil der Kabeldurchführung 43 ausgebildet, sodass das Gehäuse das (in dieser Fig. nicht dargestellte) Kabel umschließen kann.
Innerhalb des Gehäuses sind Dichtelemente 44a, 44b integral angeformt, die zusammen den Innenraum des Gehäuses gegen den Kontaktierungsbereich abdichten, sodass das Gehäuse vergossen werden kann. Die dazu erforderlichen Öffnungen zum Zuführen der Vergussmasse einerseits und zum Entlüften andererseits werden als bekannt vorausgesetzt und sind daher in dieser Fig. nicht dargestellt.
In jedem der Dichtelemente 44a, 44b sind Ausnehmungen 45 vorgesehen, durch welche die Leiter oder die Kontakte selbst geführt werden können. Beim Zusammenfügen der Gehäusehälften 41, 42 bilden die Dichtelemte 44a, 44b eine Dichtung, die den Innenraum des Gehäuses gegen die Kontakte abdichtet, sodass eine Vergussmasse, mit der das Gehäuse des Steckers 40 aufgefüllt wird, den Kontaktbereich nicht erreichen kann. Dadurch wird einerseits ein dichtes Gehäuse verwirklicht, während die Dichtmasse die Kontaktierungssicherheit nicht beeinträchtigt.
In Fig. 11 ist eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leadframes 30 dargestellt. Diese unterscheidet sich von den bisher diskutierten Leadframes im Wesentlichen dadurch, dass der Leadframe gekröpft ist. Durch die Kröpfung stehen die Flächen der Anschlüsse 32a-e, die für die anzuschließenden Leiter (in dieser Fig. nicht dargestellt) vorgesehen sind, gegenüber den Flächen der Strombalken 34a-e hervor.
Durch diese Kröpfung, welche auch in der Seitenansicht gemäß Fig. 15 besonders gut zu erkennen ist, wird die Handhabung bei der Verbindung der Anschlüsse 32a-e an die zu verbindenden Leiter besonders einfach. An die jeweiligen Anschlüsse 32a-e werden die abisolierten Leiter 19 angebracht, während Kabelabschnitte 46, die noch eine Isolierung aufweisen, jenseits der Kröpfung sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Isolierung zum einen keine Kräfte auf die Verbindungsstelle ausübt, zum anderen wird aber auch beim Verbinden die Verbindungsstelle von Fremdstoffen freigehalten, die beim Verbinden aus dem Isoliermaterial austreten könnten. Wird zum Beispiel ein Leiter angelötet kann die Isolierung - so sie im Bereich der Lötstelle istdurch den Lötvorgang beschädigt werden und dabei können Zersetzungsprodukte in die Lötstelle gelangen und diese Lötstelle beeinträchtigen. Durch die Erfindung werden diese Effekte deutlich minimiert.
In Figur 13 ist eine perspektivische Darstellung des mit dem Kabel 16, 18 verbundenen Leadframe 30 gemäß der vierten Ausführungsform dargestellt. Dort sind die abisolierten Leiter 19 bereits am Leadframe 30 in geeigneter Konfiguration angebracht.
Eine geeignete Konfiguration des Leadframes 30 kann dabei wieder durch Heraustrennen von einzelnen der Brücken 38a-f hergestellt werden. Dabei können die Brücken aufgrund ihrer Anordnung auch nachträglich entfernt werden, d.h. wie zuvor in Bezug auf Figur 4 beschrieben.
Deutlich zu erkennen ist, dass die jeweiligen Leiterabschnitte 46, welche noch eine Isolierung aufweisen, getrennt von den eigentlichen Verbindungsstellen an den Anschlüssen 32a-e sind.
In Figur 14 ist weiterhin die perspektivische Darstellung gemäß Figur 13 um zwei Kabelmanager 47 ergänzt. Ein solcher Kabelmanager 47 ist auch in Figur 12 dargestellt.
Der Kabelmanager 47 weist mehrere rinnenartige Vertiefungen 48 auf, welche so dimensioniert sind, dass die Vertiefungen 48 isolierter Leiter 46 aufnehmen können. Weiterhin können diese Vertiefungen 48 auch weitere Vorsprünge aufweisen, die eine Klemmung der isolierten Leiter 46 ermöglichen können.
In Figur 15 ist weiterhin eine Seitenansicht auf ein Leadframe 30 und Kabel 16, 18 gemäß der vierten Ausführungsform dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Kröpfung größer als die Isolierung eines Leiters 47 ausgeführt sein kann. Hierdurch können Leiter 47 unterschiedlicher Dicke der Isolierungsschicht verwendet werden, ohne dass diese unterschiedlichen Dicken der Isolierungsschicht die Montage an den Anschlüssen 32a-e erschweren.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Kröpfung in etwa der Dicke der Isolierungsschicht des Leiters 47 entspricht, da dann Kräfte auf die Leiter 47 bzw. auf die Verbindungsstelle an den Anschlüssen 32a-e minimiert werden.

In dem Gehäuse können natürlich noch Stege und Halter vorgesehen sein. Auch Rastmittel am Gehäuse zum sicheren Zusammenfügen der Gehäusehalbschalen, z. B. Rastnasen und Rastlaschen, sind im Stand der Technik bekannt und in dieser Fig. nicht dargestellt.

Bezugszeichenliste

Anschlussdose	10
Unterschale	12
Oberschale	14
Dichtungssitz	15
Kabel	16
Kabelöffnung	17
Kabel	18
Abisolierte Leiter	19
Führungsöffnungen	20
Kontaktöffnungen	21
Rastfedern	22
Rastnasen	23
Rastlaschen	24
Leadframe	30
Anschluss	32a-e
Strombalken	34a-e
Kontakt	36a-d
Brücke	38a-e
Steg	39
Stecker	40
Erste Gehäusehalbschale	41
Zweite Gehäusehalbschale	42
Kabeldurchführung	43
Dichtelement	44
Ausnehmungen für Leiter oder Kontakt	45
Isolierter Leiter	46
Kabelmanager	47
Rinnenartige Vertiefungen	48

Claims

Leadframe für eine elektrische Anschlussdose zur Bildung eines Kabels zum Anschluss von einer Mehrzahl Stromquellen mit mehreren Leitern, mit mehreren Anschlüssen für elektrische Leiter, mehreren Kontakten und mehreren Strombalken, wobei
die Strombalken (34a-d) die Verbindungen zwischen den Anschlüssen (32a-e) und den Kontakten (36a-d) sind,
zwei Strombalken als äußere Strombalken (34a, b) angeordnet sind,
die äußeren Strombalken (34a, b) jeweils einen ersten Abschnitt aufweisen,
die ersten Abschnitte der äußeren Strombalken (34a, b) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlüsse (32a-e) für elektrische Leiter eine längliche Form aufweisen und in ihrer Längserstreckung quer zur Längserstreckung der ersten Abschnitte der äußeren Strombalken (34a, b) verlaufen, wobei die Anschlüsse (32a-e) zur Kontaktierung der elektrischen Leiter in ihrer Längserstreckung ausgeführt sind, und
die Anschlüsse (32a-e) für elektrische Leiter zwischen den ersten Abschnitten der äußeren Strombalken (34a, b) vorgesehen sind.
Leadframe nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch Brücken (38a-f) zwischen den ersten Abschnitten der äußeren Strombalken (34a, b) und den Anschlüssen (32a-e) für elektrische Leiter.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweiter Abschnitt jedes äußeren Strombalkens (34a, b) abgewinkelt zum ersten Abschnitt angeordnet ist und dass zwischen wenigstens einem der zweiten Abschnitte und einem der Anschlüsse (32a-e) für einen elektrischen Leiter eine Brücke (38a-d) vorgesehen ist.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch wenigstens einen inneren Strombalken (34c, d), der zwischen den beiden äußeren Strombalken (34a, b) angeordnet ist.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontakte (36a-d) zu einer durch die Strombalken (34a, b) und die Anschlüsse (32a-e) aufgespannten Ebene senkrecht ausgerichtet sind.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen geradlinigen Verlauf der Strombalken.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch weniger Kontakte (36a-d) als Anschlüsse (32a-e) für elektrische Leiter.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brücken (38a-f) nach einem vorgebbaren Schema zwischen den Anschlüssen (32a-e) für elektrische Leiter und den Strombalken (34a, b) vorgesehen sind.
Leadframe nach einem der vorstehenden Anschlüsse,
gekennzeichnet durch einen Abstand der Anschlüsse (32a-e) für elektrische Leiter und Strombalken (34a-d) untereinander und zueinander im Bereich von 1,8 mm bis 4 mm.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontakte (36a-d) in einer Reihe angeordnet sind und 4 mm bis 12 mm voneinander beabstandet sind.
Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch an benachbarten Stirnseiten der Anschlüsse (32a-e) für elektrische Leiter vorhandene kurze Restabschnitte ausgestanzter Stege (39).
Anschlussdose mit einem Leadframe nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Anschlussdose nach Anspruch 12,
gekennzeichnet durch eine mechanische Kodierung des Steckgesichts durch Kontaktierungsöffnungen (20, 21) mit unterschiedlichen Geometrien.
Kabel zum Anschluss einer Mehrzahl von Stromquellen, mit mehreren Leitern zum Führen unterschiedlicher Potenziale in dem Kabel nach der Art eines Strangs, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von mit dem Kabel verbundenen Anschlussdosen (10) nach Anspruch 12 oder 13.
Kabel nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch nach einem alternierenden Schema in den Anschlussdosen (10) angeordnete Brücken (38a-f).
Kabel nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
gekennzeichnet durch vergossene Anschlussdosen (10).
Verfahren zum Herstellen einer Kabels nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das zwei Kabelenden (16, 18) an vorgegebenen Positionen abgemantelt und abisoliert werden,

- die abisolierten Leiter (L1, L2, L3, N, PE) mit den Anschlüssen des Leadframe (30) verbunden werden,

- die Kabelenden (16, 18) und der damit verbundener Leadframe (30) in eine Anschlussdose (10) eingelegt werden und die Anschlussdose (10) verschlossen wird,

- die Anschlussdose (10) vergossen wird.
Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungen zwischen den Anschlüssen (32a-c) für elektrische Leiter und den Strombalken (34a, b) durch Heraustrennen vorbestimmter Brücken (38a-f) zwischen den Anschlüssen (32a-c) und den Strombalken (34a, b) des Leadframe (30) vor dem Verbinden der abisolierten Leiter (L1, L2, L3, N, PE) mit den Anschlüssen (32a-e) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungen zwischen den Anschlüssen (32a-c) für elektrische Leiter und den Strombalken (34a, b) durch Heraustrennen vorbestimmter Brücken (38a-f) zwischen den Anschlüssen (32a-c) und den Strombalken (34a, b) des Leadframe (30) vor dem Vergießen der Anschlussdose (10) erfolgt.
System zum Übertragen elektrischer Energie, insbesondere von einer Mehrzahl von Solarmodulen,
gekennzeichnet durch mehrere Anschlussdosen nach Anspruch 12 oder 13, wenigstens ein Kabel nach einem der Ansprüche 14 bis 16 und wenigstens einen Stecker, wobei der Stecker ausgeführt ist
mit einem aus Halbschalen (41, 42) gebildetes Gehäuse (40) mit einem Innenraum und einem Kontaktierungsbereich und
mit einer Anschlussleitung zwischen dem Wechselrichterausgang und dem Stecker, wobei der Innenraum eine Füllung mit einer Vergussmasse aufweist, die sich mit der Anschlussleitung und dem Gehäuse (41, 42) verbindet.