EP2887461B1 - Einpoliger elektrischer Verbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen - Google Patents

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EP2887461B1
EP2887461B1 EP14198229.8A EP14198229A EP2887461B1 EP 2887461 B1 EP2887461 B1 EP 2887461B1 EP 14198229 A EP14198229 A EP 14198229A EP 2887461 B1 EP2887461 B1 EP 2887461B1
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electrical connector
printed circuit
contact arm
contact
circuit board
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
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    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/04—Turnable line connectors with limited rotation angle with frictional contact members

Definitions

  • the present invention relates to a single-pole electrical connector having hermaphroditic contact elements for electrically connecting printed circuit boards, in particular light-emitting diode printed circuit boards, and a printed circuit board with at least one such single-pole electrical connector and a printed circuit board assembly, in particular a lighting system, with at least two such printed circuit boards.
  • a "board-to-board” connector is meant an electrical connector which is disposed on a circuit board and engageable with a corresponding electrical connector disposed on another circuit board to thereby provide electrical connection between the PCBs.
  • a "board-to-wire” connector is understood to mean an electrical connector which is not in direct contact with another electrical connector, but is first electrically connected to another electrical connector by means of a wire or cable.
  • a single-pole electrical connector is understood to mean an electrical connector which provides only one line, that is, only one electrically conductive connection.
  • a bipolar electrical Connector to understand an electrical connector that provides two separate lines.
  • the electrical connectors for electrically connecting printed circuit boards are selected as a function of the respective operating voltage.
  • Two-pole electrical connectors are essentially only for operating voltages of 125 volts and 250 volts. At higher operating voltages, there is a risk of short-circuiting within the electrical connector when using two-pole electrical connectors because the respective poles are relatively close to each other in a two-pole electrical connector. Therefore, at operating voltages greater than 425 volts, single pole electrical connectors, in the form of a "board-to-wire" connector, are commonly used.
  • the present invention has the object to provide an electrical connector in the form of a single-pole "board-to-board” connector, which is suitable for the electrical connection of printed circuit boards, in particular light-emitting circuit boards.
  • a single-pole electrical connector has hermaphroditic contact elements for electrically connecting printed circuit boards, in particular light-emitting diode printed circuit boards (ie printed circuit boards with light-emitting diodes as lighting means).
  • the electrical connector comprises: a base portion having a connection portion for connection to a printed circuit board, a first contact arm and a second contact arm disposed on the base portion and extending substantially parallel to each other away from the base portion, the first contact arm being in its relation to the second contact arm directed inside a contact surface of the first contact arm, and the second contact arm has a sloping portion which extends from the base portion in the direction of the first contact arm, which adjoins a parallel to the first contact arm extending portion forming a contact surface of the second contact arm, and wherein in the connected state of two electrical connectors of the respective second contact arm of an electrical connector between the first and the second contact arm of the respective other electrical connector is clamped.
  • hermaphroditic contact elements By hermaphroditic contact elements is to be understood that two identically formed electrical connectors can be interconnected, i. without having to provide different electrical connectors in the form of plugs and sockets.
  • the oblique portion of the second contact arm thereby enables two electrical connectors to be easily connected to each other, as a result the second contact arms of two electrical connectors to be connected are arranged displaced relative to one another in such a manner that in the connected state the respective second contact arm of an electrical connector is clamped between the first and the second contact arm of the respective other electrical connector / is.
  • an electrical connector can be arranged on a printed circuit board, without the electrical connectors having to be arranged offset from one another on the printed circuit board or the printed circuit boards having to be interconnected offset from one another.
  • first contact arm and / or the second contact arm has / have frontal chamfers arranged on the front side.
  • Such contact surfaces simplify a connection, in particular a telescoping, of two electrical connectors according to the invention, since the danger of tilting or wedging is minimized by the run-on slopes.
  • the base portion is U-shaped and the contact arms are respectively arranged on the legs of the U-shaped base portion.
  • Such a configuration is particularly easy to produce by means of a stamping-bending process, as far as the electrical connector, as preferred, is provided of a metallic material.
  • the central region of the base portion is preferably formed straight, i. without bulges or the like, so that it can be easily arranged on a circuit board and fixed on this.
  • the base portion is chamfered at the opposite sides of the contact arms. Since the electrical connector is to be used, in particular, on a light-emitting diode printed circuit board, there is a need to keep the cross-section of the electrical connector as small as possible in order to prevent the electrical connector from shielding the light-emitting diode, thereby causing unwanted shadows.
  • the first contact arm has a protrusion on its inner side directed toward the second contact arm, which protrusion forms the contact surface of the first contact arm.
  • a protrusion By such a protrusion, it is possible to increase the clamping force on each clamped between the first and second contact arm second contact of a second connector.
  • the contact surface of the contact arms is preferably between 3 and 7 mm 2 , preferably between 4 and 6 mm 2 and particularly preferably about 5 mm 2 .
  • the contact surfaces of the contact arms can be made smaller or larger. In practice, it has been found that a contact surface of the contact arms of about 5 mm 2 is sufficient for applications in light-emitting diode printed circuit boards.
  • the electrical connector has an overall height between 2 and 6 mm, preferably between 3 and 5 mm, and particularly preferably between 3.3 and 4 mm.
  • the electrical connector is preferably used for a light-emitting diode printed circuit board, while the electrical connector should be as compact as possible to avoid unwanted shadow effects. As has been shown in practice, unwanted shadows can be largely avoided if the electrical connector has an overall height between 3.3 and 4 mm.
  • the electrical connector is preferably formed as an integral component (eg, stamped and bent part) made of a copper alloy, advantageously with the surfaces of the electrical connector tinned and / or gold plated.
  • An integral formation by means of a copper alloy represents a particularly simple way of providing an electrical connector according to the invention.
  • the electrical connector has latching means on at least one of the contact arms, which can be brought into engagement with a corresponding latching means of a further electrical connector.
  • the electrical connector is suitable for being operated with a voltage of ⁇ 425 volts and / or a current strength of ⁇ 4 amperes.
  • the invention further relates to a printed circuit board with the erfindugsdorfen connector, a printed circuit board assembly having at least two of the circuit boards of the invention and a lighting system with light-emitting (insbesondre light-emitting diodes) printed circuit board assembly.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a single-pole electrical connector 10 according to the invention with hermaphroditic contact elements 30, 40 for electrically connecting printed circuit boards, in particular of light-emitting diode printed circuit boards.
  • the electrical connector 10 shown here essentially has three sections, namely a preferably U-shaped base section 20, a first contact arm 30 and a second contact arm 40.
  • the electrical connector 10 may be mounted on the base portion 20 with a substantially horizontal base surface 21 on a circuit board (see, eg, FIG. FIG. 6 ) are arranged and fixed, for example by means of a soldering process.
  • a substantially horizontal base surface 21 on a circuit board see, eg, FIG. FIG. 6
  • the two legs 22 of the U-shaped base portion 20 extend upward.
  • the legs 22 of the preferably U-shaped base portion 20 have frontal bevels 23.
  • the first contact arm 30 is disposed on one of the legs 22 and the second contact arm 40 on the other leg 22.
  • the two contact arms 30, 40 extend substantially parallel to each other from the base portion 20 away.
  • the first contact arm 30 is formed in the preferred embodiment substantially by a straight from the leg 22 of the U-shaped base portion 20 extending away portion 31.
  • the first contact arm 30 on its inner side facing the second contact arm 40 has a protrusion 32, which forms a contact surface of the first contact arm 30.
  • the first contact arm 30 On the front side, the first contact arm 30 preferably has a run-on slope 33, which is intended to prevent tilting or wedging when the electrical connector 10 is connected to a further electrical connector.
  • the second contact arm 40 starting from the second leg 22 of the U-shaped base portion 20, has a beveled portion 41 that extends from the base portion 20 in the direction of the first contact arm 30 (see, for example, the top view of FIG FIG. 2 ).
  • the oblique section 41 is adjoined by a section 42 extending parallel to the first contact arm.
  • the second contact section 40 preferably also has a run-on slope 43 in order to prevent jamming when connecting two electrical connectors.
  • the inside of the parallel section 42 thereby provides a contact surface of the second contact arm 40.
  • FIG. 2 shows a plan view of the in FIG. 1 shown electrical connector 10.
  • the first contact arm 30 and the second contact arm 40 apart from the inclined section 41 of the second contact arm 40, are aligned parallel to one another. Both ramps 33, 43 are opposite.
  • two electrical connectors 10 according to the invention can be connected to each other, even if they are arranged opposite one another on two (identical) printed circuit boards.
  • the respective second contact arm 40 of an electrical connector 10 is clamped between the first contact arm 30 and the second contact arm 40 of the respective other electrical connector.
  • FIG. 3 shows a side view of the electrical connector 10 from FIG. 1 looking at the side of the first contact arm 30.
  • the protrusion 32 is arranged substantially centrally on the straight section 31 of the first contact arm 30, in FIG FIG. 3 the corresponding recess of pointing to the inside of the second contact arm 40 protrusion 32 can be seen.
  • FIG. 4 shows a side view of the electrical connector 10 from FIG. 1 looking at the side of the second contact arm 40.
  • the inclined portion 41 of the second contact arm 40 connects directly to a leg 22 of the U-shaped base portion 20 at.
  • the section 42 of the second contact arm 40 extending parallel to the first contact arm 30 is guided closer to the first contact arm 30 and the electrical connector 10 is not symmetrical about its central longitudinal axis (cf. FIG. 2 ).
  • FIG. 5 finally shows a rear view of the in FIG. 1 shown electrical connector 10.
  • the inner side of the section 42 of the second contact arm 40 extending parallel to the first contact arm 30 is clearly visible and the protrusion 32 provided on the first contact arm 30 is made substantially parallel.
  • the protrusion 32 and the parallel section 42 thereby form the contact surfaces into which a second contact arm of a further electrical connector can be clamped.
  • the distance between the contact surfaces of an electrical connector 10 is dimensioned such that a second contact arm of a further electrical connector can be arranged therebetween with a sufficient clamping force.
  • FIG. 6 shows a printed circuit board L, on which an electrical connector 10 is arranged.
  • the printed circuit board L has a substantially rectangular shape when seen in plan view, wherein the electrical connector 10 is preferably arranged in a corner region of the printed circuit board L.
  • the first contact arm 30 and the second contact arm 40 are beyond the front edge of the circuit board out to be engaged with another corresponding electrical connector of another circuit board can.
  • FIG. 7 shows a schematic view of two printed circuit boards L, L ', each having on an opposite end face two spaced-apart electrical connector 10,10' around 10 ", 10"'.
  • the two electrical connectors 10, 10 'and 10 ", 10"' are preferably arranged spatially symmetrical to the central longitudinal axis M of the printed circuit board (s) L, L ', ie the electrical connectors are also when using two identical circuit boards L, L. ⁇ each opposite.
  • the printed circuit boards are provided with identical connectors to electrical connectors 10, 10 'and 10 ", 10", respectively.
  • Two or more printed circuit boards L, L 'connected to one another via the connectors according to the invention are also referred to as printed circuit board arrangement A in the context of the present invention.
  • FIG. 8 shows a schematic view of a section of the in FIG. 7 shown circuit boards L, L 'in the connected state.
  • the electrical connectors 10, 10 '" can be brought into engagement with the areas of the first 30, 30'" and second contact arms 40, 40 '"protruding beyond the printed circuit boards L, L'' in such a way that the respective ones are clearly visible second contact arm 40, 40 '"of an electrical connector 10, 10"' between the first 30, 30 '"and second contact arm 40, 40'” of the other electrical Connector 10, 10 "'is clamped in.
  • Such a connection is also called printed circuit board arrangement A.
  • Assign the circuit boards L, L' such as in the FIGS. 6 to 9 shown, as electronic components / components illuminant 50,50 ', in particular light-emitting diodes on, so in the context of the invention of lighting system B is spoken.
  • the oblique section provided on the second contact arm thus results in the respective second contact arms being virtually enclosed by the respective first contact arms in the connected state of two electrical connectors and resulting in a sandwich-type composite with inner second contact arms and outer first contact arms.
  • the housing preferably consists of an electrically insulating material. This can be done for example by corresponding caps that are plugged after connecting the circuit boards to the electrical connector or already in the production of a single electrical connector.
  • FIG. 9 shows a schematic view of two circuit boards L, L ', which are each formed with electrical connectors 10, 10 "". Unlike the in FIG. 8 shown circuit boards L, L 'are the in FIG. 9 shown circuit boards L, L 'not in a plane - that is arranged at an angle ⁇ of 180 ° to each other - but arranged at an angle ⁇ of about 135 ° to each other.
  • a correspondingly high clamping force can be set by the distance between the protrusion 32 formed on the first contact arm 30 and the inside of the parallel section 42, ie with the spacing of the respective contact surfaces.
  • the angle ⁇ is preferably 90 ° to 180 ° DEG, and the invention is not limited to any angle ⁇ as long as sufficient contact (and clamping) of the connectors is provided.
  • the invention is not limited to the preceding embodiments as long as it is encompassed by the subject matter of the following claims. Furthermore, the preceding embodiments can be combined with each other in any way.
  • the shape of the base member is not limited as long as it can provide appropriately designed contact arms.
  • the number and exact arrangement / position of the connectors on a printed circuit board and the shape of a printed circuit board is not limited by the invention as long as the connectors allow connection of two printed circuit boards.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen einpoligen elektrischen Verbinder mit hermaphroditischen Kontaktelementen zum elektrischen Verbinden von Leiterplatten, insbesondere Leuchtdioden-Leiterplatten, sowie eine Leiterplatte mit zumindest einem solchen einpoligen elektrischen Verbinder und eine Leiterplatten-Anordnung, insbesondere ein Beleuchtungssystem, mit zumindest zwei solcher Leiterplatten.
    • 2. Hintergrund
  • Aus dem Stand der Technik sind elektrischen Verbinder zum Verbinden von Leiterplatten, insbesondere von Leuchtdioden-Leiterplatten, bekannt. In diesem Zusammenhang wird einerseits zwischen sogenannten "Board-to-Board"-Verbindern und "Board-to-Wire"-Verbindern unterschieden und andererseits zwischen einpoligen und zweipoligen elektrischen Verbindern.
  • Unter einem "Board-to-Board"-Verbinder ist ein elektrischer Verbinder zu verstehen, der auf einer Leiterplatte angeordnet ist und mit einem korrespondierenden elektrischen Verbinder, der auf einer weiteren Leiterplatte angeordnet ist, in Eingriff gebracht werden kann, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterplatten herzustellen.
  • Unter einem "Board-to-Wire"-Verbinder ist ein elektrischer Verbinder zu verstehen, der nicht unmittelbar mit einem weiteren elektrischen Verbinder in Kontakt steht, sondern erst mittels eines Drahtes bzw. Kabels, mit einem weiteren elektrischen Verbinder elektrisch verbunden wird.
  • Unter einem einpoligen elektrischen Verbinder ist ein elektrischer Verbinder zu verstehen, der lediglich eine Leitung, also nur eine elektrisch leitende Verbindung, bereitstellt. Demgegenüber ist unter einem zweipoligen elektrischen Verbinder ein elektrischer Verbinder zu verstehen, der zwei voneinander getrennte Leitungen bereitstellt.
  • Üblicherweise werden die elektrischen Verbinder zum elektrischen Verbinden von Leiterplatten in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebsspannung ausgewählt. Zweipolige elektrische Verbinder eignen sich dabei im Wesentlichen nur für Betriebsspannungen von 125 Volt und 250 Volt. Bei höheren Betriebsspannungen besteht bei der Verwendung von zweipoligen elektrischen Verbindern die Gefahr einen Kurzschlusses innerhalb des elektrischen Verbinders, da die jeweiligen Pole bei einem zweipoligen elektrischen Verbinder relativ nahe aneinander angeordnet sind. Daher werden bei Betriebsspannungen von mehr als 425 Volt üblicherweise einpolige elektrische Verbinder, in Form eines "Board-to-Wire"-Verbinders eingesetzt.
  • Ein elektrisches Verbinden von Leiterplatten mittels "Board-to-Wire"-Verbindern ist allerdings relativ zeitintensiv, da hierbei zunächst ein Draht bzw. Kabel bereitgestellt werden muss, ggf. ist eine Isolation des Drahtes zu entfernen und schließlich muss der Draht jeweils in einen auf den Leiterplatten angeordneten elektrischen Verbinder befestigt werden.
  • Darüber hinaus sind die bekannten "Board-to-Wire"-Verbinder vergleichsweise komplex aufgebaut, da entsprechende Halte- bzw. Klemmmittel für den Draht vorzusehen sind, was wiederum zu höheren Kosten führt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen elektrischen Verbinder in Form eines einpoligen "Board-to-Board"-Verbinders anzugeben, der sich zur elektrischen Verbindung von Leiterplatten, insbesondere von Leuchtdioden-Leiterplatten eignet.
  • Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
    • 3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßer einpoliger elektrischer Verbinder weißt hermaphroditische Kontaktelemente zum elektrischen Verbinden von Leiterplatten, insbesondere von Leuchtdioden-Leiterplatten (also Leiterplatten mit Leuchtdioden als Leuchtmittel) auf. Der elektrische Verbinder umfasst dabei: einen Basisabschnitt mit einem Verbindungsbereich zum Verbinden mit einer Leiterplatte, einen ersten Kontaktarm und einen zweiten Kontaktarm, die am Basisabschnitt angeordnet sind und sich im Wesentlichen parallel zueinander vom Basisabschnitt weg erstrecken, wobei der erste Kontaktarm in seiner zum zweiten Kontaktarm hin gerichteten Innenseite eine Kontaktfläche des ersten Kontaktarms bildet, und der zweite Kontaktarm einen Schrägabschnitt aufweist, der vom Basisabschnitt in Richtung des ersten Kontaktarms verläuft, an dem sich ein parallel zum ersten Kontaktarm verlaufender Abschnitt anschließt, der eine Kontaktfläche des zweiten Kontaktarms bildet, und wobei im verbundenen Zustand zweier elektrischer Verbinder der jeweils zweite Kontaktarm eines elektrischen Verbinders zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktarm des jeweils anderen elektrischen Verbinders eingeklemmt ist.
  • Unter hermaphroditischen Kontaktelementen ist dabei zu verstehen, dass zwei identisch ausgebildete elektrische Verbinder miteinander verbunden werden können, d.h. ohne dass unterschiedliche elektrische Verbinder in Form von Steckern und Buchsen bereitgestellt werden müssen.
  • Der Schrägabschnitt des zweiten Kontaktarms ermöglicht dabei, dass zwei elektrische Verbinder einfach miteinander verbunden werden können, da dadurch die zweiten Kontaktarme von zwei zu verbindenden elektrischen Verbindern derart relativ zueinander verschoben angeordnet sind bzw. werden, dass im verbundenen Zustand der jeweils zweite Kontaktarm eines elektrischen Verbinders zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktarm des jeweils anderen elektrischen Verbinders eingeklemmt ist/wird. Somit kann jeweils ein elektrischer Verbinder auf einer Leiterplatte angeordnet werden, ohne dass die elektrischen Verbinder versetzt zueinander auf der Leiterplatte angeordnet oder die Leiterplatten versetzt zueinander verbunden werden müssen. Durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder mit dessen hermaphroditisch ausgebildeten Kontaktelementen bzw. Kontaktarmen können somit zwei (identische) Leiterplatten einfach mittels zweier identischer erfindungsgemäßer elektrischen Verbindern miteinander verbunden werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass der erste Kontaktarm und/oder der zweite Kontaktarm stirnseitig angeordnete Anlaufschrägen aufweist/aufweisen. Derartige Anlaufflächen vereinfachen ein Verbinden, insbesondere ein ineinander Verschieben, zweier erfindungsgemäßer elektrischer Verbinder, da durch die Anlaufschrägen die Gefahr eines Verkantens beziehungsweise Verkeilens minimiert wird.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Basisabschnitt u-förmig ausgebildet ist und die Kontaktarme jeweils an den Schenkeln des u-förmigen Basisabschnitts angeordnet sind. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach mittels eines Stanz-Biege-Verfahrens herzustellen, soweit der elektrische Verbinder, wie bevorzugt, aus einem metallischen Werkstoff bereitgestellt wird.
  • Der Mittelbereich des Basisabschnitts wird vorzugsweise gerade ausgebildet, d.h. ohne Wölbungen oder dergleichen, so dass dieser einfach auf einer Leiterplatte angeordnet und auf dieser befestigt werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Basisabschnitt an der den Kontaktarmen gegenüberliegenden Seiten abgeschrägt ausgebildet. Da der elektrische Verbinder insbesondere auf einer Leuchtdioden-Leiterplatten eingesetzt werden soll, besteht ein Bedürfnis den Querschnitt des elektrischen Verbinders möglichst klein zu halten, um zu verhindern, dass der elektrische Verbinder die Leuchtdiode abschirmt und dadurch ungewollte Schattenwürfe auftreten.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn der erste Kontaktarm an seiner zum zweiten Kontaktarm gerichteten Innenseite eine Vorwölbung aufweist, die die Kontaktfläche des ersten Kontaktarms bildet. Durch eine derartige Vorwölbung besteht die Möglichkeit, die Einklemmkraft auf den jeweils zwischen dem ersten und zweitem Kontaktarm eingeklemmten zweiten Kontaktarm eines zweiten Verbinders zu erhöhen. Darüber hinaus besteht dadurch die Möglichkeit, die Kontaktfläche, die mit dem zweiten Kontaktarm in Berührung kommt, exakt zu definieren. Die Kontaktfläche der Kontaktarme beträgt vorzugsweise zwischen 3 und 7 mm2, bevorzugt zwischen 4 und 6 mm2 und besonders bevorzugt circa 5 mm2. Je nach Betriebsspannung beziehungsweise Betriebsstromstärke können die Kontaktflächen der Kontaktarme kleiner oder größer ausgebildet werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Kontaktfläche der Kontaktarme von ca. 5 mm2 für Anwendungen in Leuchtdioden-Leiterplatten ausreichend ist.
  • Vorteilhafterweise weist der elektrische Verbinder eine Gesamthöhe zwischen 2 und 6 mm, bevorzugt zwischen 3 und 5 mm, und besonders bevorzugt zwischen 3,3 und 4 mm auf. Wie bereits ausgeführt, wird der elektrische Verbinder vorzugsweise für eine Leuchtdioden-Leiterplatte verwendet, dabei soll der elektrische Verbinder zur Vermeidung von unerwünschten Schatteneffekten möglichst kompakt ausgebildet sein. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, können unerwünschte Schattenwürfe Großteils vermieden werden, wenn der elektrische Verbinder eine Gesamthöhe zwischen 3,3 und 4 mm aufweist.
  • Der elektrische Verbinder wird vorzugsweise als integrales Bauteil (bspw. Stanz-Biege-Teil) gebildet, dass aus einer Kupferlegierung besteht, wobei vorteilhafterweise die Oberflächen des elektrischen Verbinders verzinnt und/oder vergoldet sind. Eine integrale Ausbildung mittels einer Kupferlegierung stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder bereitzustellen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der elektrische Verbinder Rastmittel an zumindest einem der Kontaktarme auf, die mit einem korrespondierenden Rastmittel eines weiteren elektrischen Verbinders in Eingriff bringbar sind.
  • Ferner ist es von Vorteil, dass der elektrische Verbinder geeignet ist, um mit einer Spannung von ≥ 425 Volt und/oder einer Stromstärke von ≥ 4 Ampere betrieben zu werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Leiterplatte mit dem erfindugsgemäßen Verbinder, eine Leiterplatten-Anordnung mit wenigstens zweien der erfindungsgemäßen Leiterplatten sowie ein Beleuchtungssystem mit Leuchtmittel-aufweisender (insbesondre Leuchtdioden) Leiterplatten-Anordnung.
    • 4. Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders;
    Figur 2
    eine Draufsicht auf den in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinder;
    Figur 3
    eine erste Seitenansicht auf den in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinder;
    Figur 4
    eine zweite Seitenansicht auf den in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinder;
    Figur 5
    eine Rückansicht auf den in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinder;
    Figur 6
    eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leiterplatte mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder;
    Figur 7
    eine schematische Ansicht von zwei Leiterplatten mit jeweils zwei erfindungsgemäßen elektrischen Verbindern;
    Figur 8
    eine schematische Ansicht der in Figur 7 gezeigten Leiterplatten, wobei die Leiterplatten durch die elektrischen Verbinder elektrisch verbunden sind; und
    Figur 9
    eine schematische Ansicht von zwei Leiterplatten mit jeweils einem erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder, wobei die Leiterplatten mit einem Winkel von ca. 45° zueinander angeordnet sind.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen einpoligen elektrischen Verbinders 10 mit hermaphroditischen Kontaktelementen 30, 40 zum elektrischen Verbinden von Leiterplatten, insbesondere von Leuchtdioden-Leiterplatten.
  • Der gezeigte elektrische Verbinder 10 weist dabei im Wesentlichen drei Abschnitte auf, nämlich einen vorzugsweise u-förmigen Basisabschnitt 20, einen ersten Kontaktarm 30 und einen zweiten Kontaktarm 40.
  • Der elektrische Verbinder 10 kann am Basisabschnitt 20 mit einer im Wesentlichen horizontalen Sockelfläche 21 auf einer Leiterplatte (vgl. bspw. Figur 6) angeordnet und befestigt werden, beispielsweise mittels eines Lötverfahrens. In etwa Lotrecht von der Sockelfläche 21 erstrecken sich die zwei Schenkel 22 des u-förmigen Basisabschnitts 20 nach oben. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weisen die Schenkel 22 des vorzugsweise u-förmigen Basisabschnitts 20 stirnseitige Abschrägungen 23 auf.
  • An der den Abschrägungen 23 gegenüberliegenden Seiten der Schenkel 22 ist an einem der Schenkel 22 der erste Kontaktarm 30 und am anderen Schenkel 22 der zweite Kontaktarm 40 angeordnet. Die beiden Kontaktarme 30, 40 erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zueinander vom Basisabschnitt 20 weg.
  • Der erste Kontaktarm 30 ist in der bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen durch einen sich gerade vom Schenkel 22 des u-förmigen Basisabschnitts 20 weg erstreckenden Abschnitt 31 gebildet. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste Kontaktarm 30 an seiner zum zweiten Kontaktarm 40 gerichteten Innenseite eine Vorwölbung 32 auf, die eine Kontaktfläche des ersten Kontaktarms 30 bildet. Stirnseitig weist der erste Kontaktarm 30 vorzugsweise eine Anlaufschräge 33 auf, die bei einem Verbinden des elektrischen Verbinders 10 mit einem weiteren elektrischen Verbinder ein Verkanten bzw. Verkeilen verhindern soll.
  • Der zweite Kontaktarm 40 weist ausgehend vom zweiten Schenkel 22 des u-förmigen Basisabschnitts 20 einen Schrägabschnitt 41 auf, der vom Basisabschnitt 20 in Richtung des ersten Kontaktarms 30 verläuft (vgl. bspw. die Draufsicht der Figur 2). An den Schrägabschnitt 41 schließt sich ein parallel zum ersten Kontaktarm verlaufender Abschnitt 42 an. Stirnseitig weist der zweite Kontaktabschnitt 40 vorzugsweise ebenfalls eine Anlaufschräge 43 auf, um ein Verkeilen bzw. Verkanten beim Verbinden zweier elektrischer Verbinder zu verhindern. Die Innenseite des parallel verlaufenden Abschnitts 42 stellt dabei eine Kontaktfläche des zweiten Kontaktarms 40 bereit.
  • Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinder 10. Wie in Figur 2 gut zu erkennen, sind der erste Kontaktarm 30 und der zweite Kontaktarm 40, abgesehen von dem Schrägabschnitt 41 des zweiten Kontaktarms 40, parallel zueinander ausgerichtet. Dabei liegen sich beide Anlaufschrägen 33, 43 gegenüber.
  • Wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, können aufgrund der unsymmetrischen Ausbildung des elektrischen Verbinders 10, die insbesondere durch den Schrägabschnitt 41 bereitgestellt wird, zwei erfindungsgemäße elektrische Verbinder 10 miteinander verbunden werden, auch wenn diese auf zwei (identische) Leiterplatten gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei wird im verbundenen Zustand zweier elektrischer Verbinder der jeweils zweite Kontaktarm 40 eines elektrischen Verbinders 10 zwischen dem ersten Kontaktarm 30 und zweiten Kontaktarm 40 des jeweils anderen elektrischen Verbinders eingeklemmt.
  • Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders 10 aus Figur 1 mit Blick auf die Seite des ersten Kontaktarms 30. Wie in Figur 3 gut zu erkennen, ist die Vorwölbung 32 im Wesentlichen mittig am geraden Abschnitt 31 des ersten Kontaktarms 30 angeordnet, wobei in Figur 3 die korrespondierende Vertiefung der zur Innenseite des zweiten Kontaktarms 40 weisenden Vorwölbung 32 erkennbar ist.
  • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des elektrischen Verbinders 10 aus Figur 1 mit Blick auf die Seite des zweiten Kontaktarms 40. Wie in Figur 4 gut zu erkennen, schließt sich der Schrägabschnitt 41 des zweiten Kontaktarms 40 unmittelbar an einen Schenkel 22 des U-förmigen Basisabschnitts 20 an. Dies führt dazu, dass der parallel zum ersten Kontaktarm 30 verlaufende Abschnitt 42 des zweiten Kontaktarms 40 näher an den ersten Kontaktarm 30 geführt wird und der elektrische Verbinder 10 nicht symmetrisch zu seiner Mittellängsachse ist (vgl. auch Figur 2).
  • Figur 5 zeigt schließlich eine Rückansicht des in Figur 1 gezeigten elektrischen Verbinders 10. Wie in Figur 5 gut zu erkennen, sind die Innenseite des parallel zum ersten Kontaktarm 30 verlaufende Abschnitt 42 des zweiten Kontaktarms 40 und die am ersten Kontaktarm 30 vorgesehene Vorwölbung 32 im Wesentlichen parallel ausgeführt. Die Vorwölbung 32 und der parallel verlaufende Abschnitt 42 bilden dabei die Kontaktflächen, in die ein zweiter Kontaktarm eines weiteren elektrischen Verbinders eingeklemmt werden kann. Der Abstand zwischen den Kontaktflächen eines elektrischen Verbinders 10 ist dabei derart dimensioniert, dass ein zweiter Kontaktarm eines weiteren elektrischen Verbinders dazwischen mit einer ausreichenden Klemmkraft angeordnet werden kann.
  • Figur 6 zeigt eine Leiterplatte L, auf der ein elektrischer Verbinder 10 angeordnet ist. Die Leiterplatte L weist dabei eine in Draufsicht gesehen im Wesentlichen rechteckige Form auf, wobei der elektrische Verbinder 10 vorzugsweise in einem Eckbereich der Leiterplatte L angeordnet ist. Wie in Figur 6 gut zu erkennen, stehen der erste Kontaktarm 30 und der zweiten Kontaktarm 40 über den stirnseitigen Rand der Leiterplatte hinaus, um mit einem weiteren entsprechenden elektrischen Verbinder einer anderen Leiterplatte in Eingriff gebracht werden zu können.
  • Figur 7 zeigt eine schematische Ansicht von zwei Leiterplatten L, L', die jeweils an einer gegenüberliegenden Stirnseite zwei voneinander beabstandete elektrische Verbinder 10,10' rund 10", 10"' aufweisen. Die jeweils zwei elektrischen Verbinder 10, 10' bzw. 10", 10"' sind dabei vorzugsweise räumlich symmetrisch zur Mittellängsachse M der Leiterplatte(n) L, L' angeordnet, d.h. die elektrischen Verbinder sind auch bei Verwendung zweier identischer Leiterplatten L, L` jeweils gegenüberliegen angeordnet. In dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Leiterplatten mit identischer Bestückung mit elektrischen Verbindern 10, 10' beziehungsweise 10", 10"' bereitgestellt. Zwei oder mehr miteinander über die erfindungsgemäßen Verbinder verbundene Leiterplatten L, L' werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Leiterplatten-Anordnung A bezeichnet.
  • Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausschnitts der in Figur 7 gezeigten Leiterplatten L, L' im verbundenen Zustand. Wie in Figur 8 gut zu erkennen, können die elektrischen Verbinder 10, 10'" mit den jeweils über die Leiterplatten L, L'hinausragenden Bereichen der ersten 30, 30'" und zweiten Kontaktarme 40, 40'" derart miteinander in Eingriff gebracht werden, dass der jeweils zweite Kontaktarm 40, 40'" eines elektrischen Verbinders 10, 10"' zwischen dem ersten 30, 30'" und zweiten Kontaktarm 40, 40'" des jeweils anderen elektrischen Verbinders 10, 10"' eingeklemmt ist. Eine solche Verbindung wird auch Leiterplatten-Anordnung A genannt. Weisen die Leiterplatten L, L', wie bspw. in den Figuren 6 bis 9 gezeigt, als elektronische Bauteile/Komponenten Leuchtmittel 50,50', wie insbesondere Leuchtdioden, auf, so wird im Rahmen der Erfindung auch von Beleuchtungssystem B gesprochen.
  • Allgemein führt der am zweiten Kontaktarm vorgesehene Schrägabschnitt somit dazu, dass im verbundenen Zustand zweier elektrischer Verbinder die jeweils zweiten Kontaktarme durch die jeweils ersten Kontaktarme quasi umschlossen werden und sich ein sandwichartiger Verbund mit innenliegenden zweiten Kontaktarmen und außenliegenden ersten Kontaktarmen ergibt.
  • Je nach eingesetzter Betriebsspannung beziehungsweise der eingesetzten Stromstärke oder aufgrund einer konkreten Anwendung kann es von Vorteil sein, wenn einer oder mehrere der elektrischen Verbinder in einem Gehäuse auf der Leiterplatte angeordnet ist/sind, wobei das Gehäuse vorzugsweise aus einem elektrisch-isolierenden Material besteht. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Kappen, die nach einem Verbinden der Leiterplatten auf die elektrischen Verbinder gesteckt werden oder bereits bei der Herstellung eines einzelnen elektrischen Verbinders erfolgen.
  • Figur 9 zeigt eine schematische Ansicht zweier Leiterplatten L, L', die jeweils mit elektrischen Verbindern 10, 10"" ausgebildet sind. Im Gegensatz zu den in Figur 8 gezeigten Leiterplatten L, L' sind die in Figur 9 gezeigten Leiterplatten L, L' nicht in einer Ebene - also mit einem Winkel α von 180° zueinander - angeordnet, sondern mit einem Winkel α von etwa 135° zueinander angeordnet. Wie in Figur 9 gut zu erkennen, besteht aufgrund der Ausgestaltung der elektrischen Verbinder 10, 10"" die Möglichkeit, die Leiterplatten um die jeweiligen Kontaktflächen der elektrischen Verbinder 10, 10"" zu drehen. Eine entsprechend hohe Klemmkraft kann dabei durch den Abstand der am ersten Kontaktarm 30 angeformten Vorwölbung 32 und der Innenseite des parallelen Abschnitts 42, d.h. mit dem Abstand der jeweiligen Kontaktflächen, eingestellt werden. Der Winkel α beträgt vorzugsweise 90° bis 180° DEG, wobei die Erfindung auf keinen Winkel α beschränkt ist, solange eine ausreichende Kontaktierung (und Verklemmung) der Verbinder bereitgestellt ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Ferner sind die vorhergehenden Ausführungsbeispiele in beliebiger Weise mit- und untereinander kombinierbar. Beispielsweise ist die Form des Basisteils nicht beschränkt, solange dieser entsprechend ausgestaltete Kontaktarme bereitstellen kann. Auch ist die Anzahl und genaue Anordnung/Position der Verbinder auf einer Leiterplatte sowie die Form einer Leiterplatte nicht durch die Erfindung beschränkt, solange die Verbinder eine Verbindung zweier Leiterplatten ermöglichen.

Claims (14)

  1. Einpoliger elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") mit hermaphroditischen Kontaktelementen (30, 40, 30"', 40"') zum elektrischen Verbinden von Leiterplatten, insbesondere zum Verbinden von Leuchtdioden-Leiterplatten, umfassend: einen Basisabschnitt (20) mit einem Verbindungsbereich (21) zum Verbinden mit einer Leiterplatte, einen ersten Kontaktarm (30, 30"') und einen zweiten Kontaktarm (40, 40"'), die am Basisabschnitt (20) angeordnet sind und sich im Wesentlichen parallel zueinander vom Basisabschnitt (20) weg erstrecken, wobei der erste Kontaktarm (30, 30"') an seiner zum zweiten Kontaktarm (40, 40"') hin gerichteten Innenseite eine Kontaktfläche des ersten Kontaktarms bildet, und der zweite Kontaktarm (40, 40'") einen Schrägabschnitt (41) aufweist, der vom Basisabschnitt (20) in Richtung des ersten Kontaktarms (30, 30'") verläuft, an dem sich ein parallel zum ersten Kontaktarm (30, 30"') verlaufender Abschnitt (42) anschließt, der eine Kontaktfläche des zweiten Kontaktarms (40, 40'") bildet, und wobei im verbundenen Zustand zweier elektrischen Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") der jeweils zweite Kontaktarm (40, 40'") eines elektrischen Verbinders (10, 10', 10", 10"', 10"") zwischen dem ersten (30, 30'") und dem zweiten Kontaktarm (40, 40"') des jeweils anderen elektrischen Verbinders (10, 10', , 10" 10", 10"") einklemmbar ist.
  2. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach Anspruch 1, wobei der erste Kontaktarm (30, 30"') und/oder der zweite Kontaktarm (40, 40"') stirnseitig angeordnete Anlaufschrägen (33, 43) aufweist bzw. aufweisen.
  3. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Basisabschnitt (20) u-förmig ausgebildet ist und die Kontaktarme (30, 30"') jeweils an den Schenkeln des u-förmigen Basisabschnitts (20) angeordnet sind, wobei der elektrische Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") vorzugsweise als integrales Bauteil, besonders vorzugsweise als Stanz-Biege-Teil, gebildet ist.
  4. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Basisabschnitt (20) an der den Kontaktarmen (30, 30"') gegenüberliegenden Seiten abgeschrägt ausgebildet sind.
  5. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kontaktarm (30, 30'") an seiner zum zweiten Kontaktarm (40, 40'") hin gerichteten Innenseite eine Vorwölbung (32) aufweist, die die Kontaktfläche des ersten Kontaktarms (30, 30"') bildet.
  6. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktflächen der Kontaktarme (30, 30"',40, 40"') jeweils zwischen 3 und 7 mm2, bevorzugt zwischen 4 und 6 mm2 und besonders bevorzugt 5 mm2 betragen, wobei der elektrische Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") vorzugsweise eine Gesamthöhe zwischen 2 und 6 mm, bevorzugt zwischen 3 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 3,3 und 4 mm aufweist.
  7. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") aus einer Kupferlegierung hergestellt ist, wobei die Oberfläche des elektrischen Verbinders (10, 10', 10", 10'", 10"") vorzugsweise verzinnt und/oder vergoldet ist.
  8. Elektrischer Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Rastmittel an zumindest einem der Kontaktarme (30, 30"') vorgesehen sind, die mit einem korrespondierenden Rastmittel eines weiteren elektrischen Verbinders (10, 10', 10", 10"', 10"") in Eingriff bringbar sind.
  9. Leiterplatte (L, L'), insbesondere zur Aufnahme von zumindest einer Leuchtdiode (50, 50'), umfassend zumindest einen elektrischen Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kontaktarme vorzugsweise über den Rand der Leiterplatte hervorragen.
  10. Leiterplatte (L, L') nach Anspruch 9, wobei zumindest an einer Stirnseite der Leiterplatte (L, L') wenigstens zwei elektrische Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") nach einem der Ansprüche 1 bis 8 voneinander beabstandet angeordnet sind.
  11. Leiterplatte (L, L') nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei der/die elektrischen Verbinder (10, 10', 10", 10"', 10"") räumlich symmetrisch zu einer Mittelachse (M) der Leiterplatte (L, L') angeordnet sind, und/oder wobei die Leiterplatte in Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, und/oder wobei der zumindest eine elektrische Verbinder (10, 10', 10", 10'", 10"") in einem Gehäuse auf der Leiterplatte (L, L') angeordnet ist, das vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
  12. Leiterplatten-Anordnung (A), insbesondere Beleuchtungssystem, umfassend zumindest zwei Leiterplatten (L, L') nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der jeweils zweite Kontaktarm (40, 40'") eines elektrischen Verbinders (10, 10', 10", 10"', 10"") zwischen dem ersten (30, 30"') und dem zweiten Kontaktarm (40, 40'") des jeweils anderen elektrischen Verbinders (10, 10', 10", 10"', 10"") eingeklemmt ist.
  13. Leiterplatten-Anordnung (A) nach Anspruch 12, wobei jeweils zwei Leiterplatte (L, L') mit einem Winkel zwischen 90 und 180° DEG, besonders bevorzugt zwischen 120 und 180° DEG, weiter bevorzugt zwischen 135 und 180° DEG über die Verbinder gedreht zueinander abgewinkelt vorgesehen sind.
  14. Beleuchtungssystem (B), aufweisend eine Leiterplatten-Anordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Leiterplatte (L, L') jeweils wenigstens ein Leuchtmittel (50, 50'), insbesondere eine Leuchtdiode, aufweist.
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