WO2024051886A1 - Verbinderanordnung und system zur leiterkartenmontage eines stromkreisunterbrechers - Google Patents

Verbinderanordnung und system zur leiterkartenmontage eines stromkreisunterbrechers Download PDF

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WO2024051886A1
WO2024051886A1 PCT/DE2023/100617 DE2023100617W WO2024051886A1 WO 2024051886 A1 WO2024051886 A1 WO 2024051886A1 DE 2023100617 W DE2023100617 W DE 2023100617W WO 2024051886 A1 WO2024051886 A1 WO 2024051886A1
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WO
WIPO (PCT)
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plug
area
connector arrangement
contact
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/100617
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Bussmann
Marc GENAU
Original Assignee
HARTING Electronics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by HARTING Electronics GmbH filed Critical HARTING Electronics GmbH
Publication of WO2024051886A1 publication Critical patent/WO2024051886A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7076—Coupling devices for connection between PCB and component, e.g. display

Definitions

  • the invention is based on a connector arrangement according to the preamble of independent claim 1.
  • the invention is based on a system comprising a connector arrangement according to claim 1, a circuit board and a circuit breaker.
  • Such connector arrangements and systems are required to attach a circuit breaker to a circuit board and to electrically connect it to a circuit on the circuit board. This makes it possible to either close the relevant circuit or interrupt it if necessary.
  • Such circuits can be used for high-current applications, i.e. for high currents of more than 16 A (“amps”), e.g. B. at least 24 A, for example at least 32 A, in particular at least 48 A, preferably at least 56 A, particularly preferably even 64 A and more, for example. B. also for currents of 70 A and more or even 76 A and more, e.g. B. can even be designed for 82 A and more.
  • PCB connector that is used to electrically connect an electrical cable to a PCB in order to transmit high currents from the cable to the PCB if necessary.
  • WO 2012/000807 A1 shows a bus-capable connection system for various modules, e.g. B. a circuit board mountable contactor.
  • a holding element which has a frame or, for mounting said contactor, a block cover which has a larger grid than the frame.
  • a disadvantage of the prior art is the high level of effort required to mount such a circuit breaker on a circuit board and to electrically connect it to a circuit, in particular to a high-current capable circuit, of the circuit board.
  • German Patent and Trademark Office searched the following documents for the priority application: DE 198 34 478 A1, DE 10 2020 203 560 A1, DE 20 2017 107 133 U1, EP 3 794 684 A1 and WO 2012/000807 A1.
  • the object of the invention is to provide a connector arrangement that is easy to handle and inexpensive to manufacture and has the highest possible current-carrying capacity, with which it is possible to attach a circuit breaker to a circuit board and to electrically connect it to a circuit on the circuit board in order to optionally use this circuit to close or interrupt.
  • a connector assembly is used for circuit board mounting of a circuit breaker and has at least the following:
  • each of the pin contacts being formed in one piece from metal and having at least the following:
  • a system consists of a connector arrangement of the aforementioned type and a circuit board and a circuit breaker, in particular in the form of a circuit breaker and/or residual current circuit breaker, the circuit board having a circuit.
  • the circuit has at least one conductor track and is electrically connected to at least two through contact openings on the circuit board.
  • the through contact opening consists of a circular through opening in the circuit board, in which electrical contact material is applied on the inside and belongs to at least one conductor track or is electrically conductively connected to at least one conductor track.
  • the circuit breaker has a mechanical isolator/switch with at least two connections that can either be electrically separated or electrically connected by the isolator/switch.
  • One of the angled pin contacts is connected to each of these two connections in an electrically conductive manner on the connection side or at least can be connected.
  • the respective pin contact is inserted or can be inserted into the said through-contact opening and so on for connecting the circuit breaker to the circuit, electrically conductively connected to the circuit or at least connectable.
  • a particular advantage of the invention is that each pin contact with its plug-in area can be plugged directly into corresponding through-contact openings of the circuit board and can therefore be electrically contacted with the contact material of the corresponding conductor track of the circuit of the circuit board located therein.
  • the circular segment-like outer contour of the plug-in segments ensures a large-area electrical connection between the pin contact on the one hand and the contact material with which the inner surface of the through-opening (“through-contact opening”) of the circuit board is coated, and thus also a particularly current-carrying electrical connection with the electrically conductively connected circuit the circuit board.
  • the circuit board connector has at least two slots that intersect in its plug-in axis, it can provide the elasticity necessary for the plug-in connection.
  • the plug-in segments formed in this way can move at least slightly towards one another when plugged in while applying a corresponding counterforce.
  • the pin contact can have symmetry at least in its plug-in area and can, at least in this area, be designed to be rotationally symmetrical and/or mirror-symmetrical, in particular axially symmetrical.
  • the plug-in axis can simultaneously be a pin axis and thus an axis of symmetry of the pin contact or at least a section, namely the plug-in area, of the pin contact.
  • the pin contact when plugged in, can protrude with its plug-side end through the through-contact opening of the circuit board and thereby make electrically conductive contact with the contact material of the circuit board arranged in the through-contact opening and thus be electrically conductively connected to said circuit for high-current transmission.
  • plug-in area are formed by said at least four, in particular identical, plug-in segments of the circuit board connector pointing in the plug-in direction.
  • plug-in segments can be moved at least slightly towards each other by an at least slight elastic deformation of the plug-in area, for example by compressing the plug-in segments. Due to its at least one slot and its elasticity, in particular its at least slightly reversibly deformable material, in particular metal, the plug-in area ultimately has the at least slight deformability required for this.
  • the plug-in segments When plugged in, the plug-in segments can move towards one another, with their outer surfaces ideally aligning parallel to the plug-in direction and, with the application of a corresponding outwardly acting counterforce, with a contact material arranged in the through-contact opening of the circuit board, also viewed in the plug-in direction, with a largest possible common contact surface, ideally in parallel alignment make electrically conductive contact.
  • the contact material preferably belongs to a conductor track of the circuit of the circuit board, i.e. H. it is at least electrically connected to the respective conductor track.
  • the circuit breaker can be attached to the circuit board by inserting the plug-in area of the pin contacts into the through-contact openings of the circuit board.
  • the connection angle is greater than 85° and less than 95°.
  • the connecting angle can be a right angle. This is particularly advantageous because it means that commercially available circuit breakers can be used. These usually have two electrical connections each, which are located on opposite sides of a housing of the respective circuit breaker. In this way, both connections can be connected to the circuit board with the least possible effort.
  • the slots can end either in the plug-in area or at the latest in the connecting section, preferably at least on the plug-in side of the connecting bracket.
  • each pin contact can be formed from an at least slightly reversibly deformable metallic material. At least in sections, the pin contact can be a turned part.
  • the slots can be made into the plug-in area by sawing or milling.
  • the plug-in area can be designed symmetrically.
  • the pin axis can be, at least in some areas, an axis of symmetry of the plug-in area.
  • the diameter of the plug-in area increases at least slightly towards the plug-side end of the pin contact in the unplugged state.
  • the connecting section is surrounded by an electrically insulating material, at least in the area of the connecting angle.
  • an electrically insulating material can also be formed by a contact carrier, which surrounds the respective connection contact in the area of its connection angle.
  • Such a contact carrier can also have a latching device for additional attachment/improvement of the attachment of the pin contact to the circuit board.
  • a latching device for additional attachment/improvement of the attachment of the pin contact to the circuit board.
  • 1 b shows a circuit card according to the prior art
  • 1 c shows a contact carrier with locking arms according to the prior art
  • Fig. 2a, b an angled pin contact without and with a plastic coating
  • Fig. 3a, b a circuit breaker with two angled pin contacts to be connected to it, or connected to it;
  • Fig. 4 A circuit board and a circuit breaker attached to it via the two angled pin contacts using an insulating body.
  • FIG. 1 a shows a pin contact 1 corresponding to the prior art.
  • This has a plug-in area 11, which is divided into four plug-in segments 114 pointing in the plug-in direction by two slots 140 that intersect at right angles in a plug-in axis (not shown).
  • the plug-in axle is not shown for reasons of clarity, but will be apparent to a person skilled in the art from the symmetry of the plug-in area 11 based on what has been said.
  • FIG. 1 b shows a circuit board 4 with through-contact openings 41 and locking recesses 43.
  • the through-contact openings 41 are as Through contact openings, each with an electrically conductive
  • 1c shows a contact carrier 3 with locking arms 33. Two pin contacts 1 are accommodated in the contact carrier 3.
  • 1d shows an arrangement known from the prior art consisting of the aforementioned components, namely the two pin contacts 1, the circuit board 4 and the contact carrier 3, which is rusted by means of its locking arms 33 on the locking recesses 43 of the circuit card 4.
  • Fig. 2a shows a one-piece, angled pin contact 1 '. This has a connection area 18 and a plug-in area 11, which are connected to one another via an angled connecting section 19 of the pin contact 1 '.
  • the plug-in area 11 is divided into four plug-in segments 114 pointing in the plug-in direction by two slots 140 that intersect at right angles in a plug-in axis (not shown).
  • the 2b shows the angled pin contact 1' with a casing 3' which surrounds the pin contact 1' in the area of its connecting section 19.
  • the casing 3' consists of plastic or another electrically insulating material.
  • FIG. 3a shows a circuit breaker 2 in the form of a so-called “black box”, i.e. without showing how it works. In the drawing, this has an unspecified electrical connection on the right and left - i.e. on two opposite sides. The angled pin contact 1 'to be connected to each of these connections is arranged.
  • Fig. 3b shows the circuit breaker 2 with the two angled pin contacts 1 'connected to it.
  • Fig. 4 shows an arrangement comprising z. B. the circuit board 4 known from the prior art - or a comparable one - and the circuit breaker 2 attached to it and electrically connected to it.
  • the respective casing 3 ' is supplemented by a locking device, which is designed as a locking arm 33, so that it is already a contact carrier 3".
  • each of the two angled pin contacts 1 ' has its own separate contact carrier 3", which can be locked to the circuit board 4 with its respective locking arm 33.
  • the two contact carriers 3" can attach themselves, the angled pin contact 1 'accommodated therein and thus the circuit breaker 2 to the circuit board 4.
  • a lever arm 34 is formed on each locking arm 33. By pressing the two lever arms 34 together, the two pivot The locking arms 33 shown are rusted apart and the circuit breaker 2 can be detached from the circuit board 4.
  • This contact material belongs to the conductor tracks of a circuit on the circuit board 4 that can be either interrupted by the circuit breaker 2 or connected in an electrically conductive manner.
  • the plug-in segments 114 When inserting the plug-in area 11 of the respective pin contact 1 'into the respective through-contact opening 41 of the circuit board 4, the plug-in segments 114, which are conical on the outside at their ends, move slightly towards one another, which is favored by the sufficiently elastic, metallic material of the pin contacts 1'. When not plugged in, their outer surfaces, which are slightly outward-facing, are ideally parallel to the plug-in axle and thus to the direction of insertion. This is done by applying a corresponding outwardly acting counterforce, through which they make electrically conductive contact with the contact material arranged in the through contact opening 41 of the circuit board 4 with the largest possible common contact area, ideally in a parallel orientation.
  • the contact material preferably belongs to a conductor track of the circuit of the circuit card 4 and/or it is at least electrically conductively connected to the conductor track. This makes it possible to transmit particularly high current intensities between the circuit breaker 2 and the circuit board 4 in the operating state with very little manual and design effort.
  • These pin contacts 1 'only have to be connected to the circuit breaker 2 - which can also be used in a switch cabinet or similar - and plugged together into the through contact openings 41 of the circuit board 4, while the locking arms 33 of the pin contacts 1 'are connected to locking recesses 43 of the circuit board 4 ruin.
  • this rusting can - as already mentioned - be removed again, i.e. rust removed, and the circuit breaker 2 can be removed from the circuit board 4.
  • the circuit breaker 2 is both mechanically attached to the circuit board 4 and electrically connected to it in a very inexpensive and inexpensive manner and can also be separated again. It is also particularly important that this electrically conductive connection has a particularly high current-trough capacity due to the outer contour of the plug-in segments 114, which fits optimally into the shape of the through-contact opening 41.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Zur unaufwändigen und komfortablen elektrischen Verbindung und Befestigung eines Stromkreisunterbrechers (2) mit bzw. an einer Leiterkarte (4) wird eine Verbinderanordnung mit zwei gewinkelten Stiftkontakten (1 '), je aufweisend einen Steckbereich (11 ) mit zumindest vier in Steckrichtung weisenden Stecksegmenten (114) vorgeschlagen.

Description

Anmelder: HARTING Electronics GmbH
Titel: Verbinderanordnung und System zur Leiterkartenmontage eines Stromkreisunterbrechers
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einer Verbinderanordnung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 .
Desweiteren geht die Erfindung aus von einem System, aufweisend eine Verbinderanordnung nach Anspruch 1 , eine Leiterkarte und einen Stromkreisunterbrecher.
Derartige Verbinderanordnungen und Systeme werden benötigt, um einen Stromkreisunterbrecher an einer Leiterkarte zu befestigen und elektrisch leitend mit einem Stromkreis der Leiterkarte zu verbinden. Dadurch ist es möglich, den betreffenden Stromkreis entweder zu schließen oder ihn bei Bedarf zu unterbrechen. Solche Stromkreise können für Hochstromanwendungen, also für hohe Stromstärken von mehr als 16 A („Ampere“), also z. B. mindestens 24 A, beispielsweise mindestens 32 A, insbesondere mindestens 48 A, bevorzugt mindestens 56 A, besonders bevorzugt vom sogar 64 A und mehr, so z. B. auch für Stromstärken von 70 A und mehr oder gar 76 A und mehr, z. B. sogar 82 A und mehr ausgelegt sein.
Stand der Technik
Die Druckschrift EP 3 794 684 A1 offenbart eine
Leiterkartensteckverbindung, die dazu dient, ein elektrisches Kabel mit einer Leiterkarte elektrisch zu verbinden, um ggf. auch Ströme hoher Stromstärken vom Kabel an die Leiterkarte zu übertragen.
Die WO 2012/000807 A1 zeigt ein busfähiges Anschlusssystem für diverse Module, z. B. einem leiterkartenmontierbaren Schütz. Dazu wird ein Halteelement offenbart, das einen Rahmen oder, zur Montage des besagten Schützes, einen Blockdeckel besitzt, welcher ein größeres Raster aufweist als der Rahmen.
Nachteilig im Stand der Technik ist der hohe Aufwand, der nötig ist, um einen solchen Stromkreisunterbrecher auf einer Leiterkarte zu montieren und elektrisch leitend mit einem Stromkreis, insbesondere mit einem hochstromfähigen Stromkreis, der Leiterkarte zu verbinden.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat für die prioritätsbegründende Anmeldung die folgenden Dokumente recherchiert: DE 198 34 478 A1 , DE 10 2020 203 560 A1 , DE 20 2017 107 133 U1 , EP 3 794 684 A1 und WO 2012/000807 A1.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfach handhabbare und unaufwändig zu fertigende Verbinderanordnung mit einer möglichst hohen Stromtragfähigkeit anzugeben, mit der es möglich ist, einen Stromkreisunterbrecher an einer Leiterkarte zu befestigen und elektrisch leitend mit einem Stromkreis der Leiterkarte zu verbinden, um diesen Stromkreis wahlweise zu schließen oder zu unterbrechen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Eine Verbinderanordnung dient zur Leiterplattenmontage eines Stromkreisunterbrechers und besitzt zumindest Folgendes:
Mindestens zwei um einen Verbindungswinkel gewinkelte Stiftkontakte, wobei jeder der Stiftkontakte einstückig aus Metall gebildet ist und zumindest Folgendes aufweist: Einen anschlussseitigen Anschlussbereich zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Stromkreisunterbrecher, einen steckseitigen Steckbereich zum Einstecken in eine Durchgangskontaktöffnung einer Leiterkarte, wobei der Steckbereich folgendes aufweist:
Einem kreisrunden Querschnitt, eine in Steckrichtung verlaufenden Steckachse und zumindest zwei einander in der Steckachse kreuzende Schlitze, wodurch im Steckbereich des jeweiligen Stiftkontakts zumindest vier in Steckrichtung weisende Stecksegmente mit je einer kreissegmentartigen Außenkontur gebildet sind, und einen den Steckbereich mit dem Anschlussbereich verbindenden, um den Verbindungswinkel gewinkelten Verbindungsabschnitt.
Ein System besteht aus einer Verbinderanordnung der vorgenannten Art und einer Leiterkarte sowie einem Stromkreisunterbrecher, insbesondere in Form eines Leitungsschutzschalters und/oder Fehlerstromschutzschalters, wobei die Leiterkarte einen Stromkreis besitzt. Der Stromkreis besitzt zumindest eine Leiterbahn und ist mit zumindest zwei Durchgangskontaktöffnungen der Leiterkarte elektrisch leitend verbunden. Dabei besteht die Durchgangskontaktöffnung aus einer kreisrunden Durchgangsöffnung der Leiterkarte, in welcher innenseitig elektrisches Kontaktmaterial aufgebracht und mit zu mindestens einer Leiterbahn gehört oder mit zumindest einer Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist. Der Stromkreisunterbrecher besitzt einen mechanischen Trenner/ Schalter mit zumindest zwei durch den Trenner/ Schalter wahlweise elektrisch trennbaren sowie elektrisch verbindbaren Anschlüssen. Mit jedem dieser beiden Anschlüsse ist je einer der gewinkelten Stiftkontakte anschlussseitig elektrisch leitend verbunden oder zumindest verbindbar. Steckseitig ist der jeweilige Stiftkontakt in die besagte Durchgangskontaktöffnung eingesteckt oder einsteckbar und so zum Anschluss des Stromkreisunterbrechers an den Schaltkreis elektrisch leitend mit dem Stromkreis verbunden oder zumindest verbindbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass jeder Stiftkontakt mit seinem Steckbereich direkt in entsprechende Durchgangskontaktöffnungen der Leiterkarte steckbar und dadurch elektrisch mit dem darin befindlichen Kontaktmaterial der entsprechenden Leiterbahn des Stromkreises der Leiterkarte kontaktierbar ist. Durch die kreissegmentartige Außenkontur der Stecksegmente ist eine großflächige elektrische Verbindung zwischen dem Stiftkontakt einerseits und dem Kontaktmaterial, mit welchem die Innenfläche der Durchgansöffnung („Durchgangskontaktöffnung“) der Leiterkarte beschichtet ist, und damit auch eine besonders stromtragfähige elektrische Verbindung mit dem elektrisch leitend damit verbundenen Stromkreis der Leiterkarte, ermöglicht.
Da der Leiterkartenverbinder zumindest zwei, sich in seiner Steckachse kreuzende verlaufenden Schlitz aufweist, kann er die zur Steckverbindung notwendige Elastizität aufbringen. Insbesondere können seine dadurch gebildeten Stecksegmente sich beim Stecken unter Aufbringung einer entsprechenden Gegenkraft zumindest geringfügig aufeinander zu bewegen.
Der Stiftkontakt kann zumindest in seinem Steckbereich eine Symmetrie aufweisen und kann, zumindest in diesem Bereich, rotationssymmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch, insbesondere achsensymmetrisch, ausgeführt sein. Bevorzugt kann es sich bei der Steckachse gleichzeitig um eine Stiftachse und damit um eine Symmetrieachse des Stiftkontakts oder zumindest eines Abschnitts, nämlich des Steckbereichs, des Stiftkontakts handeln. Vorteilhafterweise kann der Stiftkontakt in gestecktem Zustand mit seinem steckseitigen Ende durch die Durchgangskontaktöffnung der Leiterkarte ragen und dabei an dem in der Durchgangskontaktöffnung angeordneten Kontaktmaterial der Leiterkarte elektrisch leitend kontaktieren und so mit dem besagten Stromkreis elektrisch leitend zur Hochstromübertragung verbunden sein. Von besonderem Vorteil ist, dass in dem Steckbereich durch die besagten zumindest vier, insbesondere gleiche, in Steckrichtung weisende Stecksegmente des Leiterkartenverbinders gebildet sind. Diese Stecksegmente können durch eine zumindest geringfügige elastische Verformung des Steckbereichs, beispielsweise durch ein Zusammendrücken der Stecksegmente, zumindest geringfügig auf einander zu bewegt werden. Durch seinen mindestens einen Schlitz und seine Elastizität, insbesondere sein zumindest geringfügig reversibel verformbares Material, insbesondere Metall, weist der Steckbereich schließlich die dafür benötigte zumindest geringfügige Verformbarkeit auf.
Beim Stecken können sich die Stecksegmente aufeinander zu bewegen, wobei sich ihre Außenflächen idealerweise parallel zur Steckrichtung ausrichten und unter Aufbringung einer entsprechenden nach außen wirkenden Gegenkraft mit einem in der Durchgangskontaktöffnung der Leiterkarte angeordneten Kontaktmaterial, auch in Steckrichtung betrachtet, mit einer größtmöglichen gemeinsamen Kontaktfläche idealerweise in paralleler Ausrichtung elektrisch leitend kontaktieren. Das Kontaktmaterial gehört bevorzugt zu einer Leiterbahn des Stromkreises der Leiterkarte, d. h. es ist zumindest elektrisch leitend mit der jeweiligen Leiterbahn verbunden.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass der Stromkreisunterbrecher bereits durch das Einstecken des Steckbereichs der Stiftkontakte in die Durchgangskontaktöffnungen der Leiterkarte an der Leiterkarte befestigt sein kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Verbindungswinkel größer ist als 85° und kleiner ist als 95°. Insbesondere kann es sich bei dem Verbindungswinkel idealisiert betrachtet um einen rechten Winkel handeln. Dies ist besonders vorteilhaft, weil dadurch marktübliche Stromkreisunterbrecher eingesetzt werden können, Diese besitzen üblicherweise je zwei elektrische Anschlüsse, welche sich an einander gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses des jeweiligen Stromkreisunterbrechers befinden. Auf diese Weise können beide Anschlüsse mit geringstmöglichem Aufwand mit der Leiterkarte verbunden werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung können die Schlitze entweder im Steckbereich oder spätestens im Verbindungsabschnitt, bevorzugt jedenfalls steckseitig des Verbindungswinkels, enden.
Weiterhin kann jeder Stiftkontakt aus einem zumindest geringfügig reversibel verformbaren metallischen Material gebildet sein. Zumindest Abschnittsweise kann es sich bei dem Stiftkontakt um ein Drehteil handelt. Die Schlitze können durch Sägen oder Fräsen in den Steckbereich eingebracht sein.
Der Steckbereich kann symmetrisch ausgeführt sein. Bei der Stiftachse kann es sich zumindest bereichsweise um eine Symmetrieachse des Steckbereichs handeln.
In einer bevorzugten Ausgestaltung vergrößert sich der Durchmesser des Steckbereichs im ungesteckten Zustand zum steckseitigen Ende des Stiftkontakts hin zumindest geringfügig. Dies hat den Vorteil, dass sich die Außenflächen der Stecksegmente im gesteckten Zustand unter Aufbringung einer durch die Verformung entsprechend nach außen gerichteten Gegenkraft, die als Andruckkraft und damit als Kontaktkraft wirkt, parallel ausrichten. Dies besitzt zusätzlich zum positiven Effekt, den die kreissegmentartigen Außenkontur besitzt, auch noch den weiteren positiven Effekt, dass die Größe der Kontaktfläche zwischen dem Stiftkontakt und der Durchgangskontaktöffnung auch in Steckrichtung optimiert, nämlich maximiert, ist. Auf diese Weise wird insgesamt eine größtmögliche gemeinsame Kontaktfläche zwischen dem Stiftkontakt und der Durchgangskontaktöffnung bei gleichzeitiger Aufbringung der notwenigen Andruckkraft erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Verbindungsabschnitt zumindest im Bereich des Verbindungswinkels von einem elektrisch isolierenden Material umgeben. Dies ist zum einen vorteilhaft, weil der Kontaktstift dadurch berührungsgeschützt ist und gefahrlos an dem isolierenden Material händisch angefasst/ berührt werden kann. Zum anderen kann das isolierende Material auch durch einen Kontaktträger gebildet sein, welcher den jeweiligen Verbindungskontakt im Bereich dessen Verbindungswinkels umgreift.
Ein solcher Kontaktträger kann weiterhin eine Rastvorrichtung zur zusätzlichen Befestigung/ Verbesserung der Befestigung des Stiftkontakts an der Leiterkarte aufweisen. Dies ist besonders vorteilhaft, weil damit auch ein besonders großer und schwerer Stromkreisunterbrecher an der Leiterkarte befestigt werden kann, indem er beidseitig an den beiden Stiftkontakten an der Leiterkarte gehalten ist. Dadurch ist die Verbinderanordnung an der Leiterkarte mit einfachen Mitteln und händisch unaufwändig und selbsterklärend verrastbar und wieder lösbar, was den Vorteil hat, dass somit auch der Stromkreisunterbrecher an der Leiterkarte verrastbar und ebenso einfach wieder lösbar ist. Die Rastvorrichtung kann beispielsweise in Form eines oder mehrerer Rastarme ausgeführt sein, an deren Ende sich je ein Rasthaken befindet.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 a ein Stiftkontakt gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 1 b eine Leiterkarte gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 1 c ein Kontaktträger mit Rastarmen gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 1 d eine Anordnung aus den vorgenannten Komponenten;
Fig. 2a, b einen gewinkelten Stiftkontakt ohne und mit einer Kunststoffummantelung;
Fig. 3a, b einen Stromkreisunterbrecher mit zwei damit zu verbindenden, bzw. damit verbundenen, gewinkelten Stiftkontakten;
Fig. 4 Eine Leiterkarte und einen daran über die beiden gewinkelten Stiftkontakte mittels je einem Isolierkörper befestigten Stromkreisunterbrecher.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.
Die Fig. 1 a zeigt einen dem Stand der Technik entsprechenden Stiftkontakt 1 . Dieser besitzt einen Steckbereich 11 , der durch zwei sich in einer nicht gezeigten Steckachse rechtwinklig kreuzenden Schlitzen 140 in vier in Steckrichtung weisende Stecksegmente 114 unterteilt ist. Die Steckachse ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet, ergibt sich dem Fachmann aber aus der Symmetrie des Steckbereichs 11 anhand des vorgesagten.
Die Fig. 1 b zeigt eine Leiterkarte 4 mit Durchgangskontaktöffnungen 41 und Rastausnehmungen 43. Die Durchgangskontaktöffnungen 41 sind als Durchgangskontaktöffnungen mit je einer elektrisch leitenden
Innenbeschichtung aus elektrisch leitendem Kontaktmaterial versehen.
Die Fig. 1c zeigt einen Kontaktträger 3 mit Rastarmen 33. In dem Kontaktträger 3 sind zwei Stiftkontakte 1 aufgenommen.
Die Fig. 1d zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung aus den vorgenannten Komponenten, nämlich den zwei Stiftkontakten 1 , der Leiterkarte 4 sowie dem mittels seiner Rastarme 33 an den Rastausnehmungen 43 der Leiterkarte 4 verrosteten Kontaktträger 3.
Die Fig. 2a zeigt einen einteiligen, gewinkelten Stiftkontakt 1 '. Dieser besitzt einen Anschlussbereich 18 sowie einen Steckbereich 11 , die über einen gewinkelten Verbindungsabschnitt 19 des Stiftkontakts 1 ' miteinander in Verbindung stehen. Der Steckbereich 11 ist durch zwei sich in einer nicht gezeigten Steckachse rechtwinklig kreuzenden Schlitzen 140 in vier in Steckrichtung weisende Stecksegmente 114 unterteilt.
Die Fig. 2b zeigt den gewinkelten Stiftkontakt 1 ' mit einer Ummantelung 3', welche den Stiftkontakt 1 ' im Bereich seines Verbindungsabschnitts 19 umgibt. Die Ummantelung 3' besteht aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch isolierenden Material.
Die Fig. 3a zeigt einen Stromkreisunterbrecher 2 in Form einer sogenannten „Black Box“, also ohne seine Funktionsweise darzustellen. Dieser besitzt in der Zeichnung rechts und links - also an zwei einander gegenüberliegenden Seiten - je einen nicht näher bezeichneten elektrischen Anschluss. An jedem dieser Anschlüsse ist der jeweils daran anzuschließende gewinkelte Stiftkontakt 1 ' angeordnet.
Die Fig. 3b zeigt den Stromkreisunterbrecher 2 mit den beiden daran angeschlossenen gewinkelten Stiftkontakten 1 '. Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung, aufweisend z. B. die aus dem Stand der Technik bekannte - oder ein damit vergleichbare - Leiterkarte 4 und den daran befestigten und elektrisch leitend damit verbundenen Stromkreisunterbrecher 2. Dazu ist die jeweilige Ummantelung 3' durch je eine Rastvorrichtung, die als Rastarm 33 ausgeführt ist, ergänzt, so dass es sich bereits um einen Kontaktträger 3" handelt. Auf diese Weise besitzt jeder der beiden gewinkelten Stiftkontakte 1 ' einen eigenen separaten Kontaktträger 3", welcher an der Leiterkarte 4 mit seinem jeweiligen Rastarm 33 verrastbar ist. Gemeinsam können die beiden Kontaktträger 3" sich selbst, den jeweils darin aufgenommenen gewinkelten Stiftkontakt 1 ' und damit den Stromkreisunterbrecher 2 an der Leiterkarte 4 befestigen. Zum Lösen ist an jedem Rastarm 33 ein Hebelarm 34 angeformt. Durch Zusammendrücken der beiden Hebelarme 34 schwenken die beiden gezeigten Rastarme 33 entrostend auseinander und der Stromkreisunterbrecher 2 kann von der Leiterkarte 4 gelöst werden.
Die gewinkelten Stiftkontakte 1 ' sind dabei mit ihrem jeweiligen Steckbereich 11 durch je eine Durchgangskontaktöffnung 41 der Leiterkarte 4 gesteckt und kontaktieren elektrisch mit dem Kontaktmaterial der elektrisch leitenden Innenbeschichtung dieser Durchgangskontaktöffnung 41 . Dieses Kontaktmaterial gehört zu Leiterbahmen eines vom Stromkreisunterbrecher 2 wahlweise zu unterbrechenden oder auch elektrisch leitend zu verbindenden Stromkreises der Leiterkarte 4.
Beim Einstecken des Steckbereichs 11 des jeweiligen Stiftkontakts 1 ' in die jeweilige Durchgangskontaktöffnung 41 der Leiterkarte 4 bewegen sich die an ihren Enden außen konisch verlaufenden Stecksegmente 114 geringfügig aufeinander zu, was durch das ausreichend elastische, metallische Material der Stiftkontakte 1 ' begünstigt ist. Dabei richten sich ihre im nicht gesteckten Zustand geringfügig nach außen gerichteten Außenflächen idealerweise parallel zur Steckachse und somit zur Steckrichtung aus. Dies geschieht unter Aufbringung einer entsprechenden nach außen wirkenden Gegenkraft, durch die sie mit dem in der Durchgangskontaktöffnung 41 der Leiterkarte 4 angeordneten Kontaktmaterial mit einer größtmöglichen gemeinsamen Kontaktfläche idealerweise in paralleler Ausrichtung elektrisch leitend kontaktieren. Das Kontaktmaterial gehört bevorzugt zu einer Leiterbahn des Stromkreises der Leiterkarte 4 und/oder es ist zumindest elektrisch leitend mit der Leiterbahn verbunden. Dadurch ist im Betriebszustand eine Übertragung besonders hoher Stromstärken zwischen dem Stromkreisunterbrecher 2 und der Leiterkarte 4 mit sehr geringem händischen und konstruktiven Aufwand ermöglicht. Diese Stiftkontakte 1 ' müssen dazu lediglich an den - sonst auch im Schaltschank o.ä. einsetzbaren - Stromkreisunterbrecher 2 angeschlossen werden und gemeinsam in die Durchgangskontaktöffnungen 41 der Leiterkarte 4 gesteckt werden, während die Rastarme 33 der Stiftkontakte 1 ' an Rastausnehmungen 43 der Leiterkarte 4 verrsten. Durch Zusammendrücken der beiden Hebelarme 34 der beiden gezeigten Kontaktträger 3" kann diese Verrostung - wie bereits erwähnt - wieder aufgehoben, also entrostet, und der Stromkreisunterbrecher 2 von der Leiterkarte 4 entfernt werden.
Somit ist der Stromkreisunterbrecher 2 in einer sehr unaufwändigen und preiswerten Weise sowohl mechanisch an der Leiterkarte 4 befestigt als auch elektrisch leitend damit verbunden und auch wieder getrennt werden. Besonders wichtig ist es weiterhin, dass diese elektrisch leitende Verbindung durch die Außenkontur der Stecksegmente 114, welche sich optimal in die Form der Durchgangskontaktöffnung 41 einfügt, eine besonders hohe Stromtrogfähigkeit besitzt. Anmelder: HARTING Electronics GmbH
Titel: Verbinderanordnung und System zur Leiterkartenmontage eines
Stromkreisunterbrechers
Bezugszeichenliste
1 Stiftkontakt
1 ' gewinkelter Stiftkontakt
11 Steckbereich
114 Stecksegment
140 Schlitze
18 Anschlussbereich gewinkelter Verbindungsabschnitt
2 Stromkreisunterbrecher
3, 3', 3" Kontaktträger, Ummantelung
33 Rastarm/ Hebelarm
4 Leiterkarte
41 Durchgangskontaktöffnung
43 Rastausnehmung a Verbindungswinkel

Claims

Anmelder: HARTING Electronics GmbH Titel: Verbinderanordnung und System zur Leiterkartenmontage eines Stromkreisunterbrechers Ansprüche
1 . Verbinderanordnung zur Leiterplattenmontage eines
Stromkreisunterbrechers (2), wobei die Verbinderanordnung zumindest Folgendes besitzt:
Mindestens zwei um je einen Verbindungswinkel (a) gewinkelte Stiftkontakte (1 '), wobei jeder der Stiftkontakte (1 ') einstückig aus Metall gebildet ist und zumindest Folgendes besitzt: o einen anschlussseitigen Anschlussbereich (18) zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Stromkreisunterbrecher (2), o einen steckseitigen Steckbereich (11 ) zum Einstecken in eine Durchgangskontaktöffnung (41 ) einer Leiterkarte (4), o wobei der Steckbereich (11 ) folgendes aufweist:
■ einem kreisrunden Querschnitt,
■ eine in Steckrichtung verlaufenden Steckachse und
■ zumindest zwei einander in der Steckachse kreuzende Schlitze (140), wodurch
■ im Steckbereich (11 ) des jeweiligen Stiftkontakts (1 ') zumindest vier in Steckrichtung weisende Stecksegmente (114) mit je einer kreissegmentartigen Außenkontur gebildet sind, und o einen den Steckbereich (11 ) mit dem Anschlussbereich (18) verbindenden, um den Verbindungswinkel (a) gewinkelten Verbindungsabschnitt (19).
2. Verbinderanordnung gemäß Anspruch 1 , wobei der
Verbindungswinkel (a) größer ist als 85° und kleiner ist als 95°.
3. Verbinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Verbindungswinkel (a) idealisiert betrachtet um einen rechten Winkel handelt.
4. Verbinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schlitze (140) entweder im Steckbereich (11 ) oder spätestens im Verbindungsabschnitt (19) enden.
5. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder Stiftkontakt (1 ') aus einem zumindest geringfügig reversibel verformbaren Material gebildet ist.
6. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Stiftkontakt (1 ') zumindest Abschnittsweise um ein Drehteil handelt.
7. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schlitze (140) durch Sägen oder Fräsen in den Steckbereich (11) eingebracht sind.
8. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Steckbereich (11 ) symmetrisch ausgeführt ist, und wobei es sich bei der Stiftachse zumindest bereichsweise um eine Symmetrieachse des Steckbereichs (11 ) handelt.
9. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Durchmesser des Steckbereichs (11 ) im ungesteckten Zustand zu einem steckseitigen Ende des Stiftkontakts (1 ) hin zumindest geringfügig vergrößert.
10. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsabschnitt (19) zumindest im Bereich des Verbindungswinkels (a) von einem elektrisch isolierenden Material (3') umgeben ist. Verbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verbinderanordnung für jeden der Stiftkontakte (1 ') einen elektrisch isolierenden Kontaktträger (3") aufweist, welcher den jeweiligen Stiftkontakt (1 ') zumindest im Bereich dessen Verbindungswinkels (a) umgreift. Verbinderanordnung gemäß Anspruch 11 , wobei der Kontaktträger (3") eine Rastvorrichtung (33) zur Befestigung des Stiftkontakts (1 ') an der Leiterkarte (4) aufweist. System aus Verbinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und einer Leiterkarte (4) sowie einem Stromkreisunterbrecher (2), wobei die Leiterkarte (4) einen Stromkreis besitzt, der zumindest eine Leiterbahn aufweist und mit zumindest zwei kreisrunden Durchgangskontaktöffnungen (41 ) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Stromkreisunterbrecher (2) einen mechanischen Trenner mit zumindest zwei durch den Schalter wahlweise elektrisch trennbaren sowie elektrisch verbindbaren Anschlüssen aufweist, wobei mit jedem dieser beiden Anschlüsse je einer der gewinkelten Stiftkontakte (1 ') anschlussseitig elektrisch leitend verbunden oder zumindest verbindbar und steckseitig in die besagte Durchgangskontaktöffnung (41 ) eingeführt oder zumindest einführbar und so elektrisch leitend mit dem Stromkreis verbunden oder zumindest verbindbar ist. System gemäß Anspruch 13, wobei die Verbinderanordnung an Rastausnehmungen (43) der Leiterkarte (4) verrastbar ist.
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