[0001] Die Erfindung betrifft einen Einpresskontakt mit einem Crimpflügel für eine Leiterplatte
gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
[0002] Es ist bekannt, dass ein Kabelende, dessen elektrischer Leiter mit einer Leiterbahn
einer Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden soll, in folgender Weise vorbereitet
und kontaktiert wird: Das Kabel, das entweder nur einen einzigen elektrischen Leiter
oder auch mehrere elektrische Leiter aufweist, wird im Endbereich von seiner Isolierung
befreit (abisoliert) und in eine Durchgangsöffnung in der Leiterplatte gesteckt und
dort anschließend mit der um die Öffnung herum befindliche Leiterbahn verlötet. Dadurch
wird zwar eine elektrisch zuverlässige und mechanisch stabile Verbindung zwischen
dem Kabel und der Leiterplatte hergestellt, jedoch ist diese nicht immer vorteilhaft,
da nicht alle Kabeltypen (wie zum Beispiel Rundleiter, Litzenleiter, Flachbandkabel
und dergleichen) ohne weiteres verwendet werden können. Außerdem bringt eine Lötverbindung
dann Probleme mit sich, wenn Umgebungstemperaturen herrschen, die zu einem Anschmelzen
oder sogar völligem Schmelzen des Lotes führen.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen rationell herstellbaren und
universellen Kontakt bereitzustellen, mit dem eine Leiterbahn einer Leiterplatte schnell,
einfach und elektrisch sowie mechanisch zuverlässig mit dem elektrischen Leiter verbunden
werden kann. Insbesondere sollen Probleme mit besonders hohen Umgebungstemperaturen
vermieden werden.
[0004] Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
[0005] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Kontaktierung eines elektrischen
Leiters eines Kabels mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte als Einpresskontakt ausgebildet
ist, der einen in eine Öffnung der Leiterplatte einsetzbaren und lötfrei festlegbaren
und mit der Leiterbahn elektrisch kontaktierbaren Einpressbereich sowie einen Kontaktierungsbereich
zur Festlegung und elektrischen Kontaktierung des Endes des elektrischen Leiters des
Kabels aufweist. Die Erfindung stellt somit einen Einpresskontakt bereit, der in einfacher
Art und Weise in einem Stanzbiegeverfahren hergestellt werden kann. Das Stanzbiegeverfahren
hat den Vorteil, dass in einem automatisierten Verfahren der Einpresskontakt so geformt
wird, dass er automatisiert weiterverarbeitet (montiert) werden kann und darüber hinaus
die erforderliche elektrische sowie mechanische Kontaktsicherheit herstellt. Hierzu
weist der Einpresskontakt einerseits einen Einpressbereich auf, mit dem er durch eine
entsprechende Öffnung in der Leiterplatte gesteckt und dabei kraft- und/oder formschlüssig
festgelegt wird. Durch die entsprechende Formgebung des Einpressbereiches wird sichergestellt,
dass einerseits die elektrische Kontaktierung zu der Leiterbahn zuverlässig und dauerhaft
hergestellt wird und andererseits der Einpresskontakt mechanisch an der Leiterplatte
lagefixiert ist, damit an seinem dem Einpressbereich abgewandten Kontaktierungsbereich
der elektrische Leiter angeschlagen werden kann. Der Kontaktierungsbereich für den
elektrischen Leiter ist dabei so gestaltet, dass das vorbereitete Ende des elektrischen
Leiters durch Löten, Verschweißen, Crimpen, Verkleben mit einem elektrisch leitfähigen
Material oder dergleichen dort angebracht werden kann. Besonders bevorzugt ist die
Ausgestaltung des Kontaktierungsbereiches als Crimpbereich, da eine Crimpverbindung
eine gasdichte und damit dauerhafte Verbindung herstellt und andererseits verschiedene
Arten von elektrischen Leitern (Rund- oder Flachleiter unterschiedlicher Querschnitte)
an dem Einpresskontakt festgelegt werden können.
[0006] Das bedeutet, dass der Einpressbereich und/oder der Kontaktierungsbereich so gestaltet
sind, dass der Einpresskontakt durch kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssige
Verbindung mit der Leiterbahn der Leiterplatte oder dem elektrischen Leiter einfach,
schnell und dauerhaft zuverlässig festgelegt werden kann. Das Einpressen des Einpresskontaktes
in die Öffnung der Leiterplatte, wodurch Leiterbahn und Einpresskontakt elektrisch
miteinander kontaktiert werden und der Einpresskontakt an der Leiterplatte in seiner
Lage fixiert und damit befestigt wird, hat auch noch den Vorteil, dass solche Umgebungstemperaturen
herrschen können, die eine Lötverbindung zum Schmelzen bringen würden. Bei solchen
Umgebungstemperaturen ist es darüber hinaus von wesentlichem Vorteil, wenn die Verbindung
zwischen Einpresskontakt und elektrischen Leiter ebenfalls hochtemperaturfest ist,
wie zum Beispiel eine Crimpverbindung.
[0007] Ein Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist in
den Figuren 1 und 2 gezeigt und im Folgenden beschrieben.
[0008] In der Figuren 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, ein Einpresskontakt
1 in abgewinkelter Variante dargestellt ist (wobei auch andere, insbesondere geradlinige
Varianten denkbar sind). Das heißt, dass der Kontaktierungsbereich senkrecht von der
Oberfläche der Leiterplatte absteht oder in etwa waagerecht zu der Oberfläche der
Leiterplatte ausgerichtet ist. Der Einpresskontakt 1 wird durch eine entsprechende
Öffnung in einer Leiterplatte 2 mit seinem Einpressbereich 3 durchgesteckt und dort
festgelegt. Der Einpressbereich 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Schlitz
4 versehen, so dass die Schenkel neben dem Schlitz 4 etwas nach außen gebogen sind
und sich damit soweit ausdehnen, dass die Ausdehnung etwas größer ist als der Durchmesser
der Öffnung in der Leiterplatte 2. Durch entsprechende Bearbeitung dieses Einpressbereiches
3 wird also der Einpresskontakt 1 mit der hier nicht dargestellten Leiterbahn (oberhalb
oder unterhalb) der Leiterplatte 2 elektrisch kontaktiert und mechanisch in seiner
Lage fixiert und dadurch an der Leiterplatte 2 befestigt.
[0009] Auf der dem Einpressbereich 3 abgewandten Seite des Einpresskontaktes 1 ist ein Kontaktierungsbereich
5 vorhanden, an dem hier nicht dargestellter elektrischer Leiter (zum Beispiel eines
Rundleiters, eines Litzenleiters, eines Flachbandleiters oder dergleichen) nach dem
Abisolieren (das heißt nach dem Entfernen der Außenummantelung) elektrisch und mechanisch
festgelegt wird. Neben Kontaktierungsverfahren wie Löten, Schweißen, elektrisches
Verkleben oder dergleichen kommt insbesondere ein Vercrimpen in Betracht, wozu der
Kontaktierungsbereich 5 vor dem Einlegen des elektrischen Leiters im Querschnitt etwa
eine U-Form mit zwei Flügeln 6 aufweist. Nach dem der elektrische Leiter in den Kontaktierungsbereich
5 eingelegt worden ist, wird mittels eines geeigneten Crimpwerkzeuges der Crimpvorgang
durchgeführt, in dem die beiden Flügel 6 nach innen verbogen werden und dabei den
elektrischen Leiter gasdicht kontaktieren. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der
Kontaktierungsbereich 5, insbesondere der Crimpbereich auf die Geometrie des elektrischen
Leiters abgestimmt ist, um somit bestmögliche Verbindungsergebnisse zu erzielen.
[0010] Figur 1 zeigt außerdem noch, dass der Einpresskontaktakt 1 zumindest im Bereich zwischen
dem Schlitz 4 und dem Kontaktierungsbereich 5 einen eckigen, vorzugsweise einen quadratischen
Querschnitt aufweist.
[0011] Bei Betrachtung der Figur 2 wird noch einmal deutlich, dass der Schlitz 4 sowie die
ihn bildenden Schenkel 7 des Einpresskontaktes 1 so bemessen sind, dass nach dem Einpressen
des Einpresskontaktes 1 in die Öffnung der Leiterplatte 2 die Schenkel 7 unter Vorspannung
an den Innenflächen der Öffnung in der Leiterplatte zur Anlage kommen (Figur 2, linke
Darstellung). Dabei kommt es in dieser Lage zu einer elektrischen Verbindung zwischen
dem Einpresskontakt 1 und der nicht dargestellten Leiterbahn, der leitfähigen Bereiche
teilweise um die Öffnung in der Leiterplatte angeordnet sind oder sich bis in die
Öffnung hinein und gegebenenfalls bis auf die gegenüberliegende Seite der Leiterplatte
erstrecken (Durchkontaktierung). Durch den Spreizeffekt der beiden Schenkel 7 (gegebenenfalls
sind auch mehr als zwei Schenkel denkbar) kommt es somit auch zur Befestigung und
Lagefixierung des Einpresskontaktes 1 an der Leiterplatte 2. Insbesondere verschwindet
der Schlitz 4 nach dem Einpressen des Einpresskontaktes 1 in die Öffnung der Leiterplatte
2 vollständig, das heißt, dass der Einpressbereich 3 vollständig zusammengedrückt
wird (Figur 2, rechte Darstellung). Dabei hat er aber immer noch einen Außendurchmesser,
der zumindest geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der Öffnung in der Leiterplatte
2. Außerdem ist es denkbar, den nach unten abstehenden Endbereich des Einpresskontaktes
1 unterhalb des Einpressbereiches 3 umzubiegen zwecks Anlage dieses Endes an oder
auf der Leiterbahn 8 und damit verbesserter Kontaktierung (ebenfalls Figur 2, rechte
Darstellung).
[0012] Der in den Figuren gezeigte Einpresskontakt 1 hat den besonderen Vorteil, dass er
schnell und kostengünstig in einem Stanzbiegeverfahren herstellbar ist.
[0013] Bei der Erfindung handelt es sich also bevorzugt (aber nicht einschränkend) um einen
reinen Crimp-Einpresskontakt. Dies schafft die Möglichkeit, zum Beispiel Litzenkabel
auf starren oder flexiblen Leiterplatten (sogenannte PCB's: Printed Circuit Boards)
mit den darauf befindlichen Leiterbahnen zu kontaktieren. Dies ist vor allem dann
von Vorteil, wenn die Baugruppe (zum Beispiel ein elektronisches Gerät mit einer Leiterplatte
in einem Gehäuse) Temperaturen ausgesetzt ist, die über dem Einsatzbereich von Lötverbindungen
liegt. Der Einpressbereich sowie der Crimpbereich kann in unterschiedlichen Varianten
ausgeführt werden, insbesondere hinsichtlich der Größe, Kabelquerschnitt, Einpresszone,
Isolationscrimp etc. Es wäre auch noch möglich, anstatt des Crimpbereiches einen Löt
- bzw. Schweissbereich vorzusehen.
Bezugszeichenliste
[0014]
- 1.
- Einpresskontakt
- 2.
- Leiterplatte
- 3.
- Einpressbereich
- 4.
- Schlitz
- 5.
- Kontaktierungsbereich
- 6.
- Flügel
- 7.
- Schenkel
- 8.
- Leiterbahn
1. Vorrichtung zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters eines Kabels mit einer Leiterbahn
(8) einer Leiterplatte (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Einpresskontakt (1) ausgebildet ist, der einen in eine Öffnung
der Leiterplatte (2) einsetzbaren und lötfrei festlegbaren und mit der Leiterbahn
(8) elektrisch kontaktierbaren Einpressbereich (3) sowie einen Kontaktierungsbereich
(5) zur Festlegung und elektrischen Kontaktierung des Endes des elektrischen Leiters
des Kabels aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpressbereich (3) zumindest im Bereich der Öffnung, in die der Einpresskontakt
(1) einsetzbar ist, einen Schlitz (4) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (4) sowie die ihn bildenden Schenkel (7) des Einpresskontaktes (1) so
bemessen sind, dass nach dem Einpressen des Einpresskontaktes (1) in die Öffnung der
Leiterplatte (2) die Schenkel (7) unter Vorspannung an den Innenflächen der Öffnung
in der Leiterplatte (2) zur Anlage kommen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (4) nach dem Einpressen des Einpresskontaktes (1) in die Öffnung der
Leiterplatte (2) vollständig verschwindet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsbereich (5) Flügel (6) aufweist, die eine Crimpverbindung für den
elektrischen Leiter des Kabels bilden.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsbereich (5) senkrecht von der Oberfläche der Leiterplatte (2) absteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsbereich (5) in etwa waagerecht zu der der Oberfläche der Leiterplatte
(2) ausgerichtet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskontaktakt (1) zumindest im Bereich zwischen dem Schlitz (4) und dem
Kontaktierungsbereich (5) einen eckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt
aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskontakt (1) im Stanzbiegeverfahren herstellbar ist.