[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakthülse zum Einsetzen in eine Ausnehmung
eines Gehäuse- oder Trägerbauteils eines Meßwerks, die mit den Meßwerk elektrisch
leitend verbindbar ist, wobei in die Ausnehmung eine Kontakt- bzw. Befestiungsschraube
einschraubbar ist, durch die eine Leiterplatte in Anlage an einen stirnseitigen Mündungsbereich
der Ausnehmung anpreßbar ist und wobei ein Leiterbahnbereich der Leiterplatte mit
der Kontakthülse elektrisch leitend verbindbar ist.
[0002] Bei einer derartigen Kontakthülse ist es bekannt, mittels der Kontaktschraube eine
Kontaktierung eines Leiterbahnbereichs der Leiterplatte mit der Kontakthülse herzustellen.
Dabei liegt die Kontaktschraube mit ihren Schraubenkopf auf der dem Gehäusebauteil
abgewandten Seite der Leiterplatte auf der Leiterbahn auf.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontakthülse der eingangs genannten Art zu schaffen,
die eine hohe Kontaktzuverlässigkeit gewährleistet und unverändert für die verschiedensten
Anordnungen des Leiterbahnbereichs auf der Leiterplatte verwendbar ist.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontakthülse an ihrem
der Leiterplatte zugewandten Ende eine sich etwa radial nach außen erstreckende flanschartige
Erweiterung aufweist, die sich in den stirnseitigen Mündungsbereich der Ausnehmung
zwischen Gehäuse- oder Trägerbauteil und darauf anpreßbarer Leiterplatte erstreckt.
[0005] Diese Ausbildung ermöglicht es, den Leiterbahnbereich zum einen auf der dem Gehäusebauteil
abgewandten Seite anzuordnen, wobei die Schraube sowohl als Kontaktschraube als auch
als Befestigungsschraube dient.
[0006] In einer anderen Möglichkeit ist der Leiterbahnbereich auf der dem Gehäusebauteil
zugewandten Seite angeordnet. In diesen Fall liegt die flanschartige Erweiterung großflächig
an dem Leiterbahnbereich an und stellt so den Kontakt sicher her. Die Schraube hat
in diesem Fall nur die Funktion zur Befestigung der Leiterplatte an dem Gehäusebauteil
und zum Aufpressen des Leiterbahnbereichs auf die flanschartige Erweiterung.
[0007] Die flanschartige Erweiterung dient aber nicht nur zur Kontaktierung, sondern bildet
gleichzeitig einen Montageanschlag beim Einsetzen der Kontakthülse in die Ausnehmung
des Gehäusebauteils.
[0008] Weiterhin wirkt die flanschartige Erweiterung in bestimmten Umfang als Federarm und
wird beim Aufschrauben der Schraube zwischen dem Gehäusebauteil und der Leiterplatte
verspannt, wodurch sowohl die Kontaktsicherheit erhöht wird als auch Herstellungstoleranzen
ausgeglichen werden können.
[0009] Besonders einfach herstellbar ist die Kontakthülse, wenn die flanschartige Erweiterung
durch einen oder mehrere radial nach außen gerichtete Lappen gebildet ist. Dadurch
kann die Kontakthülse aus einem zu einer Hülse gebogenen Blechteil bestehen, in dessen
Endbereich Lappen bildende axiale Einschnitte vorhanden sind, die ein radial nach
außen Umbiegen der Lappen ermöglichen. Diese Ausbildung verbessert auch das Federverhalten
und damit die Kontaktsicherheit der Erweiterung.
[0010] Die Kontaktschraube ist vorzugsweise mit ihrem gegenüber dem Schraubenschaft radial
sich erweiternden Schraubenkopf an den auf der dem Gehäuse- oder Trägerbauteil abgewandten
Seite der Leiterplatte angeordneten Leiterbahnbereich anpreßbar.
[0011] Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und zum Schutz des Leiterbahnbereichs gegen Abrieb
kann zwischen Schraubenkopf und Leiterbahnbereich eine Kontaktlochscheibe angeordnet
sein, wobei die Kontaktsicherheit noch erhöht wird, wenn zwischen Schraubenkopf und
Kontaktlochscheibe eine Federscheibe anordenbar ist.
[0012] Ist die Ausnehmung durchgehend und die Kontakthülse sich durch die gesamte Ausnehmung
erstreckend ausgebildet, wobei flanschartige Erweiterungen sich in beide stirnseitigen
Mündungsbereiche der Ausnehmung erstrecken, so können die beiden Varianten der Leiterplattenkontaktierungen
an jedem Ende der Ausnehmung angewandt werden. Dies führt dazu, daß eine einzige Ausführung
einer Kontakthülse für die verschiedensten Anbauvarianten der Leiterplatte verwendet
werden können, so daß eine kostengünstige Herstellung und Lagerhaltung der Kontakthülse
möglich ist.
[0013] Erstreckt sich die flanschartige Erweiterung radial nach außen unter einem spitzen
Winkel zum stirnseitigen Mündungsbereich des Gehäuse- oder Trägerbauteils, so wird
die Federwirkung der flanschartigen Erweiterung und damit die Kontaktsicherheit noch
erhöht.
[0014] Ausnehmung und Kontakthülse können einen kreisförmigen oder auch einen mehreckigen,
insbesondere quadratischen Querschnitt aufweisen. Dabei hat der mehreckige Querschnitt
den Vorteil, daß durch ihn gleichzeitig eine formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen
um die Längsachse der Kontakthülse in der Ausnehmung gegeben ist.
[0015] Besitzt die Kontakthülse einen durchgehenden Längsschlitz, kann auf einfache Weise
durch das Einschrauben der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube ein Spreizen und damit
ein lagesicherndes Festpressen der Kontakthülse in der Ausnehmung erreicht werden.
[0016] Bei einer Kontakthülse mehreckigen Querschnitts erstreckt sich vorzugsweise der Längsschlitz
entlang einer Ecke der Kontakthülse.
[0017] Zur Einschraubbarkeit der Schraube in die Kontakthülse kann in einer Ausführungsform
die Kontakt- bzw. Befestigungsschraube in die Kontakthülse selbstschneidend bzw. gewindefurchend
einschraubbar sein. Dies ist besonders gut möglich, wenn die Innenwand der Kontakthülse
und/oder die der Leiterbahn zugewandte Fläche des Kontaktflansches mit einer gut leitfähige,
leicht plastisch verformbaren Schicht, wie z. B. einer Zinnschicht, versehen ist.
Diese Schicht ist vorzugsweise aus einem Werkstoff, der zusätzlich einen niedrigen
Übergangswiderstand besitzt und nicht oxidierend ist.
[0018] Durch die leichte plastische Verformbarkeit wird sowohl im Bereich des Schraubenschafts
als auch im Bereich der flanschartigen Erweiterung eine Formanpassung der aneinanderliegenden
Teile und damit eine hohe Kontaktsicherheit erreicht.
[0019] Eine weitere Ausführungsform für die Einschraubbarkeit der Schraube besteht darin,
daß an der Innenwand der Kontakthülse zumindest ein radial nach innen gerichteter
Vorsprung zum Eingriff in den Gewindegang der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube ausgebildet
ist. Um die Kontaktsicherheit zu erhalten, sind vorzugsweise mehrere Vorsprünge entsprechend
der Steigung des Gewindegangs der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube höhen- und seitensetzt
ausgebildet.
[0020] Zur Sicherung der Kontakthülse in der Ausnehmung gegen Verdrehen um die Längsachse
und/oder gegen axiales Verschieben kann die Kontakthülse mit Kraft- und/oder Reib-
und/oder Formschluß in die Ausnehmung einsetzbar sein. Dazu kann die Kontakthülse
an ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Aufrauhung versehen sein, die z. B. durch
eine Rändelung gebildet ist.
[0021] Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Kontakthülse einen von ihrer äußeren
Mantelfläche hervorstehenden Vorsprung aufweist.
[0022] Auch kann die Kontakthülse einen von ihrer äußeren Mantelfläche abstehenden federnden
Arm aufweisen.
[0023] Weiterhin kann die Kontaktfläche an ihrer äußeren Mantelfläche eine Öffnung aufweisen,
in die ein entsprechender von der Innenwand der Ausnehmung hervorstehender Ansatz
eingreifbar ist.
[0024] Zum Anschluß des Meßwerkes kann die Kontakthülse eine Kontaktfahne aufweisen. Ist
dabei die Kontaktfahne durch Herausbiegen eines teilausgestanzten Wandabschnitts aus
der Mantelfläche der Kontakthülse gebildet, so ist für die Kontaktfahne kein zusätzlicher
Materialbedarf erforderlich.
[0025] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im
folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines Meßinstruments im Teilschnitt.
- Fig. 2
- eine Draufsicht des Meßinstruments nach Fig. 1.
- Fig. 3
- eine Perspektivansicht eines zweiten Meßinstruments.
- Fig. 4
- eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kontakthülse.
- Fig. 5
- eine Draufsicht der Kontakthülse nach Fig. 4.
- Fig. 6
- eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kontakthülse.
- Fig. 7
- eine Draufsicht der Kontakthülse nach Fig. 6.
- Fig. 8
- eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Kontaktierung einer Kontakthülse
mit einer Leiterplatte.
- Fig. 9
- eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Kontaktierung einer Kontakthülse
mit einer Leiterplatte.
- Fig. 10
- eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Kontaktierung einer Kontakthülse
mit einer Leiterplatte.
[0026] Das in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Meßinstrument ist ein Meßwerk mit einem Wicklungen
4 tragenden Wicklungsträger 1 mit seitlich dazu angeordneten Trägerarmen 2 zur Befestigung
einer Leiterplatte sowie gegebenenfalls auch zur Befestigung des Meßinstruments an
einen Träger.
[0027] Innerhalb der Wicklungen 4 ist ein nicht dargestellter Dauermagnet in Abhängigkeit
von der Bestromung der Wicklungen drehbar gelagert, von dem eine Zeigerachse 5 nach
außerhalb der Wicklungen ragt. In den Trägerarmen 2 sind axial zur Zeigerachse 5 durchgehende
Ausnehmungen 6 bzw. 6' ausgebilet, in denen Kontakthülsen 7 bzw. 7' eingesetzt sind.Die
Kontakthülsen 7 und 7' weisen seitlich hervorstehende Kontaktfahnen 8 auf, mit denen
die Wicklungsenden 9 verbunden sind.
[0028] An ihren beiden Enden sind die Kontakthülsen 7 und 7' mit flanschartig nach außen
gerichteten Lappen 10 versehen, die sich etwa radial entlang des stirnseitigen Mündungsbereichs
der Ausnehmungen 6 und 6' erstrecken.
[0029] Wie in den Fig. 8 bis 10 zu sehen ist, ist auf die Stirnseite der Trägerarme 2 eine
Leiterplatte 11, 11' bzw. 11'' aufgelegt und durch eine Befestigungsschraube 12 befestigt.
Diese Befestigungsschraube 12 durchragt eine Ausnehmung 13 in der Leiterplatte 11,
11' bzw. 11'' und ist mit ihrem Schaft 14 in die Kontakthülse 7' eingeschraubt. Dabei
ist die Befestigungsschraube 12 eine selbstschneidende Schraube, die mit ihrem Gewindegang
in die Innenwand der Kontakthülse 7' einschneidet. Mit ihrem Schraubenkopf 15 preßt
die Befestigungsschraube 12 die Leiterplatte 11, 11' bzw. 11'' über die zwischen Trägerarm
2 und Leiterplatte 11, 11' bzw. 11'' sich erstreckenden Lappen 10 der Kontakthülse
7' auf den die Ausnehmung 6 umgebenden stirnseitigen Mündungsbereich des Trägerarms
2.
[0030] In Fig. 9 ist die Leiterplatte 11' eine flexible Leiterplatte, zwischen der und den
Lappen 10 noch eine Stützplatte 16 angeordnet ist.
[0031] In den Fig. 8 und 9 ist der kupferkaschierte Leiterbahnbereich 17 der Leiterplatten
11 und 11' auf der dem Schraubenkopf 15 zugewandten Seite angeordnet. Der Schraubenkopf
15 liegt dabei über eine auf dem Leiterbahnbereich 17 aufliegende Kontaktlochscheibe
18 und eine Federscheibe 19 auf dem Leiterbahnbereich 17 auf. Über diese Scheiben
18 und 19 sowie die aus elastisch leitendem Werkstoff bestehende gleichzeitig als
Kontaktschraube dienende Befestigungsschraube 12 ist der Leiterbahnbereich 17 leitend
mit der Kontakthülse 7' verbunden.
[0032] In Fig. 10 ist der Leiterbahnbereich 17 auf der dem Schraubenkopf 15 abgewandten
Seite der Leiterplatte 11'' angeordnet und liegt direkt auf den Lappen 10 der Kontakthülse
7' auf. Die elektrisch leitende Verbindung vom Leiterbahnbereich zur Kontakthülse
7' erfolgt dabei direkt.
[0033] In den Fig. 4 und 5 sowie 6 und 7 sind zwei Ausführungsformen der Kontakthülsen 7
und 7' dargestellt.
[0034] Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Kontakthülse 7', die für das Meßinstrument gemäß
Fig. 3 und die Ausführungsbeispiele der Figuren 8 bis 10 vorgesehen ist, besitzt einen
quadratischen Querschnitt und entlang ihrer einen Ecke einen Längsschlitz 20. Diese
Kontakthülse 7' ist zum Einsetzen in eine Ausnehmung 6' entsprechenden quadratischen
Querschnitts vorgesehen. Dabei wird die Kontakthülse 7'in dem dargestellten Zustand
mit am unteren Ende axial gerichteter Lappen 10 in die Ausnehmung 6' eingeführt und
anschließend diese unteren Lappen 10 entsprechend der oberen Lappen etwa rechtwinklig
abgebogen. Damit bilden sowohl die am oberen als auch die am unteren Ende der Kontakthülse
ausgebildeten Lappen 10 Anschläge, die an den sich etwa radial entlang der beidseitigen
stirnseitigen Mündungsbereiche der Ausnehmung 6' sich erstreckenden Flächen des Trägerarms
anliegen.
[0035] Zur weiteren Sicherung der Kontakthülse 7' in der Ausnehmung 6' ist die äußere Mantelfläche
der Kontakthülse 7' in ihren beiden Endbereichen mit einer Rändelung 21 versehen,
so daß die Kontakthülse 7' bei eingeschraubter die Kontakthülse 7' spreizender Befestigungsschraube
12 mit Kraft- und Reibschluß an der Wand der Ausnehmung 6' in Anlage ist. Die Befestigungsschraube
12 wird dabei selbstschneidend in die Kontakthülse 7' eingeschraubt.
[0036] Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Kontakthülse 7, die für das Meßinstrument gemäß
der Fig. 1 und 2 vorgesehen ist, besitzt entsprechend der ihr zugeordneten Ausnehmung
6 einen runden Querschnitt mit einem Längsschlitz 20. Das Einsetzen und axiale Sichern
der Kontakthülse 7 durch das Umbiegen der Lappen 10 erfolgt wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß der Fig. 4 und 5. Die zusätzliche Sicherung der Kontakthülse 7 in der Ausnehmung
6 erfolgt durch mittels Ausklinkungen hergestellten von der äußeren Mantelfläche der
Kontakthülse 7 hervorstehenden federnden Armen 21, die sich mit ihrem freien Ende
in die Wand der Ausnehmung 6 einkrallen können.
[0037] Beide Ausführungsbeispiele der Kontakthülsen 7 und 7' sind durch Stanzen aus Blech
hergestellt und besitzen seitlich hervorstehende Kontaktfahnen 8. Dabei ist bei dem
in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontaktfahne 8 durch Herausbiegen
eines teilausgestanzten Wandabschnitts aus der Mantelfläche der Kontakthülse 7 gebildet.
[0038] Die Kontakthülse 7 besitzt weiterhin durch Eindrückungen hergestellte, radial nach
innen gerichtete Vorsprünge 23, die entsprechend der Steigung des Gewindegangs der
Befestigungsschraube 12 höhen- und seitenversetzt ausgebildet sind. Sie bilden dadurch
ein Gewinde, in das die Befestigungsschraube 12 mit ihrem Gewinde einschraubbar ist.
Die Lappen 10 der Kontakthülse 7 erstrecken sich, wie insbesondere in Fig. 1 zu sehen
ist, unter einen spitzen Winkel zum stirnseitigen Mündungsbereich des Trägerarms,
so daß sie im zusammengebauten Zustand mit federnder Vorspannung an der Leiterplatte
11 anliegen.
[0039] Wie die Ausführungsbeispiele insbesondere in den Fig. 1 und 3 zeigen, sind Lappen
10 an beiden Enden der Kontakthülsen 7 bzw. 7' angeordnet, so daß Leiterplatten 11,
11' oder 11'' wahlweise auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Meßwerks anordenbar
sind.
1. Kontakthülse zum Einsetzen in die Ausnehmung eines Gehäuse- oder Trägerbauteils eines
Meßwerks, die mit dem Meßwerk elektrisch leitend verbindbar ist, wobei in die Ausnehmung
eine Kontakt- bzw. Befestigungsschraube einschraubbar ist, durch die eine Leiterplatte
in Anlage an einen stirnseitigen Mündungsbereich der Ausnehmung anpreßbar ist und
wobei ein Leiterbahnbereich der Leiterplatte mit der Kontakthülse elektrisch leitend
verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7, 7') an ihrem der
Leiterplatte (11, 11', 11'') zugewandten Ende eine sich etwa radial nach außen erstreckende
flanschartige Erweiterung aufweist, die sich in den stirnseitigen Mündungsbereich
der Ausnehmung (6, 6') zwischen Gehäuse- oder Trägerbauteil (2) und darauf anpreßbarer
Leiterplatte (11, 11', 11'') erstreckt.
2. Kontakthülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschartige Erweiterung
durch einen oder mehrere radial nach außen gerichtete Lappen (10) gebildet ist.
3. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktschraube (12) mit ihrem gegenüber dem Schraubenschaft (14) radial sich
erwei ternden Schraubenkopf (15) an den auf der dem Gehäuse- oder Trägerbauteil (2)
abgewandten Seite der Leiterplatte (11, 11') angeordneten Leiterbahnbereich (17) anpreßbar
ist.
4. Kontakthülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraubenkopf (15)
und Leiterbahnbereich (17) eine Kontaktlochscheibe (18) anordenbar ist.
5. Kontakthülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schraubenkopf (15)
und Kontaktlochscheibe (18) eine Federscheibe (19) anordenbar ist.
6. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausnehmung (6, 6') durchgehend und die Kontakthülse (7, 7') sich durch die gesamte
Ausnehmung (6, 6') erstreckend ausgebildet ist, wobei flanschartige Erweiterungen
sich in beide stirnseitigen Mündungsbereiche der Ausnehmung (6, 6') erstrecken.
7. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die flanschartige Erweiterung sich radial nach außen unter einem spitzen Winkel zum
stirnseitigen Mündungsbereich des Gehäuse- oder Trägerbauteils (2) erstreckt.
8. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Ausnehmungen (6, 6') und Kontakthülse (7, 7') einen kreisförmigen Querschnitt besitzen.
9. Kontakthülse nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmung
(6') und Kontakthülse (7') einen mehreckigen Querschnitt besitzt.
10. Kontakthülse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmung (6') und Kontakthülse
(7') einen quadratischen Querschnitt besitzen.
11. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontakthülse (7, 7') einen durchgehenden Längsschlitz (20) besitzt.
12. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz
(20) sich entlang einer Ecke der Kontakthülse (7') erstreckt.
13. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontakt- bzw. Befestigungsschraube (12) in die Kontakthülse (7') selbstschneidend
bzw. gewindefurchend einschraubbar ist.
14. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenwand der Kontakthülse (7') und/oder die der Leiterbahn (17) zugewandte Fläche
des Kontaktflansches mit einer gut leitfähigen, leicht plastisch verformbaren Schicht
versehen ist.
15. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Innenwand der Kontakthülse (7) zumindest ein radial nach innen gerichteter
Vorsprung (23) zum Eingriff in den Gewindegang der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube
(12) ausgebildet ist.
16. Kontakthülse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorsprünge (23)
entsprechend der Steigung des Gewindegangs der Kontakt- bzw. Befestigungsschraube
(12) höhen- und seitenversetzt ausgebildet sind.
17. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontakthülse (7, 7') mit Kraft- und/oder Reib- und/oder Formschluß in die Ausnehmung
(6, 6') einsetzbar ist.
18. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7') an
ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Aufrauhung versehen ist.
19. Kontakthülse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7') an
ihrer äußeren Mantelfläche mit einer Rändelung versehen ist.
20. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse einen
von ihrer äußeren Mantelfläche hervorstehenden Vorsprung aufweist.
21. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse (7) einen
von ihrer äußeren Mantelfläche abstehenden federnden Arm (21) aufweist.
22. Kontakthülse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse an ihrer
äußeren Mantelfläche eine Öffnung aufweist, in die ein entsprechender von der Innenwand
der Ausnehmung hervorstehender Ansatz eingreifbar ist.
23. Kontakthülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontakthülse (7, 7') eine Kontaktfahne (8) zum Anschluß des Meßwerks aufweist.
24. Kontakthülse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahne (8) durch
Herausbiegen eines teilausgestanzten Wandabschnittes aus der Mantelfläche der Kontakthülse
(7) gebildet ist.