DE10056904B4

DE10056904B4 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE10056904B4
Application number: DE10056904A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Nockemann; Joachim Dorau
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: INSTA ELEKTRO GMBH, 58511 LUEDENSCHEID, DE
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: DE10056904A1

Abstract

Verbindungsanordnung zur elektrischen Kontaktierung von mehreren elektrischen Leiterplatten, wobei zur elektrischen Kontaktierung auf den Leiterplatten in Zuordnung der zugehörigen Leiterbahnen miteinander kooperierende Kontaktteile festgelegt sind und wobei die zu kontaktierenden elektrischen Leiterplatten mit ihren Kantenbereichen einander zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass je elektrischer Verbindung auf der oberen Hauptfläche (2) der ersten Leiterplatte (4) und auf der oberen Hauptfläche (3) der zumindest einen zugeordneten weiteren Leiterplatte (5) je ein oberflächenmontierbarer, kompakt ausgebildeter, als SMD-Bauteil ausgeführter Kontaktkörper (1) vorhanden ist, und
dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden einander zugeordneten Kontaktkörpern (1) der ersten Leiterplatte (4) und der zumindest einen weiteren Leiterplatte (5) über ein einziges separat aufsteckbares, die beiden zugehörigen Kontaktkörper (1) bereichsweise umschlingendes Federelement (6) hergestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Verbindungsanordnung zur elektrischen Kontaktierung von mehreren Leiterplatten aus.
Verbindungsanordnungen zur elektrischen Kontaktierung von mehreren Leiterplatten sind in vielen Ausführungsformen auf dem Markt erhältlich. Bei einer dieser Ausführungsformen umgreift z. B. eine Kontaktfeder die Randbereiche der miteinander zu verbindenden Leiterplatten. Dabei kommt die Kontaktfeder zur Kontaktierung der Leiterbahnen jeweils auf der oberen und der unteren Hauptfläche der miteinander zu verbindenden elektrischen Leiterplatten zur Anlage. Somit wird auch unterhalb der zu verbindenden Leiterplatten Bauraum von der bzw. den Kontaktfedern beansprucht, so dass eine Montage bzw. Verbindung der elektrischen Leiterplatten nicht auf einer flachen Auflagefläche stattfinden kann.
Durch die DE 18 56 158 U ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende elektrische Verbindungsanordnung bekannt geworden. Bei dieser Verbindungsanordnung zur elektrischen Kontaktierung von mehreren elektrischen Leiterplatten sind zur elektrischen Kontaktierung auf den Leiterplatten in Zuordnung der zugehörigen Leiterbahnen miteinander kooperierende Steckkontaktteile festgelegt. Die zu kontaktierenden Leiterplatten sind im vorliegenden Fall mit ihren Kantenbereichen einander zugeordnet. Die elektrischen Steckkontaktteile sind zur Kooperation entweder stiftförmig oder buchsenartig ausgeführt. Zur Festlegung auf den beiden elektrischen Leiterplatten weisen diese elektrischen Steckkontaktteile Befestigungsfüße auf, die zum Einstecken in Lochungen der zugehörigen Leiterbahnen bzw. Leiterplatten vorgesehen sind. Durch einen Lötprozess kann dann sowohl die Festlegung, als auch die Kontaktierung mit den zugehörigen Leiterbahnen vorgenommen werden. Die Realisierung einer solchen Verbindungsanordnung ist zum einen jedoch aufwendig und teuer, weil auf den oberen Hauptflächen der beiden zu kontaktierenden Leiterplatten spezifisch ausgebildete Kontaktteile anzubringen sind. Zum anderen ragen die Befestigungsfüße dieser elektrischen Steckkontaktteile über die unteren Hauptflächen der beiden Leiterplatten hinaus, so dass entsprechend Platz beansprucht wird und eine Montage bzw. Verbindung der beiden elektrischen Leiterplatten nicht auf einer flach ausgeführten Auflagefläche stattfinden kann. Zudem müssen die beiden zu kontaktierenden Leiterplatten verschoben werden, um die elektrische Verbindung herzustellen.
Als weitere Ausführungen sind zur elektrisch leitenden Verbindung von mehreren Leiterplatten Steckverbindungskupplungen allgemein bekannt, welche zur elektrischen Verbindung einerseits Kontaktstifte und andererseits Kontaktfedern aufweisen. Solche Steckverbindungskupplungen sind zumeist auf einer der beiden Hauptflächen der miteinander zu verbindenden Leiterplatten angeordnet und benötigen einen vergleichsweise großen Bauraum. Eine solche Verbindungsanordnung ist z. B. durch die DE 100 12 510 A1 und die JP-58-010306 Y2 bekannt geworden.
Zudem ist es durch die EP 0 644 610 A2 bekannt oberflächenmontierbare Kontaktteile zur Herstellung einer solchen Verbindung vorzusehen, welche auch als so genannte SMD-Bauteile ausgeführt sein können. Diese Kontaktteile sind jedoch ebenfalls zur elektrischen Verbindung einerseits als Kontaktstifte und andererseits als Kontaktbuchsen ausgebildet. In einem aufwändigen Prozess müssen somit die zu kontaktierenden Leiterplatten mit unterschiedlich bzw. spezifisch ausgeführten Kontaktteilen bestückt werden, welche zudem erheblich von der oberen oder unteren Hauptfläche der Leiterplatten abragen. Solchermaßen ausgebildete Kontaktteile sind zudem für die Kontaktierung von Leiterplatten vorgesehen, welche mit ihren Hauptflächen einander zugeordnet sind.
Eine weitere Verbindungsanordnung für elektrische Leiterplatten ist durch die JP 08-279674 AA bekannt geworden. Ein Kontaktstift ist dabei einerseits über zwei Kontaktflächen durch einen Lötvorgang an der Leiterplatte befestigt. Andererseits ist an den Kontaktstift eine elektrische Leitung angelötet.
Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung zu schaffen, welche nur an einer Oberflächenseite bzw. Hauptfläche der miteinander zu verbindenden Leiterplatten Bauraum in nur sehr geringem Umfange benötigt, wobei die auf den Leiterplatten festgelegten Kontaktkörper identisch ausgeführt und als SMD-Bauteile ausgebildet sind, so dass für alle Leiterplatten lediglich identisch ausgeführte Kontaktkörper hergestellt und montiert werden müssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, dass auf einfache und preisgünstige Art und Weise die zu verbindenden Leiterplatten automatisch d. h. maschinell mit den zur Bildung der elektrischen Verbindung notwendigen Kontaktkörpern bestückbar sind. Dabei sind die Kontaktkörper ohne weiteres als so genannte SMD-Bauteile auslegbar, was den sich an den Bestückungsvorgang anschließenden Lötprozess erheblich vereinfacht. Zur Herstellung der elektrischen Verbindungen braucht letztendlich bei der Montage lediglich jeweils ein entsprechend ausgebildetes, besonders flach bauendes Federelement auf die beiden zugeordneten Kontaktkörper aufgesteckt werden. Die Endmontage der miteinander zu verbindenden Leiterplatten ist damit bei erheblicher Bauraumeinsparung besonders einfach.
Weiterhin ist besonders Vorteilhaft, dass zur Herstellung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung zwischen den Leiterplatten diese nicht, wie bei der Verwendung von Steckverbindungskupplungen bzw. Steckkontaktteilen notwendig, verschoben werden müssen. Die Leiterplatten können bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung vielmehr in ihrer gewählten Montageposition verbleiben, lediglich das Federelement muss auf die zugehörigen Kontaktkörper aufgesteckt werden, was ebenfalls maschinell durchgeführt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand zweier Ausführungsbeispiele sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert, und zwar zeigen:
1: eine Draufsicht einer solchen Verbindungsanordnung gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles in räumlicher Darstellung;
2: eine Vorderansicht einer solchen Verbindungsanordnung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispieles in räumlicher Darstellung.
Wie aus den Figuren hervorgeht, besteht eine solche Verbindungsanordnung im wesentlichen aus mehreren Kontaktkörpern 1 die jeweils auf einer Hauptfläche 2, 3 der ersten Leiterplatte 4 und der weiteren Leiterplatte 5 festgelegt sind, wobei jeweils zwei einander direkt zugeordnete Kontaktkörper 1 zur Herstellung jeweils einer elektrischen Verbindung von einem Federelement 6 umfasst werden. Die beiden Leiterplatten 4, 5 sind mit ihren Stirnkantenbereichen einander direkt zugeordnet, so dass die einander zugeordneten Kantenbereiche aneinander zur Anlage kommen. Je Leiterbahn 7, 8 ist ein Kontaktkörper 1 im Randbereich auf der ersten Leiterplatte 4 und im Randbereich auf der weiteren Leiterplatte 5 vorhanden. Die Kontaktkörper 1 sind als so genannte SMD Bauteile ausgeführt und weisen im wesentlichen eine quaderförmige Ausführung auf. Zur definierten Aufnahme des aufgesteckten Federelementes 6 sind in die Seitenwandungen der Kontaktkörper 1 Einschnürungen 9 eingeformt, welche in ihrer Form auf das zur Anwendung kommende Federelement 6 abgestimmt sind. Wegen der kompakten Abmessungen der oberflächenmontierbaren Kontaktkörper 1 und der flachbauenden Federelemente 6 wird nur an einer der Hauptflächen 2, 3 der beiden Leiterplatten 4, 5 Bauraum in nur sehr geringem Umfange zur Herstellung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung benötigt.
Wie insbesondere aus 1 hervorgeht ist das Federelement 6 als gebogene Drahtfeder mit einem runden Querschnitt ausgeführt. Ausgehend von seiner Basis 10 erstrecken sich zwei Federarme 11, 12, welche sich einander kreuzend ausgeführt sind. Jeder der beiden Federarme 11, 12 weist eine wellenartige Kontur auf, wobei jeweils zwei Wellenberge als an den Kontaktkörpern 1 zur Anlage kommende Kontaktzonen 13 ausgebildet sind. Bei relativ weicher Federkernlinie können somit vergleichsweise hohe Kontaktkräfte auf die Kontaktkörper 1 an definierten Kontaktstellen ausgeübt werden. Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung wird das Federelement 6 zunächst an der dafür vorgesehenen Stelle auf die Randbereiche der beiden Leiterplatten 4, 5 aufgelegt und dann über seine Basis 10 parallel zu den Hauptflächen 2, 3 auf die zugehörigen Kontaktkörper 1 aufgesteckt bzw. aufgeschoben, dabei kommen die beiden Federarme 11, 12 im Tiefpunkt der Einschnürung 9 an den Seitenwandungen der beiden zugehörigen Kontaktkörper 1 zur Anlage. Auf besonders einfache Art und Weise ist eine zuverlässige elektrische Verbindung bei geringen Bauraumbedarf hergestellt. Vorteilhafterweise lassen sich dabei sowohl die Kontaktkörper 1 als auch die Federelemente 6 maschinell bestücken bzw. montieren.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, ist das Federelement 6 als aus Blech hergestelltes Stanz-Biegeteil ausgeführt. Ausgehend von seiner Basis 10 erstrecken sich je Kontaktkörper 1 zwei Federarme 11, 12, welche jeweils mehrere Kontaktfinger 14 aufweisen. Die vier Federarme 11, 12 mit ihren jeweils mehreren Kontaktfingern 14, weisen jeweils eine C-förmige Kontur auf. Bei relativ weicher Federkernlinie können somit vergleichsweise hohe Kontaktkräfte auf die Kontaktkörper 1 an definierten Kontaktstellen ausgeübt werden. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung wird das Federelement 6 senkrecht zu den beiden Hauptflächen 2, 3 der beiden Leiterplatten 4, 5 verlaufend auf die zugehörigen Kontaktkörper 1 aufgesteckt, dabei kommt jeweils ein Federarmpaar 11, 12 mit seinen Kontaktfingern 14 in Tiefpunkt der Einschnürung 9 an den Seitenwandungen eines der beiden zugehörigen Kontaktkörper 1 zur Anlage. Auf besonders einfache Art und Weise ist eine zuverlässige elektrische Verbindung bei geringen Bauraumbedarf hergestellt. Vorteilhafterweise lassen sich dabei sowohl die Kontaktkörper 1 als auch die Federelemente 6 maschinell bestücken bzw. montieren.

Claims

Verbindungsanordnung zur elektrischen Kontaktierung von mehreren elektrischen Leiterplatten, wobei zur elektrischen Kontaktierung auf den Leiterplatten in Zuordnung der zugehörigen Leiterbahnen miteinander kooperierende Kontaktteile festgelegt sind und wobei die zu kontaktierenden elektrischen Leiterplatten mit ihren Kantenbereichen einander zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass je elektrischer Verbindung auf der oberen Hauptfläche (2) der ersten Leiterplatte (4) und auf der oberen Hauptfläche (3) der zumindest einen zugeordneten weiteren Leiterplatte (5) je ein oberflächenmontierbarer, kompakt ausgebildeter, als SMD-Bauteil ausgeführter Kontaktkörper (1) vorhanden ist, und dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden einander zugeordneten Kontaktkörpern (1) der ersten Leiterplatte (4) und der zumindest einen weiteren Leiterplatte (5) über ein einziges separat aufsteckbares, die beiden zugehörigen Kontaktkörper (1) bereichsweise umschlingendes Federelement (6) hergestellt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein die beiden einander zugeordneten Kontaktkörper (1) elektrisch leitend verbindendes Federelement (6) als gebogene Drahtfeder ausgeführt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, die beiden einander zugeordneten Kontaktkörper (1) elektrisch leitend verbindendes Federelement (6) als aus Blech hergestelltes Stanz-Biegeteil ausgeführt ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktkörper (1) zur definierten Aufnahme des zugehörigen Federelementes (6) in seinen Seitenwandungen entsprechend ausgebildete Einschnürungen (9) aufweist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Federelement (6) zumindest zwei Federarme (11, 12) aufweist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (11, 12) zumindest eines Federelementes (6) sich einander kreuzend angeordnet sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (11, 12) zumindest eines Federelementes (6) kammartig angeordnet sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktkörper (1) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktkörper (1) im wesentlichen tonnenförmig ausgebildet ist.