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DE29806869U1 - Elektrisches Anschlußelement - Google Patents

Elektrisches Anschlußelement

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DE29806869U1
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Description

Sick AG S 6792-Dt/Fa
Elektrisches Anschlußelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlußelement zum Anschließen eines ein- oder mehradrigen Leiterkabels an eine Leiterplatte.
Bekannte Anschlußelemente besitzen üblicherweise einen Kabelanschlußabschnitt, der beispielsweise als Steckverbindung ausgebildet ist, so daß ein mit einem entsprechenden Gegenstück versehenes Kabel durch Aufstecken auf die Steckverbindung elektrisch leitend mit dem Anschlußelement verbunden werden kann.
Weiterhin umfaßt ein solches Anschlußelement einen Leiterplattenanschlußabschnitt, an dem üblicherweise ebenfalls eine Steckverbindung oder Lötfahnen vorgesehen sind. Über diese Steckverbindung bzw. über die Lötfahnen kann das Anschlußelement mit der Leiterplatte kontaktiert werden, so daß nach erfolgtem Anschluß das Leiterkabel mit der Leiterplatte in elektrisch leitender Verbindung steht.
Problematisch ist dabei, daß eine Vielzahl von unterschiedlichen Steckertypen existiert, so daß eine entsprechende Vielzahl von Anschlußelementen vorgesehen sein muß, um in allen Fällen einen Anschluß eines Leiterkabels an eine Leiterplatte ermöglichen zu können. Durch diese Vielzahl von unterschiedlichen Steckertypen werden erhöhte Herstellungs- und Lagerungskosten verursacht.
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Weiterhin sind auch leiterplattenseitig relativ hohe Kosten vorhanden, da auch hier entweder eine Vielzahl von unterschiedlichen Steckverbindungen zum Einsatz kommen kann, oder, bei einer Ausbildung des Leiterplattenanschlußabschnittes mit Lötfahnen, beim Verbinden von Anschlußelement und Leiterplatte ein separater Arbeits schritt in Form eines Lötvorgangs erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Anschlußelement so auszubilden, daß es universell einsetzbar ist, wobei gleichzeitig die Kosten für die Herstellung und die Kontaktierung mit der Leiterplatte minimiert werden sollen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein elektrisches An-Schlußelement der eingangs genannten Art mit einem Kabelanschlußabschnitt, an dem zumindest für einen Teil der Adern jeweils ein unmittelbar auf das jeweilige Leiterkabel wirkendes Klemmelement zum Anschluß des Leiterkabels vorgesehen ist, und mit einem Leiterplattenanschlußabschnitt, an dem für im wesentlichen jedes Klemmelement ein mit diesem leitend verbundener Preßstift vorgesehen ist, der jeweils für einen leitenden Preßsitz in einem Kontaktloch der Leiterplatte ausgebildet ist.
Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlußelement ist ein sehr einfaches, kostengünstiges und variables Anschließen von Leiterkabeln an eine Leiterplatte möglich. Zum einen sind aufgrund der verwendeten unmittelbar auf das jeweilige Leiterkabel wirkenden Klemmelemente keine Verbindungsstecker an den Leiterkabeln erforderlich, so daß auch keine Anschlußprobleme aufgrund unterschiedlicher Steckertypen entstehen
können. Darüber hinaus entfallen die Kosten für die erforderlichen Verbindungsstecker.
Zum anderen kann die Herstellung der Verbindung zwischen dem An-Schlußelement und der Leiterplatte durch speziell ausgebildete Preßstifte in einfacher und schneller Weise hergestellt werden, da auf eine separaten Arbeitsschritt zur Herstellung einer Lötverbindung verzichtet werden kann.
Durch ein erfindungsgemäßes Anschlußelement wird somit in optimaler Weise höchste Flexibilität bei gleichzeitig niedrigsten Herstellungs- und Montagekosten sowie minimaler Montagezeit gewährleistet.
Bevorzugt sind die Klemmelemente als Schneidklemmen und/oder als unmittelbar die Leiterkabel fassende Steckverbindungen ausgebildet. Bei der Ausbildung als Schneidklemmen kann auf eine Abisolierung der Kabel verzichtet werden, so daß vollständig unkonfektionierte Kabel verwendet werden können. Bei der Verwendung von unmittelbar die Leiterkabel fassenden Steckverbindungen müssen lediglich die Enden der Kabel abisoliert werden, woraufhin das blanke Kabelende in die Steckverbindung eingeführt werden kann. Eine Konfektionierung des Kabels mit einem separaten Verbindungsstecker ist auch in diesem Fall nicht erforderlich. Die Steckverbindungen können dabei als lösbare oder als unlösbare Steckverbindungen ausgebildet sein.
25
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt in einem gemeinsamen Anschlußgehäuse angeordnet. Dadurch wird eine besonders
kompakte Bauweise des Anschlußelements erreicht, wobei zweckmäßigerweise der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt in einander gegenüberliegenden Bereichen des Anschlußelements angeordnet sind.
5
Je nach Anwendungsfall können der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt mit dem Anschlußgehäuse einstückig oder von diesem getrennt ausgebildet sein. Bei der getrennten Ausbildung können der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt mit dem Anschlußgehäuse über Verbindungselemente, insbesondere über Rastelemente verbunden sein.
Zweckmäßigerweise sind der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt an einem gemeinsamen Basisteil vorgesehen, das in das Anschlußgehäuse einsetzbar oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die direkte Durchkontaktierung zwischen Klemmelementen und Preßstiften durch das Basisteil hindurch möglich. Dabei weist das Basisteil bevorzugt eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen auf, in die die Klemmelemente einsetzbar, insbesondere darin verrastbar sind. Wahlweise können in alle oder nur in einen Teil der Öffnungen Klemmelemente eingesetzt werden, so daß durch entsprechende Wahl der zu bestückenden Öffnungen unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten mit einer unterschiedlichen Zahl und/oder Anordnung von Klemmelementen - an die jeweilige Leiterplatte erzeugbar sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Klemmelemente fest in das Basisteil einzubauen, beispielsweise in das Basisteil einzugießen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Anschlußgehäuse einen Befestigungsabschnitt zum insbesondere abgedichteten Befestigen des Anschlußelements an einem die Leiterplatte enthaltenden Gerät auf. Der Befestigungsabschnitt kann beispielsweise als Flansch ausgebildet sein und mit dem Gerät beispielsweise durch einen Klebevorgang, durch Ultraschallschweißen, durch Heißkleben, durch Verschrauben, durch Vernieten oder auf eine sonstige geeignete Art verbunden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, daß das Anschlußgehäuse einstückig mit einem die Leiterplatte enthaltenden Gerät ausgebildet, insbesondere an das Gerätegehäuse angeformt ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtheit zwischen dem Anschlußgehäuse und dem Gerätegehäuse automatisch durch die einstückige Ausbildung gegeben, so daß auf separate Abdichtungsmaßnahmen zwischen diesen Elementen verzichtet werden kann. Der Kabelanschlußabschnitt und der Leiterplattenanschlußabschnitt können, insbesondere wenn sie an einem gemeinsamen Basisteil angeordnet sind, in das an dem Gerätegehäuse vorgesehene Anschlußgehäuse eingesetzt und dort beispielsweise verrastet werden. Um unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten, beispielsweise eine unterschiedliche Anzahl von Klemmelementen und Preßstiften verwenden zu können, müssen somit lediglich entsprechende Basisteile vorgesehen sein, die in ein und dasselbe Anschlußgehäuse eingesetzt werden können. Dadurch wird eine sehr flexible Ausbildung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlußelements erreicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Anschlußgehäuse einen Gewindeabschnitt sowie eine mit dem Gewin-
deabschnitt verschraubbare Überwurfmutter zur insbesondere abdichtenden Befestigung des Leiterkabels an dem Anschlußelement. Durch die Überwurfmutter kann das Kontaktieren der Leiterkabelenden mit den Klemmelementen und das Abdichten des Anschlußelements in einem Arbeitsschritt vorgenommen werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Klemmelemente so angeordnet sind, daß beim Aufschrauben der Überwurfmutter die Kabelenden automatisch in den Klemmbereich der Klemmelemente eingeführt werden, insbesondere so entlang der Schneidklemmen geführt werden, daß die Kontaktierung auf sichere Weise automatisch erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Anschlußelement, bei dem das Kabel nicht mit den Schneidklemmen kontaktiert ist und
Figur 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sich das Kabel in seinem angeschlossenen Zustand befindet.
In Figur 1 ist ein Kabel 1 mit zwei Adern 2 dargestellt, wobei das Kabel 1 durch eine in einer Überwurfmutter 3 ausgebildeten Öffnung 4 hindurchgeführt ist.
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Innerhalb der Überwurfmutter 3 ist ein Fixier- und Abdichtelement 5 vorgesehen, durch das das Kabel 1 ebenfalls hindurchgeführt ist. An der Unterseite des Fixier- und Abdichtelements 5 schließt sich ein Adernfüh-
rungsblock 6 an, der zwei Führungskanäle 7 besitzt, durch die die Adern 2 hindurchgeführt sind, wodurch sie aufgespreizt werden.
Die Überwurfmutter 3 besitzt ein Innengewinde 8, das mit einem an einem Anschlußgehäuse 9 ausgebildeten Außengewinde. 10 verschraubbar ist.
Das Anschlußgehäuse 9 umfaßt einen Hohlraum 11, in dem zwei Schneidklemmen 12 angeordnet sind. Die Schneidklemmen 12 weisen dabei mit ihren freien Enden in Richtung der offenen Seite des Anschlußgehäuses 9.
Die entgegengesetzten Enden der Schneidklemmen 12 sind in einem Basisteil 13 des Anschlußgehäuses 9 befestigt und treten an dem einen Leiterplattenanschlußabschnitt 23 bildenden, dem Kabelanschlußabschnitt 22 des Anschlußgehäuses 9 gegenüberliegenden Ende als Preßstifte 14 aus.
Das Anschlußgehäuse 9 umfaßt einen als Flansch ausgebildeten Befestigungsabschnitt 15 und ist mit seinem unteren Ende in eine in einem Gerätegehäuse 16 ausgebildete Öffnung 17 eingesetzt. In der Öffnung 17 sowie an der Außenseite des Anschlußgehäuses 9 können dabei Codierelemente, beispielsweise in Form einer Nut und einem in die Nut eingreifenden Ansatz ausgebildet sein, durch die eine eindeutige Einsetzposition des Anschlußgehäuses 9 in die Öffnung 17 definiert ist.
Das Anschlußgehäuse 9 ist mit dem Gerätegehäuse 16 über den Befestigungsabschnitt 15 beispielsweise durch eine Verklebung, durch Ultra-
schallschweißen, durch Schrauben oder durch sonstige Verbindungsmittel befestigt.
Im Inneren des Gerätegehäuses 16 ist eine Leiterplatte 1.8 mit Kontaktlöehern 19 angeordnet, in die die Preßstifte 14 im Preßsitz eingesetzt sind. Durch den Preßsitz sind somit die Schneidklemmen 12 mit an den Kontaktlöchern angeschlossenen Leiterbahnen der Leiterplatte 18 leitend verbunden.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, daß das Anschlußgehäuse 9 einstückig mit dem Gerätegehäuse 16 ausgebildet ist.
Weiterhin ist das Basisteil 13 als separates Teil ausgebildet, das an seinen Außenseiten Rastelemente 20 aufweist. Die Rastelemente 20 greifen in an der den Hohlraum 11 des Anschlußgehäuses 9 begrenzenden Innenwand ausgebildete Rastausnehmungen 21 ein, wodurch eine Fixierung des Basisteils 13 in dem Anschlußgehäuse 9 erfolgt.
Im folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlußelementes beschrieben:
Bei der Ausführungsform nach Figur 1 wird das Anschlußgehäuse 9 während des Herstellprozesses in die Öffnung 17 des Gerätegehäuses 16 eingesetzt und mit diesem beispielsweise ultraschallverschweißt. Auf diese Weise wird die erforderliche Dichtheit zwischen dem Anschlußgehäuse 9 und dem Gerätegehäuse 16 erreicht. Wird eine andere Befestigungsweise, beispielsweise eine Verschraubung, verwendet, so kann zwischen dem
Befestigungsabschnitt 15 und der Außenseite des Gerätegehäuses 16 ein entsprechendes Dichtungselement vorgesehen sein.
Befindet sich während des Einsetzvorganges des Anschlußgehäuses 9 die Leiterplatte 18 bereits in ihrer montierten Position, so werden die Preßstifte 14 während des Einsetzen des Anschlußgehäuses 9 in die Kontaktlöcher 19 der Leiterplatte 18 eingepreßt, wodurch in einem Arbeitsvorgang die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Schneidklemmen 12 und den auf der Leiterplatte 18 vorgesehenen Leiterbahnen erfolgt.
Wird die Leiterplatte 18 erst nach der erfolgten Montage des Anschlußgehäuses 9 in das Gerätegehäuse 16 eingesetzt, so erfolgt die Verpressung durch das Aufsetzen der Leiterplatte 18 auf die Preßstifte 14 in umgekehrter Weise.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 wird in ähnlicher Weise.das Basisteil 13 von oben in den Hohlraum 11 des Anschlußgehäuses 9 so weit eingeführt, bis die Rastelemente 20 in die Rastausnehmungen 21 eintreten und somit das Basisteil 13 in dem Anschlußgehäuse 9 fixiert ist.
Gleichzeitig mit dieser Einführung kann das Einpressen der Preßstifte 14 in die Kontaktlöcher 19 der Leiterplatte 18 erfolgen.
Zum Anschließen des Kabels 1 an die Leiterplatte 18 wird bei beiden Ausführungsformen zunächst das Kabel 1 durch die Öffnung 4 der Überwurfmutter 3 sowie durch das Fixier- und Abdichtelement 5 hindurchgeführt, woraufhin die Adern 2 in die Führungskanäle 7 des Adernführungsblocks 6 eingeschoben werden, so daß die in Figur 1 dargestellte Anordnung erreicht wird.
Anschließend wird die Überwurfmutter 3 mit dem Kabel 1 auf das freie Ende des Anschlußgehäuses 9 aufgesetzt und mit diesem verschraubt, wobei sich die Schneiden der Schneidklemmen 12 durch die Isolierung der Adern 2 hindurchschneiden und mit den Leitern der Adern 2 eine elektrisch leitende Verbindung erzeugt wird.
Nach vollständigem Aufschrauben der Überwurfmutter 3 auf das Anschlußgehäuse 9 sind somit die Adern 2 des Kabels 1 über die Schneidmesser 12 und die Preßstifte 14 leitend mit den auf der Leiterplatte 18 angeordneten Leiterbahnen verbunden, wobei durch das Fixier- und Abdichtelement 5 gleichzeitig eine Zugentlastungs- und eine Abdichtfunktion erfüllt wird.
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Sick AG S 6792 - Dt/Fa
Bezugszeichenliste
1 Kabel
2 Adern
3 Überwurfmutter
4 Öffnung
5 Fixier- und Abdichtelement
6 Adernführungsblock
7 Führungskanäle
8 Innengewinde
9 Anschlußgehäuse
10 Außengewinde
11 Hohlraum
12 Schneidklemmen
13 Basisteil
14 Preß stifte
15 Befestigungsabschnitt
16 Gerätegehäuse
17 Öffnung
18 Leiterplatte
19 Kontaktlöcher
20 Rastelemente
21 Rastausnehmungen
22 Kabelanschlußabschnitt
23 Leiterplattenanschlußabschnitt

Claims (9)

Schutzansprüche:
1. Elektrisches Anschlußelement zum Anschließen eines ein- oder mehradrigen Leiterkabels (1) an eine Leiterplatte (18) mit einem Kabelanschlußabschnitt (22), an dem zumindest für einen Teil der Adern (2) jeweils ein unmittelbar auf das jeweilige Leiterkabel (1) wirkendes Klemmelement (12) zum Anschluß des Leiterkabels (1) vorgesehen ist, und
mit einem Leiterplattenanschlußabschnitt (23), an dem für im wesentlichen jedes Klemmelement (12) ein mit diesem leitend verbundener Preßstift (14) vorgesehen ist, der jeweils für einen leitenden Preßsitz in einem Kontaktloch (19) der Leiterplatte (18) ausgebildet ist.
2. Anschlußelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente als Schneidklemmen (12) und/oder als unmittelbar die Leiterkabel (1) fassende Steckverbindungen ausgebildet sind.
3. Anschlußelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußabschnitt (22) und der Leiterplattenanschlußabschnitt (23) in einem gemeinsamen Anschlußgehäuse (9) angeordnet sind.
4. Anschlußelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußabschnitt (22) und der Leiterplattenanschlußabschnitt (23) mit dem Anschlußgehäuse (.9) einstückig ausgebildet sind.
5. Anschlußelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußabschnitt (22) und der Leiterplattenanschlußabschnitt (23) einerseits und das Anschlußgehäuse (9) andererseits separat ausgebildet und über Verbindungselemente, insbesondere über Rastelemente (20, 21) miteinander verbunden sind.
6. Anschlußelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußgehäuse (9) einen Befestigungsabschnitt (15) zum insbesondere abgedichteten Befestigen des Anschlußelements an einem die Leiterplatte (18) enthaltenden Gerät aufweist.
7. Anschlußelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußgehäuse (9) einstückig mit einem die Leiterplatte (18) enthaltenden Gerät ausgebildet, insbesondere an das Gerätegehäuse (16) angeformt ist.
25
8. Anschlußelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußabschnitt (22) und der Leiterplattenanschlußabschnitt (23) an einem gemeinsamen Basisteil (13) vorgesehen sind und insbesondere daß das Basisteil (13) eine Vielzahl von durchgehenden Öffnungen aufweist, in die die Klemmelemente (12) einsetzbar sind.
9. Anschlußelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußgehäuse (9) einen Gewindeabschnitt (10) sowie eine mit dem Gewindeabschnitt (10) verschraubbare Überwurfmutter (3) zur insbesondere abdichtenden Befestigung des Leiterkabels (1) an dem Anschlußelement umfaßt.
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