CN101944661A - 用于电导体与电路板的连接元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电导体与电路板的连接元件。为使电导体(16)与电路板(2)可拆卸地连接，而提出一种连接元件(1)，其嵌入电路板(2)上的穿孔(3)中。在此，连接元件(1)的套筒状接触区(21)借助于夹紧销钉(7)与穿孔(3)的内表面(4)夹紧。

Description

用于电导体与电路板的连接元件 
技术领域
本发明涉及一种电连接元件，其包括电接触体、壳体和夹紧销钉，用于将电导体可拆卸地固定在电路板的穿孔上。 
背景技术
为使电导体在电路板上的任意位置实现触点接通，而需要采用这种连接元件。在此情况下，要确保电路板与连接元件之间有最佳的电接触，这一点通过连接元件在电路板上精准可靠的机械配合予以保障。 
US7290344B2公开了一种用于连接电导线与金属板的方法，其中，电缆终端接头通过旋紧而使一套筒在金属板的孔中径向膨胀，由此形成电连接。 
DE19749890C1公开了一种电子接触元件，它在固定端设有中心孔和轴向槽口，其中，构造了在压入一压紧件时径向向外受压的簧片。 
DE102004020422A1公开了一种用于与电路板形成无焊电连接的销针，其具有一个压入区域，该压入区域可在电路板孔内发生弹性和塑形变形，以便适配于孔直径。为了插入该销针，设有一个引导并支撑销针的压入工具。 
通常情况下，是采用连接元件与电路板持久连接，例如铆接。在一些变型方案中，为了可拆卸地连接连接元件与电路板，采用螺旋/螺钉或焊接连接，因此，无论是装上还是拆开元件，都需要专门的工具。通常，拆开的连接元件由于破坏性拆卸而不适于二次使用。 
发明内容
因此，本发明的目的在于，这样地设计一种连接元件，以确保电导体通过电接触体在电路板上实现可靠接触，而无需借助于工具。此外，该连接元件从电路板上的拆卸应该不是破坏性的，以便能实现连接元件和电路板的置换和重复使用。 
上述目的通过这样的方式得以实现，即，电接触体具有一套筒状的接触区， 该接触区可置入电路板的穿孔中，并且通过夹紧销钉往套筒状接触区中的插入而在径向上与穿孔的内表面夹紧；以及，电接触体具有一连接区，该连接区有用于固定电导体的连接部。 
本发明涉及这样一种电连接元件，其包括电接触体、壳体和夹紧销钉。电接触体具有一接触区和一连接区。电路板上的触点接通是通过接触区插入到电路板上的穿孔中而实现的，其中，至少穿孔的内表面设有电接触面。优选的是，该电接触面呈L形地环绕布置在穿孔处，从而也可以围绕着电路板上的穿孔实现电接触。 
连接元件的电接触体在作为套筒状部分的接触区内设有一凸起的成型部，并具有至少一个轴向槽口。该套筒状接触区在沿轴向弹性地往穿孔中插入时直径缩小，而在正确的配合位置几乎又重新呈现其原始形状。在该状态下，将夹紧销钉嵌入接触区中，由此使得接触区与穿孔的内表面夹紧。针对电接触的检验是不需要的，这是因为，夹紧销钉仅当接触体在穿孔内处于正确的配合位置时才可以嵌入接触体中。因此便能确保实现连接元件与电路板的最佳配合和可靠接触。 
为了拆卸连接元件，仅需从接触区中拉出夹紧销钉，或者自反面将其压出。然后就可以将接触体从穿孔中移出，以及从电路板拆走。 
在电路板安装和拆卸时，接触区发生纯弹性变形，这样便允许置换连接元件和/或将其重新用于另一穿孔中。 
因此，拆卸不会在重新使用时对连接元件在其它电路板上的机械配合产生影响。 
在夹紧销钉的一种有利改进中，该夹紧销钉在外表面具有螺旋形的成形结构。该成形结构所起的作用在于，能借助螺丝刀将夹紧销钉从接触区中旋出。此外，为进行安装，将销钉简单地压入接触区中即可。 
位于电接触体的连接区域内的连接部为了连接电导体可以具有不同的实施方式。除了用以焊上电导体的简单的面或环外，有利的是，连接部构造为在连接区中用于压接成型的成形结构。在该成形结构上，电导体可以借助普通的压接工具与电接触体固定连接。 
制造电接触体的有利方案是，采用深冲方法来制造电接触体，或者将其作为冲压滚轧件进行制造。 
接触体在连接区中被这样设置，即，使其包覆有不导电的绝缘壳体。该壳体具有一空隙，夹紧销钉可穿过它嵌入接触区中。一种优选设计方式是，对连接区(包括电导体的接触端头在内)进行包封注塑。此外，还可设想，给连接区配设一包封铸连层，或者采用由两个单件的、可组合的部件构成的变型方案。 
为了可靠地传递达40A的电流，进一步适宜的设计是：加大电接触体与电路板之间的接触面积。为此，电接触体在接触区内设有定位面，其平靠在电路板上的接触面上。该定位面具有分布在圆环上的、径向构造的、突起的接触条，它们在电路板上接触。这样做尤其在下述情况下是很适宜的，即，若连接元件要安装在其它的接触板或金属片上，它们具备有一定覆盖面的、金属的接触表面。 
在另一优选设计形式中，电接触体的连接区也可构造为套筒状，不过其直径大于嵌入电路板的穿孔中的接触区的直径。在连接区的内侧上具有一收缩部，夹紧销钉的一个盘形的成形结构定位于该收缩部后面。夹紧销钉在头部还设有第二个盘形的成形结构，为的是能方便地拆下夹紧销钉。 
此外还规定：将连接元件安装在电路板上的一个定位架中。该定位架可以构造为能同时容纳多个连接元件。定位架上设置的编码销(对位销)避免了安装方向的镨误安插。 
本发明实现的优点尤其在于：通过连接元件确保实现可靠的触点接通，并且，无需使用工具，必要时甚至仅用一只手，就能进行安装。此外，连接元件和所有用到的部件都可以简单而快速地进行拆卸、置换以及重复使用。 
一种优选的应用是，将该电连接元件与已经批量生产的电缆一起安装使用。 
附图说明
本发明的两个实施例在附图中示出并在下面对其加以详细说明。其中： 
图1示出了电接触体的立体细部图； 
图2a示出了利用定位架安装在电路板上之前的、带有一个电导体的单件式连接元件； 
图2b示出了利用定位架安装在电路板上之前的、带有一个电导体的多件式连接元件； 
图3a示出了在电路板上安装的多件式连接元件； 
图3b示出了在电路板上定位架中安装的多件式连接元件； 
图4示出了具有多件式壳体的、已安装的连接元件的剖视图； 
图5a示出了带有两个电导体的电接触体的立体图； 
图5b自接触侧示出了图5的电接触体； 
图6a示出了利用定位架安装在电路板上之前的、带有两个电导体的单件式连接元件； 
图6b示出了利用定位架安装在电路板上之前的、带有两个电导体的多件式连接元件； 
图7a示出了直接安装在电路板上的图6a的连接元件； 
图7b示出了安装在电路板上的定位架中的图6a的连接元件； 
图8示出了安装在电路板上的多件式连接元件的剖视图。 
具体实施方式
图1示出了构造为冲压滚轧件的电接触体20的立体细部图，具有接触区21和连接区22。图中可以看出套筒状接触区21，它在中部具有凸起的成型部23。轴向槽口25自这里图示于下面的接触区21的末端延伸至略微超过这里图示于上面的凸起的成型部23的末端。这里用于压接成型的连接部24在电导体16与电接触体20的连接区22连接到一起之后配置一壳体10。连接区21的在这里图示于上面的第一开口26不被壳体10所覆盖，用以嵌入夹紧销钉7，由此在壳体中形成第二开口11。 
图2a中示出了安装在电路板2上之前的、设有包封壳体10的电接触体20。在该实施例中，连接元件1附加地借助于定位架30定位在电路板2上。在图示结构中，该定位架30具有五个成型部31，用以安放五个连接元件1。电接触体20的接触区21置入电路板2上的穿孔3中。夹紧销钉7通过壳体的开口11嵌入，以便将电接触体20夹紧在穿孔3中并形成导电连接。壳体10具有一成形结构12，它容纳连接部24并且以所希望的角度将电导体16导引离开壳体10和电路板2。此外，定位架30具有编码销32，其仅仅匹配于某一设置插口33的位置，以安装在电路板2。 
图2b在另一实施例中示出了连接元件1′，它由多件式壳体13、14而非铸造壳体所包围。为进行安装，电接触体20首先被置于这里的下部壳体部分14 中。此后，将这里的上部壳体部分13套装在下部壳体部分上，由此使电接触体20的连接区22被壳体完全包覆。进一步的安装相应于图2a进行。 
图3a和3b各自示出了一个在电路板2上安装好的连接元件1′。 
在此，图3a示出了安装在电路板2上的单个的连接元件1′，而图3b示出了借助于定位架30安装在电路板2上的连接元件1′。 
图4示出了安装在电路板2上的多件式连接元件1′的横剖视图。图中可看出，夹紧销钉7从内在径向上将电接触体20的接触区21与穿孔3的内表面4夹紧并形成导电连接。电接触体20在该实施例中由两件式壳体13、14所包覆。壳体13、14自定位架30嵌入，贴靠在电路板2上。 
图5a和5b自两个方向示出了采用深冲方法制造的电接触体20的立体细部图。图5a自连接区22的方向示出了接触体，而图5b自接触区21的方向示出了接触体。该接触体20被设置成用于使两个电导体16、17实现触点接通。 
图中可看出，接触区21在中部具有凸起的成型部23。轴向槽口25自这里图示于下面的接触区21的末端延伸至略微超过这里图示于上面的凸起的成型部23的末端。在该实施例中，连接区22同样是套筒状构造，其直径大于接触区21的直径。形成于直径过渡处的圆形表面28具有分布在圆环上的、径向构造的、突起的接触条29，它们在电路板2上贴靠着接触时用作电触点。连接部24以可弯曲接触臂的形式在连接区22处构造，接触臂绕着这里的两个电导体16、17弯曲，以便形成电接触并将其机械夹紧。连接区22的内表面上设有一环绕的收缩部27，嵌入的夹紧销钉7定位于该收缩部后面。这样规定，即，在安装了电导体16、17之后，连接区22从外面与壳体10一起加以包封铸造。 
图6a示出了设有包封壳体10的、安装在电路板2上之前的电接触体20。在该实施例中，连接元件1附加地借助于定位架30定位在电路板2上。 
在图示结构中，该定位架30具有五个成型部31，用以安装五个连接元件。电接触体20的接触区21被置入电路板2上的穿孔3中。夹紧销钉7嵌入连接区22和接触区21中，以便夹紧穿孔3中的电接触体20并形成导电连接。在该实施例中，夹紧销钉7具有两个成形结构8、9，这里居于中部的成形结构9在嵌入电接触体20中时定位于连接区22内部中环绕的收缩部27的后面。这里图示于上面的成形结构8是为了安装及拆卸而设置。此外，定位架30具有编码销32，其仅仅匹配于某一设置插口(33)的位置，以安装在电路板2。 
图6b示出了多件式连接元件1′，它由多件式壳体13、14而非铸造壳体所包围。为进行安装，电接触体20首先被置于这里的下部壳体部分14中。此后，这里的上部壳体部分13套装在下部壳体部分上，从而使电接触体20的连接区22被壳体完全包覆。进一步的安装相应于图6a进行。 
图7a和7b各自示出了第二实施例的在电路板2上安装好的连接元件1。 
图7a示出了直接安装在电路板2上的单个的连接元件1。对于置入的夹紧销钉7来说，仅可看见拆卸用的成形结构8。 
图7b示出了借助于定位架30安装在电路板2上的连接元件1。对于置入的夹紧销钉7来说，仅可看见拆卸用的成形结构8。 
图8示出了安装在电路板2上的连接元件1的横剖视图。图中可看出，夹紧销钉7从内在径向上将电接触体20的接触区21与穿孔3的内表面4夹紧并形成导电连接。夹紧销钉7的中部的成形结构9定位于连接区22中环绕的收缩部27的后面。电接触体20在该实施例中由两件式壳体13、14所包覆，该两件式壳体是位于定位架30中。电接触体20的表面28贴靠在电路板2的接触区上，以增大电接触面积。 
附图标记一览表 
1连接元件，单件式 
1′连接元件，多件式 
2电路板 
3穿孔 
4内表面 
5接触面 
6 
7夹紧销钉 
8成形结构，盘形 
9中部成形结构，盘形 
10壳体 
11开口 
12成形结构，用于电导体 
13壳体部分，上部 
14壳体部分，下部 
15 
16电导体 
17电导体 
18 
19 
20电接触体 
21接触区 
22连接区 
23凸起的成型部 
24连接部 
25轴向槽口 
26开口，通孔 
27收缩部 
28表面，圆环形接触面 
29接触条，径向定向 
30定位架 
31成型部 
32编码销 
33插口。 

Claims (9)

1.一种电连接元件(1，1′)，其包括电接触体(20)、壳体(10，13，14)和夹紧销钉(7)，用于将电导体(16)可拆卸地固定在电路板(2)的穿孔(3)上，其特征在于，
所述电接触体(20)具有一套筒状的接触区(21)，该接触区可置入所述电路板(2)的穿孔(3)中，并且通过所述夹紧销钉(7)往套筒状接触区(21)中的插入而在径向上与所述穿孔(3)的内表面(4)夹紧，以及，
所述电接触体(20)具有一连接区(22)，该连接区有用于固定至少一个电导体(16)的连接部(24)，以及，
所述电接触体(20)与所述电路板(2)上围绕穿孔(39)的接触面(5)触点接通。
2.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述电接触体(20)的接触区(21)在中部区域内具有一凸起的成型部(23)。
3.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述电接触体(20)的接触区(21)具有至少一个轴向槽口(25)。
4.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述连接部(24)构造为，通过夹紧或焊接能够装上所述电导体(16)。
5.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述电接触体(20)是作为冲压滚轧件、深冲件或车削件制造的。
6.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述壳体(10)包围所述电接触体(20)的连接区(22)和所述电导体(16)，其中，所述接触区(21)的开口(26)保持露出。
7.如权利要求6所述的电连接元件，其特征在于，所述壳体(10)由多个部分(13、14)组成。
8.如权利要求6所述的电连接元件，其特征在于，所述壳体(10)是单件式制成的。
9.如权利要求1所述的电连接元件，其特征在于，所述电接触体(20)与所述电路板(2)上围绕穿孔(3)的接触面(5)触点接通。
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