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Die Erfindung betrifft eine Anschlussklemme für eine Leiterplatte.
Derartige Anschlussklemmen sind auf Leiterplatten mittels unten
aus der Klemme hinausstehenden dornartigen Vorsprüngen, sogenannten
Pins, befestigt. Diese nachfolgend als Anschlusspins bezeichneten
Pins werden auch als Lötpins
bezeichnet, weil sie üblicherweise
in Bohrungen der Leiterplatte eingreifen und anschließend mit
der Leiterplatte verlötet
sind. Sind nur wenige Anschlusspins vorhanden, besteht das Risiko,
dass durch die beim Anschließen
der Leitungen auf die Klemme einwirkenden Kräfte die Verbindung zwischen
dem Anschlusspin und der Leiterplattezerstört wird, insbesondere wenn
es sich um eine Lötverbindung
handelt. Insbesondere sind solche Kräfte nachteilig, die nicht senkrecht
zum Anschlusspin verlaufen, so dass sie vom Klemmengehäuse selbst
nicht aufgenommen werden können.
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Aus der
DE 195 41 137 A1 ist ein
Frontverdrahtungsklemme zum Aufklemmen auf eine Stromschiene bekannt.
Um die Klemme besonders betriebssicher zu gestalten ist dabei jeder
Leiteraufnahmekammer der Klemme ein Kontaktbügel mit einem Schneid-Klemm-Kopf
zugeordnet, der an oder in der Stromschiene schwenkbar gelagert
ist. Aus der
DE 2 023 170 ist
weiterhin eine löt-
und schraubfreie Klemmanschlußverbindung
bekannt, bei der der Kontaktanschluß mit geringem Aufwand durchgeführt werden
kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der anzuschließende Draht
in ein Anschlußelement
eingeschoben wird und dort mittels eines Isolierstoffklemmkörpers festgeklemmt
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Leiterplattenklemme so auszugestalten, dass die Verbindung zwischen
Anschlusspin und Leiterplatte durch das Anschließen des Leiters möglichst
wenig beeinträchtigt
wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht
nach der Erfindung darin, eine Anschlussklemme so auszugestalten,
dass sie mindestens einen Klemmanschluss für den Leiter und mindestens
einen Anschlusspin an die Leiterplatte aufweist, wobei Klemmanschluss
und Anschlusspin leitend über
eine Kontaktschiene miteinander verbunden sind. Vorteilhaft nach
der Erfindung ist also die Tatsache, dass eine unmittelbare mechanische
Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt für den Leiter und dem Anschlusspin
für die Leiterplatte
nicht besteht. Auf diese Weise findet auch keine direkte Kraftübertragung
beim Kontaktieren des Leiters auf den Anschlusspin statt. Außerdem ermöglicht es
die Erfindung, die Anbringung der Kontaktschiene so auszugestalten,
dass eine nachteilige, die Verbindung zwischen Leiterplatte und
Anschlusspin beschädigende
Krafteinwirkung nicht stattfindet. Darüber hinaus ist die Kontaktschiene
am Anschlusspin gelagert, so dass Anschlusspin und Kontaktschiene
als metallische Baugruppe vorgefertigt werden können und bei der Montage einfach
als Einsteckteile in das Klemmengehäuse hineingesteckt werden können. Diese
Baugruppenfertigung ist fertigungstechnisch vorteilhaft.
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Die rückbezogenen Ansprüche enthalten teilweise
vorteilhafte und teilweise für
sich erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
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Nach Anspruch 2 ist es besonders
vorteilhaft, den Klemmanschluss für den Leiter so auszugestalten,
dass der Leiter nach der Schneid-Klemm-Technik kontakiert wird.
Hierbei ist vorteilhaft, dass der Leiter nicht erst vor dem Kontaktieren
abisioliert werden muss, sondern dass die Isolierung nur dort durchtrennt
wird, wo hinterher der Anschlusskontakt am Leiter anliegt.
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Nach der Lehre des Anspruchs 3 ist
der Schneid-Klemm-Anschluss so weitergebildet, dass eine Schneidgabel
den zu kontaktierenden Leiter zwischen sich klemmt. Einerseits ermöglicht diese Konstruktion
ein sicheres Durchtrennen des Isoliermantels beim Kontaktieren.
Andererseits gewährleistet
diese Art des Schneid-Klemm-Kontakts ein besonders sicheres und
nachhaltiges Anliegen der Anschlusskontakte am Leitermaterial.
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In den Ansprüchen 4 und 5 ist eine schwenkbare
Lagerung der Kontaktschiene vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass
die Kontaktschiene vor dem Einführen
des Leiters in die Leitereinführungsöffnung einfach
verschwenkt werden kann, so dass die Kontaktelemente an der Kontaktschiene
aus der Leitereinführungsöffnung herausschwenken.
Das Kontaktieren des Leiters erfolgt dann einfach durch Zurückschwenken
der Kontaktschiene und gleichzeitiger Schneid-Klemm-Kontaktierung
des Leiters. Die in Anspruch 4 vorgeschlagene Lagerung am Klemmengehäuse hat
den Vorteil, dass bei der Schwenkbewegung zum Kontaktieren auf die
Kontaktschiene ausgeübte
Kräfte
allesamt vom Klemmengehäuse
aufgenommen werden.
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Die in Anspruch 5 vorgeschlagene
Ausführungsform
schließlich
gewährleistet
ein günstiges Fernhalten
der auf die Kontaktschiene ausgeübten Kräfte auf
den Anschlusspin bei gleichzeitiger Beibehaltung der Möglichkeit,
die Kontaktschiene und den Anschlusspin als Baugruppe vorzufertigen,
die in das Klemmengehäuse
eingesetzt wird.
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Besonders vorteilhaft in mehrfacher
Hinsicht ist der Halbkugelkontakt nach den Ansprüchen 6 und 7. Hierbei liegt
ein halbkugelförmiger
Kontakt lediglich am Anschlusspin friktionsschlüssig an. Da kein Form- oder
Kraftschluss mit dem Anschlusspin vorliegt, findet eine Kraftübertragung
von der Kontaktschiene auf den Anschlusspin nicht statt. Vielmehr kann
der halbkugelförmige
Kontakt bei Kraft-, insbesondere Schlageinwirkung gegenüber dem
Anschlusspin einfach ausweichen und gefährdet so die Verbindung mit
der Leiterplatte nicht. Auch ist die Montage denkbar einfach, weil
die reibschlüssig
verbundenen Teile einfach zusammengesteckt werden können. Außerdem liegt
der halbkugelförmige
Kontakt flächig
und vorgespannt am Anschlusspin an und gewährleistet so eine besonders
gut wirksame elektrische Verbindung zwischen Kontaktschiene und
Anschlusspin.
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Nach Anspruch 8 ist es schließlich vorgesehen,
die Kontaktschiene mit einer Handhabe zu verbinden, die zur besseren
Manipulierbarkeit der Kontaktschiene aus dem Klemmengehäuse herausragt. Ein
Ausführungsbeispiel
einer solchen Handhabe ist ein aus isolierendem Material, vorzugsweise
Kunststoff, bestehender Betätigungsbalken,
der mit der Kontaktschiene verbunden, beispielsweise ultraschallverschweißt ist.
Am Kopfende dieses Betätigungsbalkens
kann eine Handhabe zur Hin- und Herbewegung der Kontaktschiene angeformt
sein. Auch ist es denkbar, eine Tasche in das Kopfende des Betätigungsbalkens
einzuformen zur Einbringung einer Schrauberklinge eines Schraubendrehers,
mit dem der Betätigungsbalken
hin- und herbewegt werden kann.
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Anspruch 9 lehrt schließlich eine
weitere Betätigungsart
der Kontaktschiene, nämlich
ein Keil-Schub-Getriebe. Bei diesem Keil-Schub-Getriebe ist ein
in das Klemmengehäuse
einschiebbarer Schubkeil vorgesehen. Dieser Schubkeil gleitet auf einer
schrägen,
keilartigen Führungsfläche und
liegt mit seiner geraden Fläche
an der Kontaktschiene an. Die Kontaktschiene bildet hierbei also
den Schieber des Keil-Schub-Getriebes, während das Klemmengehäuse den
Steg des Keil-Schub-Getriebes
bildet. Besonders vorteilhaft im Bezug auf die Verbindung zwischen
Anschlusspin und Leiterplatte ist die Tatsache, dass der Schubkeil
exakt senkrecht zur Mittellängsachse
des Anschlusspins in das Klemmengehäuse eingeschoben wird und dass
auch die gesamte Krafteinwirkungsrichtung senkrecht zum Anschlusspin
verläuft.
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Während
die Variante mit schwenkbarer Kontaktschiene dazu geeignet ist,
die Kontaktierung mit dem Leiter auch wieder lösen zu können, um beispielsweise einen
neuen Leiter mit der Anschlussklemme zu verbinden, ist die mit dem
Keil-Schub-Getriebe
versehene Variante eher für
ein einmaliges Kontaktieren mit dem Leiter geeignet. Zum Dekontaktieren
muss hier nämlich
zunächst
wieder der Schubkeil aus dem Klemmengehäuse herausgezogen werden, was
zwar prinzipiell möglich
ist, jedoch als nicht so vorteilhaft angesehen wird, wie die Möglichkeit,
die Kontaktschiene zum Lösen
des Kontakts einfach verschwenken zu können.
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Anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
ist die Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines aus mehreren Anschlussklemmen zusammengesetzten
Klemmenblocks,
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2 eine
geschnittene Seitenansicht der erfindungsmäßigen Anschlussklemme mit schwenkbarer
Kontaktschiene,
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3 eine
geschnittene Seitenansicht der erfindungsmäßigen Anschlussklemme mit Keil-Schub-Getriebe,
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4 eine
Draufsicht auf die Schneidgabel eines Klemmanschlusses mit geklemmtem
Leiter gemäß Pfeil
IV in 2 und 3,
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5 eine
Draufsicht auf das Klemmengehäuse
einer Anschlussklemme gemäß 3.
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6 eine
Draufsicht auf den Anschlusskontakt am Anschlusspin gemäß Pfeil
VI in 2 und 3 sowie
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7 eine
Seitenansicht des Lötpins (7a) sowie eine Vorderansicht
des Lötpins (7b), gesehen aus der Perspektive
des Pfeils V in 7a.
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Das in 1 dargestellte
Paket aus vier Anschlussklemmen 1 zeigt ein typisches Klemmenpaket,
welches mit den Klemmenunterseiten 2 auf die in 1 nicht dargestellte Leiterplatte
aufgestellt wird.
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Aus der Klemmenunterseite 2 ragt
hinaus der in 1 ebenfalls
nicht dargestellte Anschlusspin 3. Bei den in den Zeichnungsfiguren
dargestellten Ausführungsformen
ist der Anschlusspin 3 zum Verlöten mit der Leiterplatte vorgesehen,
also als Lötpin ausgebildet.
Der Anschlusspin 3 steht aus der Klemmenunterseite 2 der
Anschlussklemme 1 in Steckrichtung 4 hinaus. In
Steckrichtung 4 wird die Anschlussklemme 1 auf
die in den Zeichnungen nicht dargestellte Leiterplatte aufgesteckt,
d.h. der Anschlusspin 3 wird in eine in der Leiterplatte
bereits vorgesehene Öffnung
eingesteckt und anschließend mit
der Leiterplatte verlötet.
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Der Klemmenunterseite 2 gegen
die Steckrichtung 4 abgewandt ist die Klemmenoberseite 5.
In die Klemmenoberseite 5 eingebracht ist die Leitereinführungsöffnung 6.
In die Leitereinführungsöffnung 6 wird
zur Montage der Leiter 7 in Steckrichtung 4 eingeführt. Zur
Führung
des Leiters 7 in der Leitereinführungsöffnung 6 sind Einführhilfen 8 in
der Leitereinführungsöffnung 6 ausgebildet.
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Der Anschlusspin 3 weist
auf die Anschlussfläche 9.
Aus 7b ist ersichtlich,
dass der Anschlusspin 3 auf jeder Seite eine Anschlussfläche 9 aufweist.
Die Anschlussflächen 9 des
Anschlusspins 3 sind beidseitig flankiert von Kontaktlaschen 10.
Die Kontaktlaschen 10 erstrecken sich in Montageendstellung
der Klemme 1 quer zur Steckrichtung 4 in Querrichtung 11.
Jede Kontaktlasche 10 trägt auf ihrer dem Anschlusspin 3 zugewandten
Seite einen Halbkugelkontakt 12.
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Beide Halbkugelkontakte 12 liegen
unter Federdruck auf den Anschlussflächen 9 der Anschlusspins 3 auf.
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Die Kontaktlaschen 10 stehen
in Querrichtung 11 aus der in Steckrichtung 4 sich
erstreckenden Kontaktschiene 13 hinaus.
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Aus der Kontaktschiene 13 stehen
in Querrichtung 11 ebenfalls hinaus die Zinken 14 der Schneidgabel 15.
Beim Kontaktieren liegen die als Schneiden ausgebildeten Innenflanken
der Zinken 14 am Leiter 7 so eng an, dass sie
den Isoliermantel des Leiters 7 an der späteren Kontaktierungsstelle durchschneiden
und so Berührungskontakt
mit dem eigentlichen Leiter 7 erlangen.
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Außerdem kann neben der Leitereinführungsöffnung 6 noch
eine Prüföffnung 16 vorgesehen sein.
In diese Prüföffnung 16 ist
ein in den Zeichnungen nicht dargestellter Prüfstecker einführbar, der über die
Prüföffnung 16 direkten
Berührungskontakt entweder
mit der Schneidgabel 15 oder der Kontaktschiene 13 erlangt.
Auf diese Weise sind die an der Schneidgabel 15 bzw. an
der Kontaktschiene 13 anliegenden Potenziale über den
Prüfstecker
messbar.
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Die Funktionsweise des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels
ist folgende: Die Kontaktschiene 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
mittels Ultraschallschweißpunkten 17 mit
einem Betätigungsbalken 18 mechanisch
verbunden. Der Betätigungsbalken 18 ist über das
Gelenk 19 schwenkbar mit dem Gehäuse der Anschlussklemme 1 im
Bereich der Klemmenunterseite 2 verbunden. An den dem Gelenk 19 in
Steckrichtung 4 gegenüberliegenden
Enden des Betätigungsbalkens 18 ist
ausgebildet eine Aufnahmetasche 20 für einen Schraubendreher 21.
Mit Hilfe des Schraubendrehers 21 kann der Betätigungsbalken 18 und
mit ihm die Kontaktschiene 13 hin und her verschwenkt werden
entlang einer Schwenkkurve 22. 2 zeigt den Betätigungsbalken 18 in
vollständig
eingeschwenktem Zustand. Zum Einführen des Leiters 7 in
die Leitereinführungsöffnung 6 wird
der Betätigungsbalken 18 und
mit ihm die Kontaktschiene 13 in Richtung der Schwenkkurve 22 in 2 gesehen nach rechts verschwenkt.
Auf diese Weise schwenkt die Schneidgabel 15 aus dem im
Bereich der Leitereinführungsöffnung 6 gebildeten
Aufnahmeraum für
den Leiter 7 hinaus. Es kann dann ein Leiter 7 eingeführt bzw.
herausgezogen werden. Bei eingeführtem
Leiter 7 wird mit Hilfe des Schraubendrehers 21 der
Betätigungsbalken 18 wieder
in 2 gesehen nach links
in Schwenkrichtung 22 verschwenkt. Die an den Innenflanken
der Zinken 14 der Schneidgabel 15 ausgebildeten
Schneiden durchschneiden zur Kontaktierung die Isolierung am Leiter 7,
so dass die als Schneiden ausgebildeten Innenflanken der Zinken 14 am
Leiter selbst im in 2 gezeigten
Endzustand anliegen.
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Das in 3 dargestellte
Keilschubgetriebe hat folgende Funktion. Anstelle des in 2 vorgesehenen Betätigungsbalkens 18 ist
ein Schubkeil 23 vorgesehen. Auch in die Oberseite des
Schubkeils 23 ist eine Aufnahmeöffnung 20 für einen
Schraubendreher 21 eingearbeitet. Der Schubkeil 23 ist
jedoch mit der Kontaktschiene 13 nicht verbunden, so dass der
Schubkeil 23 entlang der Kontaktschiene 13 in Steckrichtung 4 bewegt
werden kann. Der Schubkeil 23 ist über eine Keilöffnung 24 in
der Klemmenoberseite 5 zugänglich. In der Keilöffnung 24 sichtbar
ist die Aufnahmetasche 20 für den Schraubendreher 21. Die
Aufnahmetasche 20 bildet zugleich eine Positionsanzeige
für den
Schubkeil 23 im Gehäuse
der Anschlussklemme 1.
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Auf der Innenseite der in Querrichtung 11 der Kontaktschiene 13 abgewandten
Gehäuseseitenwand 25 ist
ein keilförmiger
Führungskeil 26 ausgebildet.
Dieser Führungskeil 26 bewirkt,
dass sich der Aufnahmeraum 27 für den Schubkeil 23 in
Richtung auf die Gehäuseunterseite 2 hin,
also in Steckrichtung 4 verjüngt.
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3 zeigt
die geschlossene Stellung des Schubkeils 23 und der Kontaktschiene 13.
Im geöffneten
Zustand ist der Schubkeil 23 gegenüber der Darstellung in 3 gegen die Steckrichtung 4 nach außen hin
verschoben. Die Steckrichtung 4 entspricht also der Keileinschubrichtung 28 des
Schubkeils 23. Bei herausgezogenem Schubkeil 23 ist
die entweder schwenkbare oder federnd gestaltete Kontaktschiene
außer
Eingriff mit der Leitereinführungsöffnung 6 gebracht,
so dass der Leiter 7 in die Leitereinführungsöffnung 6 eingeführt werden
kann, ohne mit der Schneidgabel 15 in Eingriff zu geraten.
Nach dem Einführen
des Leiters 7 in die Leitereinführungsöffnung 6 wird der
Schubkeil 23 in Keilschubrichtung 28 entlang der
am Führungskeil 26 ausgebildeten Führungsfläche 29 verschoben,
bis die Innenflanken der Zinken 14 der Schneidgabel 15 wiederum
die Isolierung des Leiters 7 durchtrennen, um am Leiter schließlich kontaktierend
anzuliegen.
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Es sei noch einmal gesagt, dass die
Erfindung nicht nur mit den beiden Ausgestaltungen nach 3 und 4 realisierbar ist. Vielmehr kann auch die
Kontaktschiene 13 aus einem federartigen Material gefertigt
sein und durch einfaches Vor- und Zurückfedern entlang einer Schwenkkurve 22 mit
dem Leiter 7 in Eingriff bzw. außer Eingriff gebracht werden.
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- 1
- Anschlussklemme
- 2
- Klemmenunterseite
- 3
- Anschlusspin
- 4
- Steckrichtung
- 5
- Klemmenoberseite
- 6
- Leitereinführungsöffnung
- 7
- Leiter
- 8
- Einführhilfe
- 9
- Anschlussfläche
- 10
- Kontaktlasche
- 11
- Querrichtung
- 12
- Halbkugelkontakt
- 13
- Kontaktschiene
- 14
- Zinke
- 15
- Schneidgabel
- 16
- Prüföffnung
- 17
- Ultraschweißpunkt
- 18
- Betätigungsbalken
- 19
- Gelenk
- 20
- Aufnahmetasche
- 21
- Schraubendreher
- 22
- Schwenkkurve
- 23
- Schubkeil
- 24
- Keilöffnung
- 25
- Gehäuseseitenwand
- 26
- Führungskeil
- 27
- Aufnahmeraum
- 28
- Keilschubrichtung
- 29
- Führungsfläche
- V
- Pfeil