DE102011009290A1 - Connection terminal i.e. terminal block, for contacting and attachment to printed circuit board for electrical conductor, has contact insert whose brackets are angled around ninety degree from electrically conductive material strips - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussklemme zum Verbinden wenigstens eines elektrischen Leiters mit einer Leiterplatte, mit einem Isolierstoffgehäuse, mit mindestens einem Kontakteinsatz und mit mindestens einer Schenkelfeder, wobei das Isolierstoffgehäuse mindestens eine Leitereinführungsöffnung zum Einführen eines elektrischen Leiters, mindestens eine Betätigungsöffnung zum Einführen eines Betätigungswerkzeuges und einen den Kontakteinsatz und die Schenkelfeder aufnehmenden Aufnahmeraum aufweist, wobei der Kontakteinsatz aus einem elektrisch leitfähigen Materialstreifen ausgestanzt und geformt ist und die Schenkelfeder aus einem Metallstreifen ausgestanzt und geformt ist, zwei Schenkel aufweist und schwenkbar im Isolierstoffgehäuse angeordnet ist.The present invention relates to a connection terminal for connecting at least one electrical conductor to a printed circuit board, with an insulating housing, with at least one contact insert and at least one leg spring, wherein the insulating housing at least one conductor insertion opening for insertion of an electrical conductor, at least one actuating opening for insertion of an actuating tool and a receiving space receiving the contact insert and the leg spring, wherein the contact insert is punched and formed from an electrically conductive strip of material and the leg spring is punched and formed from a metal strip, has two legs and is pivotally mounted in the insulating housing.
Derartige Anschlussklemmen dienen als Bindeglied in der Leiterplattenanschlusstechnik zur zuverlässigen Versorgung der industriellen Elektronik und wirtschaftlichen Verdrahtung auf gedruckten Schaltungen. In der Praxis werden solchen Anschlussklemmen häufig als Printklemmen bezeichnet.Such terminals serve as a connector in printed circuit board connection technology for the reliable supply of industrial electronics and economical wiring on printed circuits. In practice, such terminals are often referred to as print terminals.
Solche Printklemmen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und können beispielsweise dem Produktkatalog
Bei der Federkraftanschlusstechnik sind grundsätzlich zwei Konzepte bekannt, die Zugfedertechnik und die Schenkelfedertechnik, die für hohe Klemmsicherheit sorgen. Der Anschluss eines starren Leiters oder eines mit einer Aderendhülse versehenen flexiblen Leiters mit einer Schenkelfeder ist schnell und einfach, da der Leiter direkt in die Klemmstelle eingeführt werden kann und dort selbständig kontaktiert wird, indem der Leiter vom Klemmschenkel der Schenkelfeder gegen die Stromschiene bzw. den Kontaktbereich des Kontakteinsatzes gedrückt wird. Die Anschlusstechnik mit einer Schenkelfeder wird daher auch als ”plug'n play” bzw. ”Push In” Technik bezeichnet. Bei einer Klemme mit Zugfedertechnik muss dagegen zunächst die Zugfeder mittels eines Werkzeugs gespannt und dadurch der Klemmraum geöffnet werden, bevor der Leiter eingesteckt werden kann.In principle, two concepts are known in the spring-loaded connection technology, the tension spring technology and the leg spring technology, which ensure high clamping safety. The connection of a rigid conductor or provided with a wire end ferrule flexible conductor with a leg spring is quick and easy because the conductor can be inserted directly into the terminal point and contacted there automatically by the head of the clamping leg of the leg spring against the busbar or the Contact area of the contact insert is pressed. The connection technique with a leg spring is therefore also referred to as "plug'n play" or "push in" technique. On a clamp with tension spring technology, on the other hand, the tension spring must first be tensioned by means of a tool and thereby the clamping space must be opened before the conductor can be inserted.
Bei einer Anschlussklemme mit Schraubanschlusstechnik muss zum Einführen des Leiters die Klemmstelle zwar nicht geöffnet werden, hier ist jedoch ein Werkzeug, nämlich ein Schraubendreher, erforderlich, um die Schraube zu betätigen, und damit den Leiter einzuklemmen. Anschlussklemmen mit Schnellanschlusstechnik, auch IDC-Verbindungstechnik (Insulation Displacement Connection) genannt, dienen zum Anschluss nicht abisolierter Leiter, wozu im Gehäuse ein Schneidmetall angeordnet ist, zwischen dessen einander gegenüberliegenden Schneidkanten der Leiter eingeschoben wird, so dass die Isolierung durch die Schneidkanten durchtrennt und der eigentliche Leiter kontaktiert wird.For a terminal with screw connection technology, the terminal point does not have to be opened to insert the conductor, but here a tool, namely a screwdriver, is required to actuate the screw, thereby clamping the conductor. Terminals with quick connection technology, also called IDC connection technology (Insulation Displacement Connection), are used to connect non-stripped conductor, including a cutting metal is arranged in the housing between the opposite cutting edges of the conductor is inserted, so that the insulation is severed by the cutting edges and the actual leader is contacted.
Derartige Printklemmen stellen im Rahmen der Automatisierungstechnik u. a. die Verbindung zwischen der Peripherie (beispielsweise Sensor, Aktor) und dem Bereich der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik her. Bei Printklemmen handelt es sich dabei um Massenprodukte, die bei niedrigen Herstellungskosten eine effektive und sichere Funktion gewährleisten müssen. Außerdem soll das Anschließen und ggf. auch das Lösen eines elektrischen Leiter möglichst schnell durchgeführt werden können, wobei in zunehmendem Maße die Anschlussklemmen eine möglichst kleine Bauform aufweisen sollen.Such PCB terminals provide in the context of automation u. a. the connection between the periphery (eg sensor, actuator) and the field of measurement and control technology. PCB terminal blocks are mass-produced products that must ensure effective and safe operation at low production costs. In addition, the connection and possibly also the release of an electrical conductor should be performed as quickly as possible, and increasingly the terminals should have the smallest possible design.
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussklemme der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei möglichst geringer Baugröße eine einfache und sichere Kontaktierung eines anzuschließenden Leiters möglich ist.The invention has for its object to provide a terminal of the aforementioned type, with the smallest possible size, a simple and secure contact of a conductor to be connected is possible.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Anschlussklemme mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention this problem is solved by a terminal with the features of claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below.
Die erfindungsgemäße Anschlussklemme zum Verbinden eines elektrischen Leiters mit einer Leiterplatte zeichnet sich zunächst durch einen besonders ausgestalteten Kontakteinsatz aus. Der Kontakteinsatz weist dabei eine Grundfläche und zwei um etwa 90 Grad abgewinkelte Laschen auf, wobei die erste Lasche in Steckrichtung des anzuschließenden elektrischen Leiters und die zweite Lasche senkrecht zur Steckrichtung des anzuschließenden Leiters und beabstandet zur ersten Lasche angeordnet ist. Die Innenseite der ersten Lasche dient dabei dem anzuschließenden elektrischen Leiter als Anlage- und Kontaktfläche, wobei die erste Lasche bzw. deren Innenseite zusammen mit dem ersten Schenkel der Schenkelfeder eine Klemmstelle für den anzuschließenden elektrischen Leiter bildet. Die Innenseite der zweiten Lasche dient dem zweiten Schenkel der Schenkelfeder als Anlagefläche. Wird ein elektrischer Leiter durch die Leitereinführungsöffnung in das Isolierstoffgehäuse eingesteckt, so kann der Leiter vom ersten Schenkel der Schenkelfeder gegen die Innenseite der ersten Lasche gedrückt werden, wodurch der elektrische Leiter mit dem als Stromschiene fungierenden Kontakteinsatz elektrisch leitend verbunden wird.The terminal according to the invention for connecting an electrical conductor to a printed circuit board is initially characterized by a specially designed contact insert. The contact insert has a base and two angled by about 90 degrees tabs, wherein the first tab is arranged in the insertion direction of the electrical conductor to be connected and the second tab perpendicular to the direction of insertion of the conductor to be connected and spaced from the first tab. The inside of the first tab serves the electrical conductor to be connected as an abutment and contact surface, wherein the first tab or its inner side together with the first leg of the leg spring forms a clamping point for the electrical conductor to be connected. The inside of the second tab serves the second leg of the leg spring as a contact surface. If an electrical conductor is inserted through the conductor insertion opening in the insulating material, the conductor can be pressed by the first leg of the leg spring against the inside of the first tab, whereby the electrical conductor is electrically connected to the contact insert acting as a busbar.
Vorzugsweise ist in der zweiten Lasche des Kontakteinsatzes eine Gewindebohrung ausgebildet, in die eine Schraube mittels eines durch die Betätigungsöffnung einsteckbaren Schraubendrehers eingeschraubbar ist. Wird die Schraube in die Gewindebohrung weiter eingeschraubt, so führt dies dazu, dass das Ende der Schraube gegen den an der Innenseite der zweiten Lasche anliegenden zweiten Schenkel der Schenkelfeder drückt, wodurch die Schenkelfeder verschwenkt wird. Dies führt dazu, das der erste Schenkel der Schenkelfeder den eingesteckten Leiter gegen die Innenseite der ersten Lasche drückt. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussklemme resultiert die Kraft, mit der ein eingesteckter Leiter gegen die Innenseite der ersten Lasche gedrückt wird, nicht primär aus einer Auslenkung des ersten Schenkels der Schenkelfeder, sondern aus einer Auslenkung des zweiten Schenkels der Schenkelfeder aufgrund des Einschraubens der Schraube in die Gewindebohrung.Preferably, a threaded bore is formed in the second tab of the contact insert into which a screw can be screwed by means of a plug-in screwdriver through the actuating opening. If the screw is further screwed into the threaded bore, this leads to the fact that the end of the screw presses against the voltage applied to the inside of the second tab second leg of the leg spring, whereby the leg spring is pivoted. This causes the first leg of the leg spring presses the inserted conductor against the inside of the first tab. In this preferred embodiment of the terminal according to the invention, the force with which an inserted conductor is pressed against the inside of the first tab, not primarily from a deflection of the first leg of the leg spring, but from a deflection of the second leg of the leg spring due to the screwing of the screw into the threaded hole.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussklemme handelt es sich somit um eine schraubenbetätigte Schenkelfederklemme, die Vorteile beider Anschlusstechniken aufweist. Zum einen weist sie das für den Monteur gewohnte Prinzip des Anschließens durch Einschrauben einer Schraube auf, zum anderen ermöglicht sie auch das direkte Anschließen eines starren Leiters oder eines mit einer Aderendhülse versehenen flexiblen Leiters, wenn die Schraube zumindest teilweise eingeschraubt ist, so dass die Klemmstelle zwischen dem ersten Schenkel der Schenkelfeder und der Innenseite der ersten Lasche nicht, jedenfalls nicht vollständig, geöffnet ist. Ist die Klemmstelle vollständig geöffnet, d. h. die Schraube nicht so weit in die Gewindebohrung eingeschraubt, dass der zweite Schenkel der Schenkelfeder ausgelenkt wird, so können mit der erfindungsgemäßen Anschlussklemme darüber hinaus auch flexible Leiter in die Klemme eingesteckt und durch Einschrauben der Schraube angeschlossen werden. Im Unterschied zu Zugfederklemmen ist dabei ein Öffnen der Klemmfeder durch Spannen der Zugfeder mittels eines Werkzeugs nicht erforderlich.In the preferred embodiment of the terminal according to the invention is thus a screw-operated leg spring clamp, which has advantages of both connection techniques. On the one hand it has the usual for the installer principle of connection by screwing a screw, on the other hand, it also allows the direct connection of a rigid conductor or provided with a wire end ferrule flexible conductor when the screw is at least partially screwed, so that the nip between the first leg of the leg spring and the inside of the first tab is not, at least not completely, open. If the nip is fully open, d. H. the screw is not screwed so far into the threaded hole, that the second leg of the leg spring is deflected, so also flexible conductor can be inserted into the terminal and connected by screwing the screw with the terminal according to the invention beyond. In contrast to tension spring clamps while opening the clamping spring by tensioning the tension spring by means of a tool is not required.
Darüber hinaus sind sowohl der Kontakteinsatz als auch die Schenkelfeder einfach geformt, so dass sie schnell und kostengünstig durch Ausstanzen und Umbiegen hergestellt werden können. Der Kontaktansatz muss dabei lediglich so starr ausgeführt sein, dass er die von der Klemmfeder aufgebrachten Klemmkräfte aufnehmen kann. Ausreichend ist hierfür – wie zuvor bereits ausgeführt – das einfache Abbiegen zweier Laschen, so dass vorzugsweise auf die Ausbildung einer geschlossenen Kammer als Kontakteinsatz verzichtet werden kann, was eine geringe Baugröße der Anschlussklemme ermöglicht. Auch die Schenkelfeder ist im Vergleich zu einer Zugfeder relativ einfach ausgeformt, da sie lediglich zwei Schenkel und einen die beiden Schenkel miteinander verbindenden, vorzugsweise etwa U-förmigen Verbindungsbereich aufweist. Im nicht ausgelenkten Zustand der Schenkelfeder sind dabei die beiden Schenkel vorzugsweise etwa senkrecht zueinander angeordnet.In addition, both the contact insert and the leg spring are simply shaped so that they can be made quickly and inexpensively by punching and bending. The contact lug must only be made so rigid that it can absorb the clamping forces applied by the clamping spring. Sufficient for this - as previously stated - the simple bending of two tabs, so that preferably can be dispensed with the formation of a closed chamber as a contact insert, which allows a small size of the terminal. Also, the leg spring is formed relatively simple compared to a tension spring, since it has only two legs and one connecting the two legs together, preferably approximately U-shaped connection region. In the non-deflected state of the leg spring while the two legs are preferably arranged approximately perpendicular to each other.
Ein weiterer Vorteil der schraubenbetätigten Schenkelfederklemme besteht darin, dass die Anpresskraft, mit der der eingesteckte Leiter vom ersten Schenkel gegen die erste Lasche gedrückt wird, über die Schraube stufenlos einstellbar ist. Durch das Einschrauben der Schraube in die Gewindebohrung ist darüber hinaus eine zuverlässige Klemmung eines eingesteckten Leiters im gesamten zulässigen Leiterquerschnittsbereich gewährleistet.Another advantage of the screw-operated leg spring clamp is that the contact pressure with which the inserted conductor is pressed by the first leg against the first tab, via the screw is infinitely adjustable. By screwing the screw into the threaded hole is beyond a reliable clamping of a plugged conductor in the entire permissible conductor cross-sectional area guaranteed.
Um eine ausreichende Führung und Befestigung der Schraube zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die zweite Lasche auf der Außenseite, angrenzend an die Gewindebohrung, einen Gewindedurchzug aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind dabei die Länge der Schraube, die Länge des Gewindedurchzugs, die Abmessungen der Schenkelfeder und die Abmessungen des Kontakteinsatzes derart aufeinander abgestimmt, dass die Schraube unabhängig vom Durchmesser des anzuschließenden Leiters bis zum Anschlag am oberen Rand des Gewindedurchzugs in die Gewindebohrung eingeschraubt werden kann. Dadurch ist eine definierte Endposition vorgegeben und es wird ein zu starkes Zusammendrücken der Schenkelfeder auch bei einem eingesteckten Leiter mit einem großen Querschnitt zuverlässig verhindert.In order to ensure sufficient guidance and fastening of the screw, it is provided that the second tab on the outside, adjacent to the threaded bore, has a threaded passage. According to a preferred embodiment, the length of the screw, the length of the thread, the dimensions of the leg spring and the dimensions of the contact insert are coordinated such that the screw screwed regardless of the diameter of the conductor to be connected to the stop at the upper edge of the thread in the threaded hole can be. As a result, a defined end position is specified and it is reliably prevented too strong compression of the leg spring even with an inserted conductor with a large cross-section.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der schraubenbetätigten Schenkelfederklemme besteht darin, dass – im Unterschied zu herkömmlichen Schenkelfederklemmen – zum Lösen eines angeschlossenen elektrischen Leiters der Klemmschenkel der Schenkelfeder nicht mit Hilfe eines Betätigungswerkzeugs vom Leiter abgehoben und damit die Schenkelfeder weiter zusammengedrückt werden muss. Bei der erfindungsgemäßen Anschlussklemme muss hierzu lediglich die Schraube so weit aus der Gewindebohrung herausgedreht werden, bis die Schenkelfeder so weit zurückschwenkt, dass der erste Schenkel den eingesteckten Leiter nicht mehr gegen die erste Lasche drückt. Auch hierdurch ist eine Reduzierung der Baugröße der Anschlussklemme möglich, da auf eine relativ große, das Verschwenken eines Betätigungswerkzeugs ermöglichende Betätigungsöffnung verzichtet werden kann; der Durchmesser der Betätigungsöffnung wird alleine durch den Durchmesser der Schraube bestimmt.Another significant advantage of the screw-operated leg spring clamp is that - unlike conventional leg spring clamps - to release a connected electrical conductor of the clamping leg of the leg spring not lifted by an operating tool from the ladder and thus the leg spring must be further compressed. In the terminal according to the invention only the screw must be so far out of the threaded hole, until the leg spring so far pivots back that the first leg no longer presses the inserted conductor against the first tab. This also makes it possible to reduce the size of the connection terminal since a relatively large actuating opening enabling the pivoting of an actuating tool can be dispensed with; the diameter of the actuating opening is determined solely by the diameter of the screw.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anschlussklemme im Vergleich zu einer herkömmlichen Schraubklemme besteht darin, dass ein ungewolltes Lösen der Schraube aufgrund von Vibrationen durch den von dem zweiten Schenkel der Schenkelfeder auf das untere Ende der Schraube wirkenden Gegendruck verhindert wird.Another advantage of the terminal according to the invention compared to a conventional screw is that accidental loosening of the screw is prevented due to vibrations by acting from the second leg of the leg spring to the lower end of the screw back pressure.
Zur elektrischen Verbindung der Anschlussklemme mit mindestens einer Leiterbahn einer Leiterplatte weist der Kontakteinsatz vorzugsweise mindestens einen Kontaktstift auf, der durch eine entsprechende Öffnung im Gehäuse aus dem Gehäuse herausragt. Der Kontaktstift bzw. die Kontaktstifte können dabei entweder in Steckrichtung oder senkrecht zur Steckrichtung verlaufen, so dass wahlweise sowohl ein vertikaler als auch ein horizontaler Anschluss eines Leiters an eine Leiterplatte möglich ist. Unabhängig davon sind bei der erfindungsgemäßen Anschlussklemme die Leitereinführungsöffnung und die Betätigungsöffnung auf derselben Seite des Isolierstoffgehäuses angeordnet, so dass das Anschließen eines elektrischen Leiters einfach von einer Seite möglich ist. Die Anschlussklemme kann somit auch als Frontanschlussklemme oder Frontklemme bezeichnet werden.For electrical connection of the terminal with at least one conductor of a printed circuit board, the contact insert preferably has at least one contact pin, which protrudes through a corresponding opening in the housing from the housing. The contact pin or the contact pins can either extend in the insertion direction or perpendicular to the insertion direction, so that either a vertical as well as a horizontal connection of a conductor to a circuit board is possible. Regardless, the conductor insertion opening and the actuating opening are arranged on the same side of the insulating material in the terminal according to the invention, so that the connection of an electrical conductor is easily possible from one side. The terminal can thus also be referred to as a front terminal or front terminal.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Anschlussklemme auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are a variety of ways to design the terminal of the invention and further education. Reference is made to both the claims subordinate to claim 1 and to the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing show
Dabei dient die Innenseite
Zur elektrischen Verbindung des Kontakteinsatzes
Aus
Befindet sich die Schenkelfeder
Soll ein eingesteckter elektrischer Leiter
Ist die Klemmstelle
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Anschlussklemme
Der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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