DE10122591A1 - Anschlussklemme für eine Leiterplatte - Google Patents

Abstract

Anschlussklemme (1) für eine Leiterplatte mit mindestens einem Klemmanschluss für den Leiter (7) und mit mindestens einem Anschlusspin (3) zum Anschluss an die Leiterplatte, gekennzeichnet durch eine den Klemmanschluss und den Anschlusspin (3) leitend verbindende Kontaktschiene (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussklemme für eine Leiterplatte. Derartige Anschlussklemmen sind auf Leiterplatten mittels unten aus der Klemme hinausstehenden dornartigen Vorsprüngen, soge­ nannten Pins, befestigt. Diese nachfolgend als Anschlusspins bezeichneten Pins werden auch als Lötpins bezeichnet, weil sie üblicherweise in Bohrungen der Lei­ terplatte eingreifen und anschließend mit der Leiterplatte verlötet sind. Sind nur wenige Anschlusspins vorhanden, besteht das Risiko, dass durch die beim An­ schließen der Leitungen auf die Klemme einwirkenden Kräfte die Verbindung zwi­ schen dem Anschlusspin und der Leiterplatte zerstört wird, insbesondere wenn es sich um eine Lötverbindung handelt. Insbesondere sind solche Kräfte nachteilig, die nicht senkrecht zum Anschlusspin verlaufen, so dass sie vom Klemmenge­ häuse selbst nicht aufgenommen werden können.

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.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, eine Anschluss­ klemme 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 zwi­ schen Leiterplatte und Anschlusspin beschädigende Krafteinwirkung nicht stattfin­ det.

Die rückbezogenen Ansprüche enthalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.

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 abisio­ liert werden muss, sondern dass die Isolierung nur dort durchtrennt wird, wo hinterher der Anschlusskontakt am Leiter anliegt.

Nach der Lehre des Anspruchs 3 ist der Schneid-Klemm-Anschluss so weiterge­ bildet, 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.

In den Ansprüchen 4 bis 6 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 Zu­ rückschwenken der Kontaktschiene und gleichzeitiger Schneid-Klemm-Kontaktie­ rung des Leiters. Die in Anspruch 4 vorgeschlagene Lagerung am Klemmenge­ häuse hat den Vorteil, dass bei der Schwenkbewegung zum Kontaktieren auf die Kontaktschiene ausgeübte Kräfte allesamt vom Klemmengehäuse aufgenommen werden.

Die in Anspruch 5 vorgeschlagene alternative Ausgestaltung mit einer Lagerung der Kontaktschiene am Kontaktpin hat den Vorteil, dass Anschlusspin und Kon­ taktschiene als metallische Baugruppe vorgefertigt werden können und bei der Montage einfach als Einsteckteile in das Klemmengehäuse hineingesteckt werden können. Diese Baugruppenfertigung ist fertigungstechnisch vorteilhaft.

Die in Anspruch 6 vorgeschlagene Ausführungsform schließlich gewährleistet ein günstiges Fernhalten der auf die Kontaktschiene ausgeübten Kräfte auf den An­ schlusspin bei gleichzeitiger Beibehaltung der Möglichkeit, die Kontaktschiene und den Anschlusspin als Baugruppe vorzufertigen, die in das Klemmengehäuse ein­ gesetzt wird.

Besonders vorteilhaft in mehrfacher Hinsicht ist der Halbkugelkontakt nach den Ansprüchen 7 und 8. Hierbei liegt ein halbkugelförmiger Kontakt lediglich am An­ schlusspin friktionsschlüssig an. Da kein Form- oder Kraftschluss mit dem An­ schlusspin 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 auswei­ chen und gefährdet so die Verbindung mit der Leiterplatte nicht. Auch ist die Montage denkbar einfach, weil die reibschlüssig verbundenen Teile einfach zu­ sammengesteckt 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.

Nach Anspruch 9 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, bestehen­ der Betätigungsbalken, der mit der Kontaktschiene verbunden, beispielsweise ul­ traschallverschweißt 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 Be­ tätigungsbalken hin- und herbewegt werden kann.

Anspruch 10 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 zwi­ schen Anschlusspin und Leiterplatte ist die Tatsache, dass der Schubkeil exakt senkrecht zur Mittellängsachse des Anschlusspins in das Klemmengehäuse ein­ geschoben wird und dass auch die gesamte Krafteinwirkungsrichtung senkrecht zum Anschlusspin verläuft.

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 prinzipi­ ell möglich ist, jedoch als nicht so vorteilhaft angesehen wird, wie die Möglichkeit, die Kontaktschiene zum Lösen des Kontakts einfach verschwenken zu können.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ist die Erfin­ dung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines aus mehreren Anschlussklemmen zusammengesetzten Klemmenblocks,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsmäßigen Anschlussklemme mit schwenkbarer Kontaktschiene,

Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsmäßigen Anschlussklemme mit Keil-Schub-Getriebe,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schneidgabel eines Klemmanschlusses mit ge­ klemmtem Leiter gemäß Pfeil IV in Fig. 2 und Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Klemmengehäuse einer Anschlussklemme gemäß Fig. 3.

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschlusskontakt am Anschlusspin gemäß Pfeil VI in Fig. 2 und Fig. 3 sowie

Fig. 7 eine Seitenansicht des Lötpins (Fig. 7a) sowie eine Vorderansicht des Löt­ pins (Fig. 7b), gesehen aus der Perspektive des Pfeils V in Fig. 7a.

Das in Fig. 1 dargestellte Paket aus vier Anschlussklemmen 1 zeigt ein typisches Klemmenpaket, welches mit den Klemmenunterseiten 2 auf die in Fig. 1 nicht dargestellte Leiterplatte aufgestellt wird.

Aus der Klemmenunterseite 2 ragt hinaus der in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellte Anschlusspin 3. Bei den in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsfor­ men 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 An­ schlussklemme 1 auf die in den Zeichnungen nicht dargestellte Leiterplatte aufge­ steckt, d. h. der Anschlusspin 3 wird in eine in der Leiterplatte bereits vorgesehene Öffnung eingesteckt und anschließend mit der Leiterplatte verlötet.

Der Klemmenunterseite 2 gegen die Steckrichtung 4 abgewandt ist die Klem­ menoberseite 5. In die Klemmenoberseite 5 eingebracht ist die Leitereinfüh­ rungsöffnung 6. In die Leitereinführungsöffnung 6 wird zur Montage der Leiter 7 in Steckrichtung 4 eingeführt. Zur Führung des Leiters 7 in der Leitereinführungsöff­ nung 6 sind Einführhilfen 8 in der Leitereinführungsöffnung 6 ausgebildet.

Der Anschlusspin 3 weist auf die Anschlussfläche 9. Aus Fig. 7b ist ersichtlich, dass der Anschlusspin 3 auf jeder Seite eine Anschlussfläche 9 aufweist. Die An­ schlussflächen 9 des Anschlusspins 3 sind beidseitig flankiert von Kontaktla­ schen 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.

Beide Halbkugelkontakte 12 liegen unter Federdruck auf den Anschlussflächen 9 der Anschlusspins 3 auf.

Die Kontaktlaschen 10 stehen in Querrichtung 11 aus der in Steckrichtung 4 sich erstreckenden Kontaktschiene 13 hinaus.

Aus der Kontaktschiene 13 stehen in Querrichtung 11 ebenfalls hinaus die Zin­ ken 14 der Schneidgabel 15. Beim Kontaktieren liegen die als Schneiden ausge­ bildeten Innenflanken der Zinken 14 am Leiter 7 so eng an, dass sie den Isolier­ mantel des Leiters 7 an der späteren Kontaktierungsstelle durchschneiden und so Berührungskontakt mit dem eigentlichen Leiter 7 erlangen.

Außerdem kann neben der Leitereinführungsöffnung 6 noch eine Prüföffnung 16 vorgesehen sein. In diese Prüföffnung 16 ist ein in den Zeichnungen nicht darge­ stellter Prüfstecker einführbar, der über die Prüföffnung 16 direkten Berührungs­ kontakt 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.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist folgende: Die Kontaktschiene 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels Ultraschall­ schweißpunkten 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 Betätigungsbal­ kens 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 Schwenk­ kurve 22. Fig. 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 Fig. 2 gesehen nach rechts verschwenkt. Auf diese Weise schwenkt die Schneidgabel 15 aus dem im Bereich der Leitereinführungsöff­ nung 6 gebildeten Aufnahmeraum für den Leiter 7 hinaus. Es kann dann ein Lei­ ter 7 eingeführt bzw. herausgezogen werden. Bei eingeführtem Leiter 7 wird mit Hilfe des Schraubendrehers 21 der Betätigungsbalken 18 wieder in Fig. 2 gese­ hen 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 Fig. 2 gezeigten Endzustand anliegen.

Das in Fig. 3 dargestellte Keilschubgetriebe hat folgende Funktion. Anstelle des in Fig. 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 Kontakt­ schiene 13 nicht verbunden, so dass der Schubkeil 23 entlang der Kontaktschie­ ne 13 in Steckrichtung 4 bewegt werden kann. Der Schubkeil 23 ist über eine Keilöffnung 24 in der Klemmenoberseite 5 zugänglich. In der Keilöffnung 24 sicht­ bar ist die Aufnahmetasche 20 für den Schraubendreher 21. Die Aufnahmetasche 20 bildet zugleich eine Positionsanzeige für den Schubkeil 23 im Gehäuse der Anschlussklemme 1.

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.

Fig. 3 zeigt die geschlossene Stellung des Schubkeils 23 und der Kontaktschie­ ne 13. Im geöffneten Zustand ist der Schubkeil 23 gegenüber der Darstellung in Fig. 3 gegen die Steckrichtung 4 nach außen hin verschoben. Die Steckrichtung 4 entspricht also der Keileinschubrichtung 28 des Schubkeils 23. Bei herausgezo­ genem Schubkeil 23 ist die entweder schwenkbare oder federnd gestaltete Kon­ taktschiene 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 ent­ lang 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.

Es sei noch einmal gesagt, dass die Erfindung nicht nur mit den beiden Ausge­ staltungen nach Fig. 3 und Fig. 4 realisierbar ist. Vielmehr kann auch die Kontakt­ schiene 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.

Bezugszeichenliste

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

Claims (10)

1. Anschlussklemme (1) für eine Leiterplatte
mit mindestens einem Klemmanschluss für den Leiter (7) und
mit mindestens einem Anschlusspin (3) zum Anschluss an die Leiter­ platte,
gekennzeichnet durch
eine den Klemmanschluss und den Anschlusspin (3) leitend verbindende Kontaktschiene (13).

2. Anschlussklemme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmanschluss für den Leiter (7) als Schneid-Klemm-Anschluss ausgebildet ist.

3. Anschlussklemme (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch durch eine Schneidgabel (15) mit zwei Zinken (14) als Schneid-Klemm- Anschluss derart, dass die Innenflanken der Zinken (14) als Schneiden ausgebildet sind zum Durchtrennen des Isoliermantels des Leiters (7) und zum Berührungskontakt mit dem Leiter (7), so dass der kontaktierte Leiter (7) zwischen den Zinken (14) geklemmt einliegt.

4. Anschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (13) an ihrem den Anschlusspin (3) zugewandten Ende am Klemmengehäuse schwenkbar gelagert ist.

5. Anschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (13) am Anschlusspin (3) schwenkbar gelagert ist.

6. Anschlussklemme (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen am Anschlusspin (3) drehgelagerten Hebel, an dessen dem An­ schlusspin (3) abgewandten Ende die Kontaktschiene (13) fixiert ist als La­ gerhebel für die Kontaktschiene (13).

7. Anschlussklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine an der Kontaktschiene (13) angeformte Kontaktla­ sche (10) mit einem halbkugelförmigen Kontakt (12) als Drehkontakt für den Anschlusspin (3).

8. Anschlussklemme (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei vorzugsweise federnd ausgestaltete Kontaktlaschen (10) mit zwei ein­ ander zugewandten, den Anschlusspin (3) zwischen sich aufnehmenden halbkugelförmigen Kontakten (12).

9. Anschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschiene (13) mit einer aus dem Klemmengehäuse hinaus­ ragenden Handhabe verbunden ist.

10. Anschlussklemme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Kontaktschiene (13) nach Art eines Keil-Schub-Getriebes zu­ sammenwirkenden Schubkeil (23) zur Bedienung der Kontaktschiene (13) beim Kontaktieren.