DE10153170C1 - Federkraftklemme - Google Patents
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Abstract
Eine einteilige, aus einem Stück Feder-Flachbandmaterial herstellte schlaufenförmige elektrische Federkraftklemme zum Anschluss eines elektrischen Leiters auf einer Leiterplatte, die einstückig aus einem Federschenkel, einem Klemmschenkel und einem Anlageschenkel mittels einer stetigen Krümmung bis zur Klemmbefestigung des Leiters besteht und wobei der Leiter aufgrund einer Zugkraft im Klemmschenkel gegen den Anlageschenkel gedrückt wird, sind am Anlageschenkel (4) Mittel zur direkten Befestigung auf einer Leiterplatte (10, 12) angeformt, die zur Befestigung und elektrischen Verbindung der Federkraftklemme (1) auf einer Leiterplatte (19) beitragen.
Description
Die Erfindung betrifft eine einteilige, aus einem Stück
Feder-Flachbandmaterial hergestellte schlaufenförmige
elektrische Federkraftklemme zum Anschluss eines
elektrischen Leiters auf einer Leiterplatte die einstückig
aus einem Federschenkel, einem Klemmschenkel und einem
Anlageschenkel mittels einer stetigen Krümmung bis zur
Klemmbefestigung des Leiters besteht und wobei der Leiter
aufgrund einer Zugkraft im Klemmschenkel gegen den
Anlageschenkel gedrückt wird und wobei der Anlageschenkel
Mittel zur direkten Befestigung auf einer Leiterplatte
enthält.
Zur Leiterkontaktierung an einer Federkraftklemme sind
unterschiedliche Varianten von Anschlussklemmen bekannt.
Aus der DE 35 14 097 C2 ist eine schlaufenförmige
Verbindungsklemme für elektrische Leiter bekannt, bei der
eine direkte Kontaktierung eines Leiters mit dem
Anlageschenkel vorgeschlagen wird. Diese Verbindungsklemme
besitzt jedoch keinerlei Mittel zur direkten Befestigung
bzw. elektrischen Kontaktierung mit einer Leiterplatte.
Aus der EP 0 065 357 A1 ist eine Klemme bekannt, die in
einer U-Form gebogen ist und mit einer Schenkelfeder
ausgestattet ist, die einen einstückig aus dem
Federmaterial gefertigten Lötstift besitzt. Dieser Lötstift
ist jedoch gegenüber den Betätigungskräften durch den in
dieser Konstruktion verwendeten Betätigungsdrücker
empfindlich, so dass entsprechend im Isoliergehäuse
geeignete Befestigungsmittel zum Beispiel bei einer
horizontalen Steckrichtung des elektrischen Leiters
vorgesehen werden müssen.
In DE 299 1123 U1 ist eine Federkraftklemme beschrieben,
die auf einem Stromleitungsstück aufgeschoben ist und bei
der das Stromleitungsstück mit einem ausgeformten Lötstift
zum Kontaktieren auf einer Leiterplatte befestigt ist. Die
Federkraftklemme liegt dabei mit ihrem Anlageschenkel an
dem Stromleitungsstück an, wobei der Klemmschenkel einen
anzuschließenden elektrischen Leiter in einem nahezu
rechten Winkel zur Ausrichtung des Stromleitstückes an der
Unterseite des Stromleitstückes befestigt. Als nachteilig
ist anzusehen, dass dieses komplette Anschlussteil aus
mindestens zwei Metallteilen besteht. Die Ausrichtung der
Federkraftklemme mit ihrem Klemmschenkel und dem
Anlageschenkel zum Stromleitungsstück muss ein zusätzliches
Teil, beispielsweise ein isolierendes Gehäuse, übernehmen.
Aus DE 298 19 517 U1 ist eine Federkraftklemme zum
Aufsetzen auf Leiterplatten bekannt, bei welcher die
Federkraftklemme als separates Teil mit einem leitenden
Stromleitstück durch einfaches Aufschieben auf dieses
Stromleitstück verbunden ist. Das Stromleitstück ist derart
geformt, dass eine Fensteröffnung im Klemmschenkel den zu
kontaktierenden Leiter an die Unterseite des
Stromleitstückes herandrückt. An dem Stromleitstück ist in
Richtung zur Leiterplatte hin ein Lötstift zur Befestigung
des Stromleitstückes auf der Leiterplatte herausgeführt.
Auch hier ist als nachteilig anzusehen, dass die gesamte
Federkraftklemme aus mindestens zwei Metallteilen besteht.
Bei einer Verwendung ohne isolierendes Gehäuse müssten die
beiden Metallteile per Löt-, Schweiß- oder Nietverbindung
miteinander unlösbar verbunden werden.
Aus dem Patent Abstracts of Japan JP 06215810 ist eine
Federkraftklemme bekannt, welche aus einem Stromleitstück
mit Lötstift und einem Federschenkel mit Klemmschenkel
besteht. Auch hier ist die Federkraftklemme aus zwei Teilen
aufgebaut, wobei der Federschenkel und der Klemmschenkel
mit dem den Anlageschenkel bildenden Stromleitstück
elektrisch und mechanisch verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Federkraftklemme, welche als schlaufenförmig gebogene
Zugfederklemme ausgebildet ist, für den Anschluss eines
elektrischen Leiters an eine Leiterplatte anzugeben, die
einfach herstellbar und einfach aufgebaut ist und dennoch
eine sichere mechanische Befestigung und elektrische
Kontaktierung gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1
aufgeführten Merkmale gelöst.
Eine einstückige Federkraftklemme nach dem bekannten
Wirkprinzip einer schlaufenförmig gebogenen
Federkraftklemme enthält an seinem Anlageschenkel
einstückig mindestens einen angeformten Lötstift, welcher
zur Befestigung auf einer Leiterplatte durch Verlöten oder
Einpressen verwendet werden kann. Der Anlageschenkel ist
dabei beabstandet von der Oberfläche der Leiterplatte
angeordnet. Das zur Leitereinführung zugewandte Endstück
des Anlageschenkels der Federkraftklemme ist zum Teil zum
Leiter hin abgewinkelt, so dass ein anderer Teil des
Anlageschenkels die Anlagekante die Klemmung des Leiters am
Anlageschenkel bewirkt. Zur Befestigung der
Federkraftklemme des von der Leitereinführung entfernten
Bereichs ist mindestens ein weiterer Lötstift aus dem
Anlageschenkel herausgestanzt und ausgeformt.
In einer weiteren Variante ist der Anlageschenkel der
Federkraftklemme breiter dimensioniert worden, so dass die
beidseitig über das Gesamtbreitenmaß der Federkraftklemme
hinausragenden Anlageschenkel-Seitenstücke zu einem zur
Leiterplatte hin offenen U-förmigen Teil abgebogen werden.
Zur Leiterplatte hin ist auf jeder Seite des
Anlageschenkels jeweils im Bereich der Leitereinführung und
auf dem der Leitereinführung entfernten Bereich jeweils
mindestens ein Lötstift zur mechanischen Befestigung und
elektrischen Kontaktierung mittels Verlötung auf einer
Leiterplatte vorgesehen. In einer Variante sind anstelle
der Lötstifte Einpressstifte ausgeformt, welche eine
federnde Einpressformzone aufweisen und durch Einstecken in
die vorgesehenen Löcher der Leiterplatte die mechanische
Befestigung und elektrische Kontaktierung bewirken. Da die
Längskanten der Anlageschenkel-Seitenstücke auf der
Leiterplatte aufliegen, ist die Federkraftklemme besonders
fest gegen seitliches Verkippen auf der Leiterplatte
abgestützt. Die Ausrichtung der Längskanten kann je nach
Anwendungsfall so vorgesehen werden, dass diese entweder
parallel zum Anlageschenkel oder in einer weiteren
Ausführung in einem Winkel zum Anlageschenkel der
Federkraftklemme verlaufen. Somit wird erreicht, dass der
Bereich der Leitereinführung gegenüber dem der
Leitereinführung entfernten Bereich von der Leiterplatte
absteht, wobei die Leiterklemmung am Anlageschenkel der
Federkraftklemme nicht parallel zur Leiterplatte erfolgt.
Der besondere Vorteil dieser Erfindung ist, dass zur
mechanischen Stabilisierung der Federkraftklemme keine
zusätzlichen Teile, wie beispielsweise passgenaue
Gehäuseteile, notwendig sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispieles und den dazugehörigen Figuren
beschrieben.
Überschrift der Figuren
Fig. 1 zeigt die Federkraftklemme in der bekannten
Wirkungsweise mit Federschenkel, Leitereinführung und
Anlageschenkel mit angeformten Lötstiften in einer
räumlichen Ansicht.
Fig. 2 zeigt eine Variante des Endstückes des
Anlageschenkels einer Federkraftklemme in einer räumlichen
Ansicht.
Fig. 3 zeigt eine Variante der Federkraftklemme mit
einem zur Ebene der Leiterplatte geneigten U-förmigen
Klemmschenkel in einer räumlichen Ansicht.
Fig. 4 zeigt eine Variante der Federkraftklemme mit
einem parallel zur Leiterplatte angeordneten U-förmigen
Klemmschenkel in einer räumlichen Ansicht.
Fig. 5 zeigt eine Variante der elektrischen Verbindungs-
/Befestigungsmittel auf einer Leiterplatte.
Fig. 6 zeigt Mittel zur Vergrößerung der Auszugskräfte
auf den geklemmten elektrischen Leiter.
Fig. 1 zeigt die einstückige Federkraftklemme 1, welche aus
einem streifenförmigen Metallteil ausgestanzt und in eine
schlaufenförmige Form gebogen ist. Der Anlageschenkel 4 ist
an seinem zum Klemmschenkel 2 ausgerichteten Ende 7 zur
Leiterplatte 19 hin abgewinkelt und mit einer
fensterartigen Öffnung 6 versehen, welches zur Aufnahme
eines zu kontaktierenden Leiters 5 dient. Ein Abschnitt 14
des Anlageschenkels 4 erstreckt sich in Längsausrichtung
des Anlageschenkels 4 durch die fensterartige Öffnung 3 des
Klemmschenkels 2 und bildet die Anlagefläche 15 für den
abisolierten Leiter 5. Der zur Leiterplatte 19 hin
abgewinkelte Bereich 7 des Anlageschenkels 4 ist an seinem
Ende 8 einstückig mit einem Lötstift 10 verbunden. Dieser
Lötstift wird in das für die Verlötung vorgesehene Loch in
einer Leiterplatte 19 gesteckt und verlötet. In einer nicht
dargestellten Variante sind anstelle der Lötstifte
Einpressstifte 10, 12 für eine Befestigung und
Kontaktierung mittels Einpressen dieser Einpressstifte 10,
12 in ein dafür vorgesehenes Loch in einer Leiterplatte 19
vorgesehen. Eine nicht dargestellte Befestigung und
Kontaktierung der Federkraftklemme 1 an ein elektrisch
leitendes Stromschienenstück ist ebenfalls möglich. Aus dem
Abschnitt des Anlageschenkels 4 zwischen dem gebogenen
Bereich 9 des Anlageschenkels 4 und dem gebogenen Bereich
des Federschenkels 11 ist mindestens ein weiterer Lötstift
12 herausgestanzt und zur Leiterplatte 19 hin abgewinkelt
vorgesehen. Der Federschenkel 11 ist mit dem Anlageschenkel
4 über eine Wölbung 22 verbunden. An das Ende des
Federschenkels 11 fügt sich der Bereich des Klemmschenkels
2 an. Der Klemmschenkel 2 ist mit einer fensterartigen
Öffnung 3 versehen, dessen Kante 13 den Leiter 5 gegen die
Anlagefläche 15 klemmt. Nach Einführung des Leiters 5 durch
die fensterförmige Öffnung 3 des Klemmschenkels und durch
die fensterförmige Öffnung 6 des abgewinkelten Endstückes 7
des Anlageschenkels 4 bewirkt die Rückstellkraft des
Federschenkels 11 in Verbindung mit dem Klemmschenkel 2 die
Klemmung des Leiters 5 gegen die Anlagefläche 15 des
Kontaktstückes 14. Das Kontaktstück 14 besitzt im
Klemmbereich der Klemmkante 13 des Klemmschenkels 2 eine
Prägung in Form von Querrillen 20, die sich quer zur
Leitereinführung erstreckt. Diese Querrillen 20 können als
erhabene oder vertiefte Rille ausgeführt sein und
vergrößert die Auszugskräfte des geklemmten elektrischen
Leiters 5. Durch die Klemmkante 13 des Klemmfensters 3 wird
der Leiter 5 in seiner Längsausrichtung eingedrückt,
wodurch dieser stabil gegen Verschieben in seiner
Längsausrichtung gehalten wird und wodurch eine erhöhte
Kontaktkraft zwischen Leiter 5 an der Klemmkante 13 wirkt.
Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 beschriebenen
Federkraftklemme. In dieser Variante sind am Anlageschenkel
4 gabelförmig zwei Lötstifte 10, 10' ausgeformt, wobei der
Leiter 5 zwischen diese Lötstifte entlang des
Anlageschenkels 4, und seiner Anlagefläche 15 am Abschnitt
14 anliegt. In einer vorteilhaften Ausführung können diese
Lötstifte in ihrer Länge mit einer zusätzlichen Abknickung
23 versehen werden, welche vorteilig eine Begrenzung der
Einstecktiefe der Lötstifte 10, 10' bewirkt.
Fig. 3 zeigt eine in sich besonders stabile Ausführungsform
der Federkraftklemme 1. Hierbei ist der Anlageschenkel 4
gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 oder Fig. 2 aus einem
breiteren Federblechteil ausgestanzt, wobei jeweils ein
Seitenstück 16, 16' des Anlageschenkels 4 zur Leiterplatte
19 hin abgewinkelte ist. Es entsteht ein zur Leiterplatte
19 hin offenes U-förmiges Stützteil. An den Seitenwänden
16, 16' sind die Lötstifte 17, 17' und 18, 18' ausgeformt.
Während in Fig. 3 die Federkraftklemme 1 durch die
Abknickung der Lötstifte 10, 10' eine schräg zur
Leiterplatte 19 geneigten Anlageschenkel 4 erhält, ist
diese Ausführung in Fig. 3 mit einem zur Leiterplatte 19
parallelen Anlageschenkel 4 ausgeführt. Zur Aufnahme des
Leiters 5 besitzen die Seitenstücke 16, 16' des
Anlageschenkels 4 eine vorbestimmte, über die gesamte Länge
vorbestimmte gleiche Höhe, die von der Höhe des Fensters 3
des Klemmschenkels 2 zur Leitereinführung abhängig ist. Bei
Auflage der oberen Fensterbegrenzung des Fensters 3 sollte
im betätigten Zustand das Ende des Klemmschenkels 2 vor der
Leiterplatte 19 enden.
In Fig. 4 ist die Höhe dieser Seitenstücke 16, 16' über
deren Länge unterschiedlich. Im Klemmbereich des Leiters
ist die Höhe der Seitenstücke 16, 16' gegenüber dem anderen
Ende der Seitenstücke größer. Das hat den Vorteil, dass
eine schräge Zuführung des Leiters 5 zur Anlagefläche 15
erfolgen kann. Das erleichtert das Einstecken des Leiters
5.
Fig. 5 zeigt in einer einfachen Darstellung eine mögliche
Form einer Lötauflage 21 für eine SMD-Lötung, die aus einem
Lötstift 10, 10', 12, 17, 17' und 18, 18' ausgeformt werden
kann. Die Lötauflage wird auf einem vorgesehenem Lötpad auf
der Oberfläche einer Leiterplatte platziert und verlötet.
In Fig. 6 ist eine der möglichen geometrischen Formen einer
Auszugskraftvergrößerung, nämlich Querrillen 20
dargestellt. Eine der einfachsten geometrischen Mittel ist
dabei die Erzeugung von Querrillen 20, die dem Herausziehen
des Leiters im geklemmten Zustand mechanisch
entgegenwirken.
Die erfindungsgemäße Federkraftklemme 1, kann auch auf
einem Stromleitstück oder einem anderen leitenden
Gehäuseteil statt einer Leiterplatte 19 befestigt werden.
Hierbei sind anstelle der Lötstifte 10, 10', 12, 17, 17'
und 18, 18' flächige Stützschenkel vorzusehen, die mit
einem Stromschienenstück durch auflöten oder schweißen
verbunden werden können, was hier nicht weiter dargestellt
ist.
1
Federkraft klemme
2
Klemmschenkel
3
Fenster im Klemmschenkel
4
Anlageschenkel
5
Leiter
6
Fenster im Anlageschenkel
7
Endstück des Anlageschenkels
8
Anlagekante des Anlageschenkels
9
Biegekante des Anlageschenkels
10
vorderer Lötstift oder Einpressstift
10
' vorderer
2
. Lötstift oder Einpressstift
11
Federschenkel
12
hinterer Lötstift
13
Leiterklemmkante des Klemmschenkelfensters
14
Kontaktstück
15
Leiteranlagefläche des Kontaktstücks
16
erster seitlicher Stützschenkel
16
' zweiter seitlicher Stützschenkel
17
vorderer seitlicher Lötstift oder Einpressstift
17
' vorderer seitlicher Lötstift oder Einpressstift
18
hinterer seitlicher Lötstift oder Einpressstift
18
' hinterer seitlicher Lötstift oder Einpressstift
19
Leiterplatte
20
Querrillen des Kontaktstücks
21
Lötauflage für SMD-Lötung
22
Wölbung zwischen Anlageschenkel und Federschenkel
23
zusätzliche Abknickung der Lötstifte
Claims (12)
1. Federkraftklemme (1) zur Befestigung auf einer
Leiterplatte (19), welche als schlaufenförmig gebogene
Zugfederklemme ausgebildet ist, mit einem
Anlageschenkel (4) einem Federschenkel (11) und einem
Klemmschenkel (2), zur Befestigung und Kontaktierung
eines elektrischen Leiters (5) auf der Leiterplatte
(19) wobei am Anlageschenkel (4) einstückig mindestens
ein Lötstift (10, 10', 12, 17, 17',18, 18') zur direkten
Kontaktierung mit der Leiterplatte (19) ausgebildet
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zugfederklemme direkt auf der Leiterplatte
angeordnet ist und am Anlageschenkel (4) einstückig
mindestens zwei abgewinkelte Lötstifte (10, 10',12, 17,
17', 18, 18') zur elektrischen Kontaktierung und zur
mechanischen Befestigung der Federkraftklemme (1)
ausgebildet sind, wobei der Anlageschenkel zumindest
im Einführ- oder Festklemmbereich (13) für den
elektrischen Leiter (5) beabstandet von der Oberfläche
der Leiterplatte angeordnet ist und bei der der
elektrische Leiter (5) direkt mit dem Anlageschenkel
(4) kontaktiert.
2. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anlageschenkel (4) an seiner Längsseite
zusätzlich zur Leiterplatte (19) hin abgewinkelte
Stützschenkel (16, 16') aufweist.
3. Federkraftklemme nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützschenkel (16, 16') im Einführ- oder
Festklemmbereich für den elektrischen Leiter (5) des
Anlageschenkels (4) gegenüber dem der Leitereinführung
entfernten Bereich höher ausgeführt sind, wodurch der
Anlageschenkel (4) in einer Neigung zur
Leiterplatte (19) steht.
4. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützschenkel (16, 16') im Einführ- oder
Festklemmbereich für den elektrischen Leiter (5) des
Anlageschenkels (4) gegenüber dem der Leitereinführung
entfernten Bereich in gleicher Höhe ausgeführt sind,
wodurch der Anlageschenkel (4) parallel zur
Leiterplatte (19) steht.
5. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anlageschenkel (4) im Einführ- oder
Festklemmbereich für den elektrischen Leiter (5) zur
Leiterplatte (19) hin abgewinkelt ist und mindestens
einen ausgeformten Lötstift (10) enthält.
6. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Anlageschenkel (4) im Einführ- oder
Festklemmbereich für den elektrischen Leiter (5)
gabelförmig zwei Lötstifte (10,10') ausgeformt zur
Leiterplatte (19) hin abgewinkelt sind.
7. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gabelförmig ausgeformten Lötstifte (10, 10')
durch eine zusätzliche Abknickung (23) zur Begrenzung
der Einstecktiefe in die Leiterplatte (19) aufweisen.
8. Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lötstifte (10, 10', 12, 17, 17', 18, 18') eine
ausgeformte Lötauflage (21) für eine SMD-Lötung auf
einer Leiterplatte aufweisen.
9. Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federkraftklemme (1) anstelle der Lötstifte
Einpressstifte (10, 10', 12, 17, 17', 18, 18') mit einer
federnden Einpressformzone aufweist.
10. Federkraftklemme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anlageschenkel (4) in seiner Verlängerung zum
Klemmschenkel (2) hin ein Kontaktstück (14) zur
Anlagekontaktierung des elektrischen Leiters (5)
aufweist.
11. Federkraftklemme nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Kontaktstück (14) durch das Fenster (3)
des Klemmschenkels (2) hindurch erstreckt und der
Klemmschenkel 2 mit seiner Fensterklemmkante (13)
gegen die Anlagefläche (15) des Kontaktstückes (14)
drückt.
12. Federkraftklemme (1) nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktstück (14) aus dem abgewinkelten
Endstück des Anlageschenkels (4) ausgestanzt ist.
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