DE102005050399B3 - Connecting terminal e.g. print terminal, for use in printed circuit board, has spring force unit with leg spring punched out and molded from material strip for clamping electrical conductor and fastened in openings - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussklemme, insbesondere Printklemme, für Leiterplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a terminal, in particular PCB terminal block, for Printed circuit boards according to the preamble of patent claim 1.
Hintergrund im Stand der Technikbackground in the prior art
Die Anschlussklemme, insbesondere Printklemme zum elektrischen Kontaktieren und zum Anbringen an eine mit einer Stiftleiste ausgestatteten Leiterplatte für wenigstens einen elektrischen Leiter, gibt es, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in vielen Bauausführungen, wie beispielsweise in einpoliger oder mehrpoliger Ausführung, mit einem in Blockbauweise angeordneten Isolierstoffgehäuse, wobei das Isolierstoffgehäuse mindestens eine Einführungsöffnung zum Einführen eines konfektionierten Kontakteinsatzes, bestehend aus einem Drückerteil, einem Federkraftelement und Kontakteinsatz, mit mindestens einem Aufnahmeraum für den konfektionierten Kontakteinsatz und mindestens einer Durchgangsöffnung für einen Kontaktstift mit einer Stiftleiste aufweist, wobei für die Stiftleiste an der Außenkontur des Isolierstoffgehäuses mindestens eine Führung, bestehend aus zwei Stegen angeordnet ist. Das Isolierstoffgehäuse der Printklemme ist des weiteren mit einem Drückerteil ausgestattet, wobei das Drückerteil aus Kunststoff besteht und mindestens eine Leitereinführungsöffnung zum Einführen eines elektrischen Leiters, eine Betätigungsmulde zum Ansetzen eines Betätigungswerkzeuges und Führungsflächen zur Verschiebung des Drückerteils im Kontakteinsatz aufweist. Des weiteren ist das Isolierstoffgehäuse der Printklemme mit einem Federkraftelement ausgestattet, wobei die Blattfeder des Federkraftelementes zum Klemmen mindestens eines elektrischen Leiters aus einem Materialstreifen ausgestanzt und ausgeformt wurde. Das Federkraftelement erzeugt eine Anpresskraft und drückt damit den elektrischen Leiter gegen den Kontakteinsatz, wobei der Kontakteinsatz aus einem elektrisch leitfähigen Materialstreifen besteht. Der aus dem Materialstreifen ausgestanzte und geformte Kontakteinsatz bildet die Stromschiene, wobei die Stromschiene mindestens eine Anlagefläche für den elektrischen Leiter und mindestens eine Kontaktfläche für einen Kontaktstift der auf der Leiterplatte montierten Stiftleiste, aufweist.The Terminal, in particular PCB terminal for electrical contact and for attachment to a printed circuit board equipped with a pin header for at least There is an electrical conductor, as in the prior art known, in many construction types, such as in unipolar or multipolar design, with a block-mounted insulating material housing, wherein the insulating housing at least one introduction opening for Introduce a prefabricated contact insert, consisting of a pusher part, a spring force element and contact insert, with at least one Recording room for the prefabricated contact insert and at least one passage opening for a Pin has a pin header, wherein for the pin header on the outer contour of the insulating material housing at least one guide, consisting of two webs is arranged. The insulating material of the Print terminal is also equipped with a pusher part, wherein the pusher part made of plastic and at least one conductor insertion opening for Introduce an electrical conductor, an actuating trough for applying a Operating tool and guide surfaces for Displacement of the pusher part having contact insert. Furthermore, the insulating material is the Print terminal equipped with a spring force element, wherein the Leaf spring of the spring force element for clamping at least one electrical Ladder was punched out of a strip of material and molded. The spring force element generates a contact force and presses it the electrical conductor against the contact insert, wherein the contact insert from an electrically conductive strip of material consists. The punched and shaped from the strip of material Contact insert forms the busbar, the busbar at least a contact surface for the electrical conductor and at least one contact surface for a Contact pin of the printed circuit board mounted on the pin header.
Solche Printklemmen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und können beispielsweise dem Produktkatalog "Leiterplattenanschluss COMBICON 2005" TNR 5169412/31.12. 2004-00 Seiten 41 ff, 246 ff, 300 ff und 429 ff der Firma Phoenix Contact GmbH & Co KG entnommen werden, wobei es solche Printklemmen in Schraubanschluss- und Federkraftanschlusstechnik für nahezu alle Anwendungsfälle in der Gebäudetechnik und Telekommunikation gibt. Alle Anschlussklemmen, insbesondere Printklemmen dieser Art zeichnen sich durch großes Klemmvermögen, platzsparende Außenabmessungen und Vielseitigkeit in der Anschlusstechnik aus. Eine Baureihe dieser Printklemmen betrifft die Federkraft-Doppelanschluss-Klemme ab Seite 300 ff des Produktkatalogs der Fa. Phoenix Contact. Diese Ausführungsform von Printklemmen eignet sich aber nur für Massivleiter bis 0,5 mm2 Querschnitt bzw. 0,8 mm Durchmesser. Für größere Leiterquerschnitte von bis 1,5 mm2 bzw. 1,4 mm Durchmesser sind aufgrund hoher vorgeschriebener Auszugskräfte Schraubenanschlussklemmen zu verwenden. Der Nachteil der bekannten Printklemmen in Schenkelfedertechnik besteht darin, dass für Doppelanschlussklemmen für Leiterquerschnitte von bis 1,5 mm2 keine schnelle installationsfreundliche und platzsparende Verdrahtung für die Anschlusstechnik rund um die Leiterplatte vorhanden ist, sondern auf Schraubenanschlussklemmen zurück gegriffen werden muss, weil die Anpresskräfte bei den vorhandenen Printklemmen in Schenkelfedertechnik für die anzuschließenden elektrischen Leiter von bis zu 1,5 mm2 nicht ausreichen.Such print terminals are well known from the prior art and can, for example, the product catalog "PCB connection COMBICON 2005" TNR 5169412 / 31.12. 2004-00 pages 41 ff, 246 ff, 300 ff and 429 ff are taken from the company Phoenix Contact GmbH & Co KG, whereby there are such print terminals in screw connection and spring-cage connection technology for almost all applications in building services and telecommunications. All terminals, especially PCB terminal blocks of this type, are characterized by their large clamping capacity, space-saving external dimensions and versatility in connection technology. One series of these PCB terminal blocks concerns the spring-loaded double connection terminal from page 300 ff of the product catalog from Phoenix Contact. However, this embodiment of PCB terminal blocks is only suitable for solid conductors up to 0.5 mm 2 cross section or 0.8 mm diameter. For larger conductor cross-sections of up to 1.5 mm 2 or 1.4 mm diameter, screw terminals must be used due to high prescribed pull-out forces. The disadvantage of the known pressure terminals in leg spring technology is that for double terminals for conductor cross sections of up to 1.5 mm 2 no fast installation-friendly and space-saving wiring for the connection technology around the circuit board is available, but on screw terminals must be used back, because the contact forces at the existing print terminals in leg spring technology for the electrical conductors to be connected of up to 1.5 mm 2 are not sufficient.
Aus
den Druckschriften
Die
Federpakete der Anschlussklemmen
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anschlussklemme, insbesondere Printklemme, für Leiterplatten anzugeben, die es ermöglicht, trotz einfacher Funktionsgeometrie und geringer Baugröße ausreichend große Anpresskräfte der Federn bereitzustellen. Dies soll dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Federkraftelement die für große Leiterquerschnitte notwendige Klemmkraft funktionssicher für die jeweilige Klemmstelle im Kontakteinsatz angeordnet ist.The object of the invention is to provide a terminal, in particular print terminal, for Lei Specify terplatten, which makes it possible to provide sufficiently large contact forces of the springs despite simple functional geometry and small size. This is to be achieved in that the at least one spring force element which is necessary for large conductor cross-sections clamping force is arranged functionally reliable for the respective terminal point in the contact insert.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen.According to the invention this Problem by the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention result from the following subclaims and the following Descriptions.
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Um eine mit diesen Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestattete und in der Baugröße entsprechend an die Schraub-Kontaktklemme angepasste Anschlussklemme in Federkrafttechnik für eine schnelle sichere und universelle Klemmverbindung in Dopelanschlusstechnik, unter Berücksichtigung der Verdrahtungsanforderungen der Gerätehersteller und Leiterplattenverarbeiter, herzustellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Printklemme zu schaffen, welche einerseits den elektrischen Kontakt für große Leiterquerschnitte von bis zu 1,5 mm2 sicher stellt und andererseits eine schnelle lösbare Verbindung des elektrischen bzw. der elektrischen Leiter zu ermöglichen.In order to produce a terminal equipped with these features of the present invention and adapted in size to the screw contact terminal in spring technology for fast safe and universal terminal connection in Dopelanschlusstechnik, taking into account the wiring requirements of the device manufacturers and PCB processors, the invention proposes a print terminal to create, on the one hand ensures the electrical contact for large conductor cross-sections of up to 1.5 mm 2 and on the other hand to allow a quick detachable connection of the electrical or electrical conductors.
Die universelle Verwendbarkeit der Printklemme bezieht sich sowohl auf die vertikale als auch auf die horizontale Steckrichtung des anzuschließenden elektrischen Leiters zur Leiterplatte.The universal usability of the PCB terminal refers to both the vertical as well as on the horizontal direction of insertion of the electrical to be connected Conductor to the circuit board.
Die schnelle sicher Klemmverbindung soll durch die Federkraftanschlusstechnik erfolgen, die im schnellen Anschluss des elektrischen Leiters ohne spezielles Werkzeug liegt. Das Klemmsystem beruht auf dem Schenkelfederprinzip und kann zwei elektrische Leiter gleichen Potentials klemmen.The fast safe clamping connection should be through the spring force connection technology done in the fast connection of the electrical conductor without special tool lies. The clamping system is based on the leg spring principle and can clamp two electrical conductors of equal potential.
Eine weitere Vorgabe besteht darin, die Baugröße der Printklemme in Federkraft-Doppelanschlusstechnik, bzw. deren Isolierstoffgehäuse, so klein wie möglich zu konstruieren und gegenüber der Schraubanschlussklemme zu reduzieren. Zur Reduzierung der Baugröße ist es daher notwendig, die relativ große Auslenkung der Blattfeder aus der Schenkelfedertechnik zu verkleinern, um somit den Aufnahmeraum für den Kontakteinsatz minimieren zu können, und gleichzeitig die Klemmkraft des Federelementes zu erhöhen, die benötigt wird, um größere Leiterquerschnitte von bis zu 1,5 mm2, die in eine Klemmstelle eingeführt und von der Schenkelfeder gegen die Stromschiene gepresst werden, zu erreichen.Another requirement is to construct the size of the PCB terminal in spring-loaded double connection technology, or its insulating housing, as small as possible and to reduce it with respect to the screw terminal. To reduce the size, it is therefore necessary to reduce the relatively large deflection of the leaf spring from the leg spring technology, so as to minimize the receiving space for the contact insert, and at the same time to increase the clamping force of the spring element, which is required to larger conductor cross-sections of up to 1.5 mm 2 , which are introduced into a terminal point and pressed by the leg spring against the busbar to reach.
Alle vorgenannten Anforderungen sollen in einer Anschlussklemme, insbesondere Printklemme, vereint werden.All The above requirements should be in a terminal, in particular PCB terminal block, to be united.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Printklemme entwickelt wird, welche die Vorteile der Federkraftanschlusstechnik und der Schraubanschlusstechnik vereint, wobei die Baugröße des Isolierstoffgehäuses reduziert ist, um mit der Miniaturisierung der Bauteile auf der Leiterplatte Schritt zu halten und welche in vertikaler und horizontaler Ausführung in den bekannten Rastergrößen zum Anschluss auf die Leiterplatte geeignet ist und gleichzeitig die Klemmkraft erhöht ist, um größere Leiterquerschnitte sicher zu klemmen und zwei elektrische Leiter gleichen Potentials im schnellen Anschluss ohne spezielles Werkzeug klemmen zu können und bei der zum schnellen Lösen der Klemmverbindung ein Drückerteil als Federöffner zur Verfügung steht.These Task is inventively characterized solved, that a print terminal is developed, which shows the advantages of spring connection technology and combines the Schraubanschlusstechnik, the size of the insulating material reduced is to deal with the miniaturization of components on the circuit board To keep up and which in vertical and horizontal execution in the known grid sizes for Connection to the circuit board is suitable and at the same time the Clamping force increased is to larger conductor cross sections safe to clamp and two electrical conductors of the same potential to be able to clamp in a fast connection without special tools and at the time for quick release the clamp connection a pusher part as a spring opener to disposal stands.
Erfindungsgemäß wurde die Schwierigkeit zur Einhaltung der Anforderungen nämlich die Reduzierung der Baugröße des Isolierstoffgehäuses und Erhöhung der Klemmkraft bei Anschluss von zwei elektrischen Leitern gleichen Potentials pro Pol auf der Leiterplatte in einem verhältnismäßig kleinen Klemmraum zu klemmen und dabei eine relativ große Auslenkung der Feder zu realisieren, behoben. Bei den bekannten Lösungen kam es überwiegend zu Problemen durch ein Setzen der Schenkelfeder. Das Setzen der Schenkelfeder bedeutet einen unzulässig hohen Verlust der Klemmkraft. Das Setzen der Schenkelfeder nimmt mit sinkender Materialstärke aber ab. Eine Schenkelfeder mit geringer Materialstärke erzeugt wiederum eine geringe Klemmkraft. Die Aufgabe besteht nun darin, eine größere Klemmkraft bei der Klemmverbindung zur Verfügung zu stellen. Bei der vorliegenden Lösung wurde daher eine Schenkelfeder mit deutlich geringerer Materialstärke eingesetzt. Um trotzdem eine ausreichend hohe Klemmkraft für größere Leiterquerschnitte erzeugen zu können, wird erfindungsgemäß statt einer einzelnen Schenkelfeder ein Federkraftelement, bestehend aus einem Federpaket eingesetzt. Zur Befestigung des Federpaketes besitzt der Kontakteinsatz Mittel. Die Mittel im Kontakteinsatz zur Befestigung des Federpaketes bestehen aus Öffnungen, wobei die Öffnungen in zwei parallel beabstandeten Stegen angeordnet sind. Die Öffnungen befinden sich in den Stegen auf gleicher Höhe und sind senkrecht zueinander angeordnet. Die Form der Öffnungen kann quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein, alternativ kann die Form der Öffnungen auch als Langloch ausgebildet sein, wobei das Langloch an einer der schmalen Querseiten geöffnet ist. Die Größe der Öffnungen entspricht der Größe bzw. der Materialstärke, die sich aus der Anzahl der im Federpaket enthaltenen Schenkelfedern ergibt. Das Federpaket besteht aus mindestens zwei Schenkelfedern, wobei die einzelnen Schenkelfedern gleiche oder unterschiedliche Konturen aufweisen können, auch die Kombination von gleichen und ungleichen Schenkelfedern in einem Federpaket ist möglich. Unter einer Kontur sind die Außenabmessungen einer Schenkelfeder zu verstehen. Auch die Materialstärke der einzelnen Schenkelfedern im Federpaket kann gleich oder unterschiedlich ausgeführt sein. Durch die Variation der Kontur und der Materialstärke der einzelnen Schenkelfedern kann eine jeweils auf den Bedarfsfall der Klemmstelle angepasste Klemmkraft durch ein Federpaket zusammen gestellt werden, wodurch ein Massivleiter oder ein feindrähtiger Leiter mit Aderendhülse einfach von den im Federpaket enthaltenen Schenkelfedern gegen die Stromschiene gepresst wird. Durch die unterschiedliche Kontur der Schenkelfeder in einem Federpaket besteht auch der erfindungsgemäße Vorteil, dass nur eine Schenkelfeder im Kontakt mit dem elektrischen Leiter diesen gegen die Stromschiene presst, während die andere oder anderen in der Kontur kleiner ausgeführten Schenkelfedern nur zur Erhöhung der Klemmkraft auf den elektrischen Leiter in der Klemmstelle dienen. Der Einsatz eines Federpaketes in einem Schenkelfedersystem bietet den erfindungsgemäßen Vorteil, dass die Klemmkraft des Systems bei gleichbleibenden Setzen der Schenkelfedern erhöht werden kann und damit auch mit kleinen Federn relativ große Auslenkungen zum Klemmen von großen Leiterquerschnitten realisiert werden können. Die gesamte erfindungsgemäße Anordnung, bestehend aus dem Kontakteinsatz, dem Federkraftelement, dem Drückerteil und dem Isolierstoffgehäuse hat den Vorteil, dass eine Anschlussklemme, insbesondere Printklemme, mit einem Federkraft – Doppelanschluss in einem Anwendungsbereich geschaffen wird, die bisher der Schraubtechnik vorbehalten blieb, wobei alle vorgegebenen industriellen und technischen Anforderungen von der erfindungsgemäßen Federkraftprintklemme erfüllt werden und eine schnelle, sichere und universelle Klemmverbindung entsteht.According to the difficulty of meeting the requirements namely the reduction in the size of the insulating material and increasing the clamping force when connecting two electrical conductors same potential per pole on the circuit board in a relatively small terminal space to clamp and thereby realize a relatively large deflection of the spring Fixed. In the known solutions, there were mainly problems by setting the leg spring. The setting of the leg spring means an unacceptably high loss of clamping force. The setting of the leg spring decreases with decreasing material thickness but from. A leg spring with low material strength in turn generates a low clamping force. The task now is to provide a greater clamping force in the clamp connection available. In the present solution, therefore, a leg spring was used with significantly lower material thickness. In order nevertheless to be able to generate a sufficiently high clamping force for larger conductor cross sections, according to the invention a spring force element consisting of a spring assembly is used instead of a single leg spring. For attachment of the spring package has the contact insert means. The means in the contact insert for fastening the spring assembly consist of openings, wherein the openings are arranged in two parallel spaced webs. The openings are located in the webs at the same height and are arranged perpendicular to each other. The shape of the openings may be square or rectangular, alternatively, the shape of the openings may also be formed as a slot, wherein the slot is open at one of the narrow transverse sides. The size of the openings corresponds to the size or the material thickness, which results from the number of leg springs contained in the spring package. The spring package consists of at least two torsion springs, the one individual torsion springs may have the same or different contours, the combination of the same and unequal leg springs in a spring assembly is possible. A contour is the outer dimensions of a leg spring to understand. The material thickness of the individual torsion springs in the spring package can be the same or different. By varying the contour and the material thickness of the individual leg springs each adapted to the need of the terminal point clamping force can be put together by a spring assembly, whereby a solid conductor or a fine stranded conductor with ferrule is simply pressed by the torsion spring contained in the spring assembly against the busbar. Due to the different contour of the leg spring in a spring assembly and the advantage of the invention that only one leg spring in contact with the electrical conductor presses against the busbar, while the other or other smaller in the contour of the leg springs only to increase the clamping force on the electric Serve conductor in the terminal point. The use of a spring assembly in a leg spring system provides the advantage according to the invention that the clamping force of the system can be increased with constant setting of the leg springs and thus relatively large deflections for clamping large conductor cross sections can be realized even with small springs. The entire arrangement according to the invention, consisting of the contact insert, the spring force element, the pusher part and the insulating material housing, has the advantage that a connection terminal, in particular pressure clamp, is created with a spring force double connection in a field of application which was previously reserved for screwdriving technology, all being predetermined industrial and technical requirements of the spring force pressure terminal according to the invention are met and a fast, secure and universal clamping connection is formed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigtOne embodiment The invention is shown purely schematically in the drawings and will be closer below described. It shows
In
Das
Isolierstoffgehäuse
Für eine Printklemme
Das
Bemessungsanschlussvermögen
bei Anschlussklemmen
Der
sich im Aufnahmeraum
Das
Federkraftelement
Wird
die Öffnungskraft
zurückgenommen, wird
das Drückerteil
Neben
dem Hintergriff
Zum
Einhängen
bzw, zur Befestigung des Federpaketes
Vorteilhafterweise
verjüngt
sich der Materialstreifen
Der
Des
weiteren sind an den Stegen
Um
die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter
Alternative
Befestigungsmöglichkeiten
für das
Federpaket
Das
in der
Des
weiteren ist die Brücke
An
den Längsseiten
- 11
- Anschlussklemmeterminal
- 22
- PrintklemmePCB terminal
- 33
- Leiterplattecircuit board
- 44
- Stiftleistepin header
- 55
- Kontaktstiftpin
- 66
- IsolierstoffgehäuseInsulated
- 77
- Einführungsöffnunginsertion opening
- 88th
- konfektionierter Kontakteinsatzassembled contact insert
- 99
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 1010
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 1111
- Fensteröffnungwindow opening
- 1212
- Außenkonturouter contour
- 1313
- Führungguide
- 1414
- Steg (Stiftleiste)web (Header)
- 1515
- Bedienungsseiteoperating side
- 1616
- Drückerteilpresser part
- 1717
- LeitereinführungsöffnungConductor insertion opening
- 1818
- elektrischer Leiterelectrical ladder
- 1919
- Betätigungsmuldeactuating depression
- 2020
- Betätigungswerkzeugoperating tool
- 2121
- Führungsflächenguide surfaces
- 2222
- Rastnasen(Drückerteil)Latching noses (handle portion)
- 2323
- FederkraftelementSpring element
- 2424
- Materialstreifenstrips of material
- 2525
- SchenkelfederLeg spring
- 2626
- FreiFree
- 2727
- Kontakteinsatzcontact insert
- 2828
- Materialstreifenstrips of material
- 2929
- Stromschieneconductor rail
- 3030
- Anlageflächecontact surface
- 3131
- Kontaktelementcontact element
- 3232
- Federpaketspring assembly
- 3333
- Konturcontour
- 3434
- Materialstärkematerial thickness
- 3535
- Längsseitelong side
- 3636
- Klemmflächeclamping surface
- 3737
- Klemmkanteclamping edge
- 3838
- Haltemittelholding means
- 3939
- Querseitetransverse side
- 4040
- Öffnungopening
- 4141
- Stege (Halter)Stege (Holder)
- 4242
- Form (Öffnung)shape (Opening)
- 4343
- Erhöhungenincreases
- 4444
- Erhebung Isurvey I
- 4545
- Erhebung IIsurvey II
- 4646
- Innenseiteinside
- 4747
- FreiFree
- 4848
- schräge Stegesloping footbridges
- 4949
- Hintergriffrear grip
- 5050
- Schmalseite (Kontur)narrow side (Contour)
- 5151
- Längsseite (Kontur)long side (Contour)
- 5252
- Rastnasen (Kontur)locking lugs (Contour)
- 5353
- Kontaktarmcontact
- 5454
- Klemmschlitzclamping slot
- 5555
- Vorsprüngeprojections
- 5656
- Radius (Kontakt)radius (Contact)
- 5757
- Brückebridge
- 5858
- Oberseitetop
- 5959
- Unterseitebottom
- 6060
- Seitenwändeside walls
- 6161
- Schmalseite(Drücker)Narrow side (handle)
- 6262
- Längsseite (Drücker)long side (Pusher)
- 6363
- Ausbuchtungenbulges
- 6464
- schräge Flächesloping surface
- 6565
- Radius (Drücker)radius (Pusher)
- 6666
- schräge Kantesloping edge
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