DE19534315C1 - Elektronikreihenklemme - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronikreihenklemme mit integrierter Leiter­ platte oder mit einer direkt mit Leiterbahnen bedruckten Klemmenwand und mit im Klemmengehäuse festgelegten Stromschienen, die an ihrem einen Ende mit einer Leiterbahn verlötet sind und an ihrem anderen Ende mit einem Leiteranschluß ver­ bunden sind und in ihrem Verlauf zwischen der Lötstelle und dem Leiteranschluß einen Bereich mit verringerter Festigkeit im Sinne einer Biegezone aufweisen.

Eine derartige Elektronikreihenklemme ist beispielsweise aus dem DE 94 11 808 U1 be­ kannt. Bei der dortigen Ausgestaltung ist die Biegezone durch einen freigestanzten schmalen Abschnitt im Stromschienenverlauf gebildet, an den sich ein Z-Kontakt mit zwei Z-förmig zueinander gebogenen Lötkontaktflächen anschließt.

Vom Leiteranschluß her auf die eingelegte Stromschiene einwirkende Kräfte wie bei­ spielsweise Leiterzugkräfte oder aber auch aus der Beaufschlagung mit dem Betäti­ gungswerkzeug für den Leiteranschluß resultierenden Kräfte werden dabei von der Lagefixierungszone zwischen Stromschiene und Klemmengehäuse nicht fernge­ halten, sondern müssen von dieser Lagefixierungszone aufgenommen werden.

Ebenso können in dem Biegezone Biegekräfte senkrecht zur Längsachse des federn­ den Abschnittes nicht von der Z-förmigen Lötstelle ferngehalten werden.

Von der Lötstelle her resultierende Kraftbeaufschlagungen, wie sie insbesondere aus unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten resultieren, führen zu Span­ nungskräften, die von der dortigen Biegezone zwar abgemildert werden, aber von der Lagefixierungszone zwischen Stromschiene und Gehäuse nicht ausreichend fernge­ halten sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektronikrei­ henklemme der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine weitestgehende Freistel­ lung der Lötstellen von Kräften und zugleich einen sehr sicheren Halt dem Strom­ schienen im Klemmengehäuse gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen in einer zusätzlichen Kraftaufnahmezone, welche als Steckverbindung zwischen einem Abschnitt der Stromschiene und einer dafür vorgesehenen Aufnahme am Klemmengehäuse ausgebildet ist. Dank dieser zusätzlichen Kraftaufnahmezone werden vom normalerweise oben liegenden Leiteranschluß kommende Kräfte, soweit sie nicht von einer dem Leiteranschluß nachgeordneten Biegezone aufgenommen werden, zuverlässig von der Kraftaufnahmezone aufgenommen, wodurch der Lagefixierungsbereich zwischen Stromschiene und Gehäuse entlastet wird und insbesondere alle von oben kommenden Kräfte und Spannungen von der Lötstelle ferngehalten werden, die das entsprechende Ende der Stromschiene mit einer Leiterbahn, sei es auf einer integrierten Leiterplatte, sei es direkt auf der Klemmenwand, verbindet.

Spannungskräfte, die aus der normalerweise unten liegenden Lötstelle resultieren und die sich insbesondere aus unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der be­ teiligten Materialien ergeben, werden ebenfalls von der Kraftaufnahmezone aufge­ fangen und vom Lagefixierungsbereich ferngehalten. Dazu ist es zweckmäßig, zwi­ schen dieser Kraftaufnahmezone und der Lötstelle eine weitere Biegezone in der Stromschiene vorzusehen, die derartige Spannungskräfte durch entsprechende Verformung teilweise auffangen kann und die Lötstelle selbst entlastet.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Kraftaufnahmezone durch eine Stecköffnung im Klemmengehäuse einerseits und eine Steckfahne an der Strom­ schiene andererseits gebildet, wobei zweckmäßig zwischen diesen beiden Elemen­ ten ein Preßsitz vorgesehen ist. In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Stromschiene ausgehend vom Leiteranschluß winkelförmig ausgebildet und die Steckfahne befindet sich in einem Querschenkel, an den sich dann wiederum abge­ winkelt ein zur Lötstelle führender Schenkel anschließt.

Insbesondere bei Elektronikreihenklemmen mit aufgedruckten Leiterbahnen auf einer Klemmenwand ist in zweckmäßiger Weise auf der Klemmenwand ein Lagerbock mit metallisierter Steckaufnahme für eine darin zu verlötende Steckfahne der Strom­ schiene vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung ist somit die Kraftaufnahmezone als Lötstelle ausgebildet. Es ist zweckmäßig, die die Kraftaufnahmezone bildende Löt­ stelle selbst mit einer Leiterbahn in Verbindung zu setzen.

Ausführungsbeispiele von Elektronikgehäusen gemäß der Erfindung werden nach­ stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Elektronikreihenklemme gemäß der Erfindung mit eingesetzter Leiterplatte, mit teilweiser sprengbildlicher Darstellung einer darin unterzubringenden Stromschiene,

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung zur Illustration der Verbindung zwischen Stromschiene, Klemmengehäuse und Leiterplatte,

Fig. 3 ein Elektronikgehäuse gemäß der Erfindung mit einer unmittelbar mit Leiterbahnen bedruckbaren Klemmenwand,

Fig. 4 eine perspektivische Teildarstellung zur Illustration der Verbindung zwischen Reihenklemme und Stromschiene.

Bei der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorgesehenen Elektronikreihenklemme ist in deren Isolierstoffgehäuse 1 eine Leiterplatte 2 eingesetzt und damit im Gehäuse integriert, auf der sich diverse Leiterbahnen 3 sowie Elektronikbauelemente 4 befin­ den. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Elektronikreihenklemme insgesamt vier Leiteranschlüsse, die beispielsweise als Käfigzugfederanschlüsse ausgebildet sind, bei denen Käfigzugfedern 6 auf einem emporstehenden Schenkel 7 einer Stromschiene 8 angeordnet sind, die in ihrem weiteren nach unten zur Leiterplatte gerichteten Verlauf mit einem Querschenkel 9 abgewinkelt ist, an den sich wiederum abgewinkelt ein weiterer, zur Lötstelle 10 führender Schenkel 11 befindet. Die Löt­ stelle 10 dient der Verbindung zwischen dem entsprechenden Ende der Strom­ schiene 8 und der betroffenen Leiterbahn 3 auf der Leiterplatte 2.

Im Verlauf der Stromschiene ausgehend von der die Käfigzugfeder 6 aufnehmenden Zone des emporstehenden Schenkels 7 schließt sich an diese Zone zunächst eine erste Biegezone 12 an, die durch eine mäanderförmige Strukturierung dieses Strom­ schienenbereiches gebildet ist, daran schließt sich im Bereich des winkelförmigen Überganges zwischen emporstehendem Schenkel 7 der Stromschiene 8 und deren Querschenkel 9 eine somit winkelförmige Lagefixierungszone 13 an, mit der die Stromschiene 8 in eine entsprechend abgewinkelte Aufnahme 14 in einen Lagerbock 15 des Isolierstoffgehäuses 1 eingesetzt werden kann. In diesem Lagerbock 15 be­ findet sich eine Stecköffnung 16, in die zweckmäßiger unter Preßsitz eine im Quer­ schenkel 9 der Stromschiene 8 gebildete Steckfahrie 17 eingedrückt werden kann. Die Stecköffnung 16 und die Steckfahne 17 bilden eine gesonderte zusätzliche Kraft­ aufnahmezone 18 zwischen der Stromschiene 8 und dem Gehäuse 1.

In dem sich anschließenden abgewinkelten und zur Lötstelle 10 führenden Schenkel 11 der Stromschiene 8 befindet sich zwischen dem Steckdorn 19 am Ende des Schenkels 11, der in die Lötstelle 10 in der Leiterplatte 2 eingedrückt wird, eine wei­ tere in dem Schenkel 11 der Stromschiene 8 ausgeklinkte Biegezone 20.

Betätigungskräfte, die vom Bereich des Leiteranschlusses 5 ausgehen und bei­ spielsweise durch Leiterzug oder durch Beaufschlagung mit einem Betätigungswerk­ zeug zur Öffnung der Käfigzugfeder 6 resultieren können, werden zum Teil durch entsprechende Verformung der ersten Biegezone 12 abgefangen und gelangen im übrigen über die Lagefixierung 13 in die Kraftaufnahmezone 18, in der die Steck­ fahne 17 der Stromschiene in die Stecköffnung 16 des Lagerbockes 15 eingepreßt ist. Dies führt einerseits zu einer Kraftentlastung der Lagefixierung 13 und hält ande­ rerseits jegliche von dem Leiteranschluß 5 kommenden Kräfte zuverlässig und voll­ ständig von der Lötstelle 10 und damit der elektrischen Verbindung der Stromschiene 8 mit der Leiterplatte 2 fern.

Etwaig von der Lötstelle 10 ausgehende Spannungskräfte, die insbesondere aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beteiligten Materialien resul­ tieren können, werden durch die untere Biegezone 20 teilweise aufgenommen, im übrigen wiederum durch die Kraftaufnahmezone 18 vollständig, unter entsprechender Entlastung der Lagerfixierung 13, aufgenommen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine Elektronikreihenklemme vorgesehen, bei der statt einer integrierten Leiterplatte das Isolierstoffgehäuse 1 eine mit Leiter­ bahnen unmittelbar bedruckte und mit elektronischen Bauelementen bestückte und insoweit als Leiterplatte wirkende Rückwand 2a aufweist. Die dort vorgesehene Stromschiene 8′ hat in gleicher Weise einen emporstehenden Schenkel 7, auf dem die Käfigzugfeder 6 zur Bildung des Leiteranschlusses 5 angeordnet ist. An diese Zone schließt sich nach unten wieder die mäanderartig ausgebildete Biegezone 12, an, an die sich wiederum im Übergangsbereich zwischen dem emporstehenden Schenkel 7 und dem Querschenkel 9′ die winkelförmige Lagefixierung 13 befindet, in die entsprechende Aufnahme, 14 des Lagerbockes 15 eingesetzt werden kann, der sich jetzt auf der Rückwand 2a des Isolierstoffgehäuses 1 befindet. Bei dieser Aus­ führungsform ist eine Stecköffnung 16′ im Lagerbock 15 gebildet, die so weit metalli­ siert ist, daß sie für die Steckfahne 17 der Stromschiene einerseits sowohl die Kraft­ aufnahmezone wie auch die Lötstelle 10′ bilden kann. Die Lötstelle 10′ ist dabei über die Weiterführung des die Stecköffnung 16′ umgebenden Metallisierungsbereiches 21, mit einer Leiterbahn auf der Rückwand 2a leitend verbunden.

Auch bei dieser Ausgestaltung werden aus dem Betätigungs- und Leiteranschlußbe­ reich kommende Kräfte teils von der Biegezone 12 aufgefangen, teils durch die Kraft­ schlußzone aufgenommen. Der Kraftschlußbereich dieser Zone verhindert zugleich eine Beschädigung der eigentlichen Lötstelle. Auch die Lagefixierung 13 ist entspre­ chend entlastet.

Claims (9)

1. Elektronikreihenklemme mit integrierter Leiterplatte (2) oder einer direkt mit Leiterbahnen bedruckten Klemmenwand (2a) Und mit im Klemmengehäuse (1) lagefixiert eingesetzten Stromschienen (8, 8′) die an ihrem einen Ende mit einer Leiterbahn verlötet sind und an, ihrem anderen Ende mit einem Leiteran­ schluß (5) verbunden sind und in ihrem Verlauf zwischen der Lötstelle (10) und dem Leiteranschluß (5) einen Bereich mit einer verringerten Festigkeit im Sinne einer Biegezone aufweisen, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Kraftaufnahmezone (18), welche als Steckverbindung zwischen einem Abschnitt (17) der Stromschiene (8, 8′) und einer dafür vorgesehenen Aufnahme (15) an dem Klemmengehäuse (1) ausgebildet ist.

2. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmezone (18) zwischen der Lötstelle (10) und einer dem Leiteran­ schluß (5) nachgeordneten Biegezone (12) vorgesehen ist.

3. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Biegezone (12) und der Kraftaufnahmezone (18) eine vor­ zugsweise winkelförmige Lagefixierung (13) zwischen Stromschiene (8) und Isolierstoffgehäuse (1) befindet.

4. Elektronikreihenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Kraftaufnahmezone (18) und der Lötstelle (10) in der Stromschiene (8) eine Biegezone (20) befindet.

5. Elektronikreihenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmezone (18) durch eine Steck­ öffnung (16) im Klemmengehäuse (1, 15) einerseits und eine darin einpreß­ bare Steckfahne (17) an der Stromschiene (8) gebildet ist.

6. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (8) ausgehend von dem Leiteranschluß (5) winkelförmig ausge­ bildet ist und die Steckfahne (16) an einem Querschenkel (9) vorgesehen ist, an den sich abgewinkelt ein zu der Lötstelle (10) führender Schenkel (11) an­ schließt.

7. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmezone (18) als Lötstelle (10′) ausgebildet ist.

8. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmengehäuse (1) in einem Lagerbock (15) eine metallisierte Steck­ aufnahme (16′) für die darin einzupressende und damit zu verlötende Steck­ fahne (17) der Stromschiene (8′) aufweist.

9. Elektronikreihenklemme nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kraftaufnahmezone (18) ausgebildete Lötstelle (10) in leitender Verbindung mit einer Leiterbahn steht.