DE19753078A1 - Elektrische Anschlußklemme, insbesondere Anreihklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschluß­ klemme, insbesondere Anreihklemme, zur Anordnung auf einer Leiterplatte sowie zum Anschluß wenigstens eines elektri­ schen Leiters, mit einem aus Isolierstoff bestehenden Klem­ mengehäuse und mindestens einem darin aufgenommenen Kon­ taktelement, das mittels eines Federschenkels das Lei­ terende klemmend kontaktiert, wobei dem Kontaktelement ein Kontaktabschnitt für eine zumindest mittelbare elektrische Verbindung zwischen Leiterende und einer auf der Leiter­ platte angeordneten Leiterbahn zugeordnet ist.

Eine derartige elektrische Anschlußklemme zur Anord­ nung auf einer Leiterplatte ist bekannt, jedoch druck­ schriftlich nicht belegbar. Bei der bekannten schrauben­ losen Anschlußklemme ist es wesentlich, daß der Federschen­ kel mittels eines Betätigungsorgans vor dem Einführen des Leiterendes derart verspannt wird, daß das Leiterende in das Klemmengehäuse eingeführt werden kann. Das eingeführte Leiterende wird nach Lösung des Betätigungselementes durch die Rückstellkraft des Federschenkels festgeklemmt. An das Kontaktelement ist hier ein zweites Bauelement, der Kon­ taktabschnitt für die elektrische Verbindung, angeschweißt. Das Kontaktelement sorgt lediglich für eine mechanische Verbindung. Der Kontaktabschnitt umfaßt an seinem der Lei­ terplatte nahen Ende einen aus dem Gehäuse herausragenden Lötfuß zum Einstecken in eine auf der Leiterplatte angeord­ nete Bohrung. Für eine dauerhafte feste Verbindung zwischen Anschlußklemme und Leiterplatte und zur sicheren Kontaktie­ rung des Lötfüßchens mit einer auf der Leiterplatte ange­ ordneten Leiterbahn wird das Lötfüßchen nach dem Einstecken in die Bohrung auf der Leiterplatte verlötet.

Ausgehend von einer elektrischen Anschlußklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist es Aufgabe der Erfin­ dung, eine elektrische Anschlußklemme derart weiterzuent­ wickeln, daß sie auch für die Anordnung auf Leiterplatten ohne durchgehende Bohrungen für Lötfüßchen geeignet ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, wonach das Klemmengehäuse einen Einsteckschlitz für die Leiterplatte umfaßt und ein dem Kontaktelement zugeordneter Klemmschenkel innerhalb des Klemmengehäuses zur druck­ schlüssigen Abstützung auf der Leiterplatte vorgesehen ist.

Das Prinzip der Erfindung besteht somit im wesent­ lichen darin, daß die elektrische Anschlußklemme auf einen Randbereich der Leiterplatte aufsteckbar ist, wobei ein Klemmschenkel vorgesehen ist, der sich auf der Leiterplatte abstützt und auf diese Weise für eine lösbare, sichere me­ chanische Verbindung zwischen Anschlußklemme und Leiter­ platte sorgt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung sind Federschenkel und Klemmschenkel demselben Kon­ taktelement zugeordnet und bilden mit diesem ein einstücki­ ges Bauteil. Auf diese Weise ist es lediglich notwendig, ein Kontaktelement im Klemmengehäuse anzuordnen, das zwei Funktionen, nämlich das Klemmen des Leiterendes wie auch das Einklemmen der Leiterplatte, erfüllt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stützt sich der Klemmschenkel unmittelbar gegen eine auf der Leiterplatte angeordnete Leiterbahn ab. Auf diese Weise kann das Kontaktelement zusätzlich zu den oben genannten Funktionen eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem abisolierten Leiterende und der Leiterbahn herstellen. Es sind somit nicht die im Stand der Technik vorhandenen zwei Bauteile notwendig, die miteinander ver­ bunden werden müssen, sondern es genügt ein einziges Bau­ teil.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beaufschlagt der Federschenkel das Leiterende direkt gegen eine auf der Leiterplatte angeordnete Leiter­ bahn. Dies ermöglicht die Nutzung der Klemmkraft des Feder­ schenkels zur direkten elektrischen Kontaktierung des Lei­ terendes mit der Leiterbahn. Somit kann das Kontaktelement aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt werden, welches besonders vorteilhafte mechanische Eigen­ schaften aufweist.

Zusätzliche Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie anhand der Beschreibung zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbei­ spiele. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer elektrischen Anschlußklemme mit angeschnittenem Kontaktelement,

Fig. 2 die elektrische Anschlußklemme gemäß Fig. 1 mit ein­ gesteckter Leiterplatte und noch außerhalb befindli­ chem Leiterende,

Fig. 3 die elektrische Anschlußklemme gemäß Fig. 1 in Schrägansicht,

Fig. 4 die elektrische Anschlußklemme gemäß Fig. 2 in Schrägansicht,

Fig. 5 die elektrische Anschlußklemme gemäß Fig. 2 mit ein­ gestecktem Leiterende,

Fig. 6 eine elektrische Anschlußklemme, bei der das abiso­ lierte Leiterende direkt gegen eine auf der Leiter­ platte angeordnete Leiterbahn beaufschlagt ist,

Fig. 7 eine Schrägansicht der Anschlußklemme gemäß Fig. 5,

Fig. 8 eine Schrägansicht der Anschlußklemme gemäß Fig. 6, und

Fig. 9 eine durch Ineinanderstecken von fünf elektrischen Anschlußklemmen gebildete Anreihklemme und eine ent­ sprechende Leiterplatte.

Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Anschluß­ klemme dient der Verbindung eines abisolierten Leiterendes 11 mit einer Leiterplatte 12. Die elektrische Anschluß­ klemme umfaßt ein Klemmengehäuse 13, das aus einem Isolier­ stoff gebildet ist. In einem Aufnahmeraum des Klemmengehäu­ ses 13 ist ein Kontaktelement 14 aufgenommen. Das Klemmen­ gehäuse 13 umfaßt eine Einstecköffnung 15 für das abiso­ lierte Leiterende 11, einen Einsteckschlitz 16 für die Lei­ terplatte 12 sowie zumindest eine Betätigungsöffnung 17 für den Eingriff eines Betätigungsorgans, beispielsweise eines Schraubendrehers.

Das Kontaktelement 14 ist lose in den Innenraum des Klemmengehäuses 13 eingesetzt. Es ist nach Art einer Blatt­ feder ausgebildet und weist einen Federschenkel 18 auf, der die Klemmung des abisolierten Leiterendes 11 bewerkstelligt sowie einen Klemmschenkel 19, der zum Festklemmen der An­ schlußklemme 10 an der Leiterplatte 12 dient. Das Kontakt­ element 14 ähnelt einer im Stand der Technik als Käfigzug­ feder bezeichneten Kontaktanordnung, ist nur aber einer of­ fenen Schleife ähnlich ausgebildet und umgreift einen Zapfen 23, der von einer Seitenwand 29 des Klemmengehäuses 13 hervorsteht. Das Kontaktelement 14 selbst ist von einem ebenfalls von der Seitenwand 29 hervorstehenden umlaufenden Kragen 31 des Klemmgehäuses 13 umgeben, der nur von den Einstecköffnungen 15, 16, 17 unterbrochen ist und einen zwischen dem Zapfen 23 und dem Einsteckschlitz 16 angeord­ neten Steg 30 umfaßt.

Mit Eingreifen der Leiterplatte 12 in den Einsteck­ schlitz 16 trifft das freie Ende 22 der Leiterplatte 12 auf den in die Bewegungsbahn der Leiterplatte 12 hineinragenden Klemmschenkel 19 des Kontaktelementes 14. Bei der Weiterbe­ wegung der Leiterplatte 12 bis zum Auftreffen auf einen An­ schlag 28 für das freie Ende 22 der Leiterplatte 12 wird der Klemmschenkel 19 in Richtung des Pfeiles P im Uhrzei­ gersinn gespannt. Die ursprünglich lose eingelegte Blatt­ feder 14 wird nun in ihren Einspannbereichen im Zusammen­ wirken mit Anlage- und Halteflächen 25, 26, 27, die am Zapfen 23 bzw. am Kragen 31 des Klemmengehäuses 13 vorhan­ den sind, gespannt. Ohne das Vorhandensein von derartigen Halteflächen 25, 26, 27 würde das gesamte Kontaktelement 14 einer Drehbewegung in Richtung des Pfeiles P folgen. Das Vorhandensein der Lager- und Widerlagerflächen 25, 26, 27 bewirkt jedoch eine Verspannung des Klemmschenkels 19 gegen einen Mittelabschnitt 32 des Kontaktelementes 14 bzw. eine Verspannung relativ zu den Halteflächen 25, 26, 27, wodurch Rückstellkräfte aufgebaut werden. Auf diese Weise wird durch das Einschieben der Leiterplatte 12 in den Einsteck­ schlitz 16 die eigentliche Haltekraft als Rückstellkraft durch Verspannen des Klemmschenkels 19 erzeugt.

Um das abisolierte Leiterende 11 festzuklemmen, ist im Federschenkel 18 des Kontaktelementes 14 eine Durchgriff­ öffnung 20 angeordnet. Diese befindet sich gemäß Fig. 1 zunächst nicht in Flucht mit der Einstecköffnung 15 für das abisolierte Leiterende 11. Ein Einstecken des Leiterendes 11 bis in den vom Gehäuse 13 gebildeten Innenraum 33 hinein ist nicht möglich, da ein Werkstoffbereich 34 des Feder­ schenkels 18 den Weg versperrt. Durch Ansatz eines nicht gezeigten Hilfswerkzeuges, beispielsweise eines Schrauben­ drehers, durch die Betätigungsöffnung 17 hindurch in einen Spalt 47 zwischen Kontaktelement 14 und Kragen 31 hinein, kann der Federschenkel 18 infolge einer Bewegung des Hilfs­ werkzeuges in Richtung Q derart gespannt werden, daß die Durchgriffsöffnung 20 mit der Einstecköffnung 15 für das Leiterende 11 in Flucht gerät. Der Federschenkel 18 wird durch den Eingriff des Hilfswerkzeuges gegen eine am Steg 30 angeordnete Haltefläche 35 bzw. gegen eine am Zapfen 23 angeordnete Haltefläche 36 und eine dem Kragen zugeordnete Haltefläche 37 verspannt. Die Halteflächen 35, 36, 37 ver­ hindern dabei eine Drehung des Kontaktelementes 14 entgegen der Richtung des Pfeiles P. Der Steg 30 fungiert somit als Drehanschlag. Bei bereits eingesteckter Leiterplatte 12, die den Klemmschenkel 19 von der Haltefläche 35 wegführt, wird der Druck des Klemmschenkels 19 auf die Leiterplatte 12 noch verstärkt. Prinzipiell wird der Federschenkel 18 jedoch auch ohne eingesteckte Leiterplatte 12 gespannt.

Befindet sich die Durchgrifföffnung 20 in Flucht mit der Einstecköffnung 15, kann das Leiterende 11 durch die mit Einführschrägen versehene Einstecköffnung 15 und die Durchgrifföffnung 20 hindurch bis zu einem entsprechenden Anschlag 38 in den Innenraum 33 eingesteckt werden. An­ schließend wird das Betätigungselement wieder entfernt. Fig. 5 zeigt diese Situation, in der nun das Leiterende 11 durch die Rückstellkraft in Richtung R, die durch Verspan­ nung des Federschenkels 18 bezüglich des Klemmschenkels 19 bzw. bezüglich des mittleren Abschnittes 32 erzeugt ist, gegen eine am Kragen 31 des Klemmengehäuses 13 angeordnete und der Einstecköffnung 15 zugeordnete Auflagefläche 21 be­ aufschlagt wird.

Das Kontaktelement 14 befindet sich nun unter Spannung und hält sowohl die Anschlußklemme 10 auf der Leiterplatte 12 wie auch das Leiterende 11 mittels Federkräften zunächst mechanisch fest im Klemmengehäuse 13. Auf diese Weise ist eine besonders einfach gestaltete sowie einfach zu bedienende elektrische Anschlußklemme geschaffen, die eine sichere Verbindung zwischen Leiterende 11 und Leiterplatte 1 2 bewerkstelligt.

Der Klemmschenkel 19 liegt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1, 2, 3, 4, 5 und 7 direkt auf der auf der Leiterplatte 12 angeordneten Leiterbahn 24 auf. Somit wird die elektrische Verbindung zwischen Leiterende 11 und Lei­ terplatte 12 direkt über das Kontaktelement 14 bewerkstel­ ligt. Dieses besteht zu diesem Zwecke aus elektrisch beson­ ders gut leitendem Material, beispielsweise aus einer Be­ ryllium-Kupfer-Legierung.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 6 und 8 sieht vor, das abisolierte Leiterende 11 di­ rekt gegen eine auf der Unterseite der Leiterplatte 12 an­ geordnete Leiterbahn 24 zu beaufschlagen. Dafür ist das freie Ende 39 des Federschenkels 18 etwa V-förmig umgebogen mit einem langen, freien V-Schenkel und einem angebundenen V-Schenkel, der einen Abschnitt 34 umfaßt, der die Durch­ grifföffnung 20 begrenzt.

Die Anschlußklemme 10 wird zunächst auf den Rand der Leiterplatte 12 aufgesteckt. Anschließend kann analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel das Leiterende 11 durch die Durchgriffsöffnung 20 eingesteckt werden. Im montierten Zustand drückt die Randkante 40 des freien V-Schenkels in Richtung R der Rückstellkraft gegen den Leiter 11. Das Festklemmen des Leiterendes 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr durch Klemmung gegen eine Auflagefläche 21 am Gehäuse 13 bewerkstelligt, sondern direkt durch Klemmung gegen die Leiterplatte 12. Das Kontaktelement 14 muß dabei nicht speziell aus elektrisch leitendem Material gefertigt sein, sondern kann aus einem Federstahl bestehen, welcher in erster Linie mechanischen Anforderungen entspricht, z. B. hervorragende Federeigenschaften aufweist und gute Haltekräfte bewirkt.

Der Angriffspunkt der Klemmkraft ist auf diese Weise vom freien Ende 22 der Leiterplatte 12 beabstandet. Somit ist ein großer Auflagebereich des abisolierten Leiterendes 11 auf der Leiterbahn 24 geschaffen, der eine sichere und gute Kontaktierung ermöglicht. Unter Bezug auf Fig. 6 wird deutlich, daß die geometrische Anordnung besonders günstig ist, da die Randkante 40 dem freien Ende des Klemmschenkels 19 direkt gegenüberliegt.

Das Einstecken des Leiterendes 11 vollzieht sich hier derart, daß wiederum durch Benutzung eines Betätigungsele­ mentes der Federschenkel 18 so verspannt wird, daß die Durchgrifföffnung 20 mit der Einstecköffnung 15 fluchtet. Die Durchgrifföffnung 20 ist dabei derart dimensioniert, daß das freie Leiterende 11 beim Einstecken nicht gegen den Randkante 40 des umgebogenen freien Endes 39 des Feder­ schenkels 18 stößt. Ist das Leiterende 11 bis zu dem An­ schlag 38 in den Innenraum 33 eingeführt, so kann das Betä­ tigungswerkzeug gelöst werden. Die durch Spannung des Kon­ taktelementes 14 erreichte Rückstellkraft drückt das Lei­ terende 11 dann in Richtung R gegen die Leiterbahn 24. Dabei stützt sich der Klemmschenkel 19 gegen die Oberseite der Leiterplatte 12 ab.

Prinzipiell ist es auch vorstellbar, daß das Klemmen an zwei räumlich getrennten Zonen stattfindet, beispiels­ weise zusätzlich zu der Klemmung durch die Randkante 40 in einer Zone im Bereich der Einstecköffnung 15 gegen eine Auflagefläche 21. Auf diese Weise könnte ein Teil der Rück­ stellkraft des Federschenkels 18 für die elektrische und ein Teil für die mechanische Kontaktierung verwendet wer­ den.

Das als Blattfeder ausgebildete Kontaktelement 14 kann auch auf eine andere Weise ausgestaltet sein. Das erfin­ dungsgemäße Kontaktelement 14 ermöglicht jedoch auf vor­ teilhafte Weise ein Verspannen von Klemmschenkel 19 und Fe­ derschenkel 18 gegeneinander.

In Fig. 3 erkennt man eine zweite kopfseitig angeord­ nete weitere Betätigungsöffnung 41. Durch diese Betäti­ gungsöffnung 41 kann auf ähnliche Weise wie durch die Betä­ tigungsöffnung 17 ein Betätigungselement den Federschenkel 18 durch Druck in Richtung Q verspannen. Alternativ kann auch ein Betätigungselement, beispielsweise ein Hebel, am Klemmengehäuse 13 direkt angeordnet, beispielsweise ange­ lenkt sein.

Fig. 9 zeigt fünf elektrische Anschlußklemmen 10, die zu einem Anschlußklemmenblock aneinandergereiht sind. Dafür sind an jedem Klemmengehäuse 13 sowie an jedem Kragen 31 Rastelemente 42 bzw. an der dem jeweiligen Kontaktelement 14 abgewandten Seite der Seitenwand 29 Gegenrastele­ mente 42' angeordnet, die entsprechend ineinandergreifen. Wie bei Anreihklemmen üblich, wird ein Kontaktelement 14 in seinem Klemmengehäuse 13 durch das jeweilige Nachbargehäuse gehalten. Um das äußere Kontaktelement 14 in dem vom Kragen 31 und der Seitenwand 29 gebildeten Innenraum des Klemmen­ gehäuses 13 festzulegen und zu schützen, ist endseitig ein Abdeckelement 43 vorgesehen, das die Anreihklemme ab­ schließt.

Das Abdeckelement 43 kann ferner über mindestens ein Codierelement 44 verfügen, das mit entsprechenden Codier- bzw. Rastelementen 45, 46 der Leiterplatte 12 korrespon­ diert. So können auf der Leiterplatte 12 schlitzähnliche Ausnehmungen 45 mit quer dazu verlaufenden Aussparungen 46 angeordnet sein. Am Abdeckelement 43 können dafür Stege 48 bzw. ein nasenartiger Vorsprung 44 angeordnet sein, die in den Schlitz 45 und die Aussparung 46 eingreifen. Die An­ schlußklemme 10' an dem dem Abdeckelement 43 gegenüberlie­ genden Ende des Anschlußklemmenblocks verfügt über ähnliche, nicht gezeigte Codierelemente zum Eingriff in eine Ausspa­ rung 46. Auf diese Weise läßt sich die Anreihklemme sicher und nur in einer bestimmten Position auf der Leiterplatte 12 befestigen.

Claims (14)

1. Elektrische Anschlußklemme, insbesondere Anreih­ klemme, zur Anordnung auf einer Leiterplatte sowie zum An­ schluß wenigstens eines elektrischen Leiters, mit einem aus Isolierstoff bestehenden Klemmengehäuse und mindestens einem darin aufgenommenen Kontaktelement, das mittels eines Federschenkels das Leiterende klemmend kontaktiert, wobei dem Kontaktelement ein Kontaktabschnitt für eine zumindest mittelbare elektrische Verbindung zwischen Leiterende und einer auf der Leiterplatte angeordneten Leiterbahn zugeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmengehäuse (13) einen Einsteckschlitz (16) für die Leiterplatte (12) umfaßt und ein dem Kontaktelement (14) zugeordneter Klemm­ schenkel (19) innerhalb des Klemmengehäuses (13) zur druck­ schlüssigen Abstützung auf der Leiterplatte (12) vorgesehen ist.

2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Federschenkel (18) und Klemmschenkel (19) demselben Kontaktelement (14) zugeordnet sind und ,mit diesem ein einstückiges Bauteil bilden.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt integraler Bestand­ teil des Kontaktelementes (14) ist.

4. Anschlußklemme nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Klemmschenkel (19) unmittelbar gegen eine auf der Leiterplatte (12) angeordnete Leiterbahn (24) abstützt.

5. Anschlußklemme nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Federschenkel (18) das Leiterende (11) gegen eine an -dem Klemmengehäuse (13) angeordnete Auflage­ fläche (21) beaufschlagt.

6. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Federschenkel (18) das Lei­ terende (11) gegen eine auf der Leiterplatte (12) angeord­ nete Leiterbahn (24) beaufschlagt.

7. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktele­ ment (14) im wesentlichen als ein einer offenen Schleife ähnliches Blattfederelement ausgebildet ist, dessen Endab­ schnitte den Federschenkel (18) und den Klemmschenkel (19) bilden.

8. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktele­ ment (14) lose in dem Klemmengehäuse (13) gehalten ist und dem Federschenkel (18) und dem- Klemmschenkel (19) jeweils Einspannbereiche mit Halteflächen (25, 26, 27, 35, 36, 37) zugeordnet sind, gegen die die beiden Schenkel (18, 19) verspannbar sind.

9. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federschenkel (18) und der Klemmschenkel (19) gegeneinander verspannbar sind.

10. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmschenkel (19) beim Einstecken der Leiterplatte (12) in den Einsteck­ schlitz (16) in deren Bewegungsbahn eingreift.

11. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktele­ ment (14) einen stoffschlüssig am Klemmengehäuse (13) ange­ ordneten Zapfen (23) teilumgreift, an dem Halteflächen (25, 36) für das Kontaktelement (14) angeordnet sind.

12. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zapfen (23) und dem Einsteckschlitz (16) ein Drehan­ schlag (30) angeordnet ist, der eine Widerlagerfläche (35) für das Kontaktelement (14) bereitstellt.

13. Anschlußklemme nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der dem Federschenkel (18) zugeordnete Endab­ schnitt (39) des Kontaktelementes (14) im wesentlichen V-förmig umgebogen ist, und bei angeschlossener Leiterplatte (12) und Leiterende (11) mit seiner freien Randkante (40) das Leiterende (11) gegen eine auf der Leiterplatte (12) angeordnete Leiterbahn (24) beaufschlagt.

14. Anschlußklemme nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der freie V-Schenkel länger ist als ein dem angebundenen V-Schenkel zugeordneter Abschnitt (34), der eine Durchgrifföffnung (20) für das Leiterende (11) im Fe­ derschenkel (18) scheitelnah begrenzt.