DE202007012668U1

DE202007012668U1 - Schraubklemme zum Befestigen auf elektrischen Leiterplatten

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Publication number: DE202007012668U1
Application number: DE202007012668U
Authority: DE
Original assignee: AIZO AG
Current assignee: AIZO AG
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2017-09-11

Abstract

Schraubklemme (1) zum ausschließlich stoffschlüssigen Befestigen auf elektrischen Leiterplatten, umfassend
ein Schraubklemmengehäuse mit mindestens einen Klemmkanal (4),
eine Verbindungsfläche des Schraubklemmengehäuses, angesiedelt zwischen Schraubklemme (1) und dem Träger auf dem die Schraubklemme anzubringen ist, sowie
mindestens eine von außen in das Schraubklemmengehäuse in dessen Klemmkanal (4) hineinreichendes Befestigungselement (8) wobei das Schraubklemmengehäuse an mindestens einer seiner seitlichen Außenflächen, in deren unteren Hälfte, mindestens eine Vertiefung aufweist, welche die durch den Befestigungs- bzw. Lösevorgang des Befestigungselements (8) bewirkten Spannungen im Schraubklemmengehäuse in Richtung der Mitte der Verbindungsfläche lenkt bzw. lenken und dadurch die Kanten und Ecken der Verbindungsfläche entlasten.

Description

Die Erfindung betrifft Schraubklemmen, wie sie zum Anschluss von elektrisch leitenden Kabeln insbesondere auf Leiterplatten Verwendung finden.
Aus dem Stand der Technik sind Schraubklemmen bekannt, die, Lüsterklemmen vergleichbar, ein elektrisch leitendes Kabel aufnehmen und dieses elektrisch leitend in sich fixieren können, wobei die Fixierung üblicherweise durch eine Quetschung des Kabels geschieht, die beispielsweise durch eine Schraube bewirkt werden kann. Derartige Schraubklemmen werden dann üblicherweise auf einer elektrischen Leiterplatte ebenfalls elektrisch leitend befestigt, sodaß mit ihrer Hilfe ein wieder lösbarer elektrischer Anschluss von einem elektrisch leitendem Kabel zu einer elektrischen bzw. elektronischen Leiterplatte bewirkt wird. Derartige Schraubklemmen werden in minitaturisierter Form dann als SMD-Schraubklemmen (SMD = Suface Mounted Schraubklemme) bezeichnet. Die SMD-Technik zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieses kleine SMD-Bauteil unmittelbar auf die Leiterplatte aufgesetzt wird und an dort vordefinierten Lötflächen mit dieser Leiterplatte verlötet wird. Hiermit steht die SMD-Technik im Gegensatz zur herkömmlichen ”Thru-Hole-” oder ”Durchsteck-Technik”, bei der die Leiterplatte selbst Öffnungen aufweist, die entweder das Kabel selbst, oder aber entsprechende Anschlüsse von Bauteilen aufnehmen können, die dann wiederum in diesen Öffnungen und evtl. auch noch auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte verlötet werden, wobei das Kabel dann von diesen Bauteilen aufgenommen wird. Derartige Ausführungen sind beispielhaft in der US 5 336 113 , der DE 20 104 407 , der G 93 12 961 oder in der DE 296 00 371 dargestellt.
Insbesondere sind im Markt auch Schraubklemmen bekannt, welche als Hochspannungs-Schraubklemmen eingesetzt werden. Diese haben oftmals die geometrische Eigenschaft nicht kubisch ausgeformt zu sein, sondern in Doppel-T-Form, bzw. H-Form. Diese Gestalt dient jedoch in erster Linie dem Zweck der Materialersparnis; andere Zwecke werden nicht gelehrt. Eine derartige Klemme ist beispielsweise in der DE 102 15 985 dargestellt. Andere Schraubklemmen besitzen zur Erhöhung der mechanischen Verbindbarkeit mit der Leiterplatte mindestens ein Durchsteckelement
Diese SMD-Technik bietet unter anderem die Vorteile, dass

• auf beiden Seiten der Leiterplatte Bauteile auch direkt ”untereinander” bestückt werden können, und dass
• keine Löcher in die Leiterplatte gebohrt zu werden brauchen, und dass
• auf beiden Seiten der Leiterplatte elektrische Leitungen zu dem Anschluß geführt werden können und nicht nur auf einer Seite, und dass
• eine einfache und sehr schnelle Automatenbestückung möglich ist, und dass
• kleine Positionsfehler bei der Bauteilbestückung beim Löten automatisch korrigiert werden (die Bauteile werden durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Zinns in die richtige Position gezogen), und dass
• hierdurch ein niedriger Anschlusswiderstand und eine geringe Impedanz (wichtig bei Hochfrequenzbaugruppen) erreicht werden, und daß
• mechanische Bewegungen, bzw. Vibrationen des Kabels besser kompensiert werden können.

Zur Befestigung der Schraubklemme mit der Leiterplatte wird üblicherweise entweder eine Steckverbindung für das zu fixierende Kabel, oder eine Schraubverbindung für das zu fixierende Kabel in Verbindung mit einer Lötung (üblicherweise Reflow-Löten) verwendet, sodaß durch die Lötung selbst einerseits eine mechanisch stabile Verbindung erzielt wird und anderseits zugleich eine elektrisch leitende Verbindung bewirkt wird.
Im Zuge der weiter fortschreitenden Miniaturisierung und der zuvor geschilderten Vorteile besteht ein zunehmendes Bedürfnis mit Hilfe derartiger immer kleiner werdender Schraubklemmen in SMD-Bauweise elektrische Leitungen bzw. Litzen mit elektronischen Leiterplatten oder elektronischen Bauelementen zu verbinden. Die SMD-Technik ermöglicht daher vor allem eine schnelle, einfache, automatengerechte Bestückung und erlaubt einen höheren Miniaturisierungsgrad, da es mit dieser Technik besonders leicht ist, dass beide Seiten einer Leiterplatte mit derartigen Bauteilen bestückt werden können, weil in diesem Fall mit Hilfe einer SMD-Schraubklemme die auf der Leiterplatte befindlichen Leitungen auf derjenigen Seite zugeführt werden können, auf der sich auch die SMD-Schraubklemme befindet. Aus diesem Grund kann auf der gegenüberliegenden zweiten Seite der Leiterplatte eine zweite SMD-Schraubklemme für einen zweiten Anschluß angebracht werden. Im Gegensatz hierzu müsste im Fall der zuvor beschriebenen Durchstecktechnik für ein Element auf beiden Seiten viel Platz für die Lötstellen frei gehalten werden.
Nachteile der SMD-Technik und insbesondere Nachteile bei Schraubklemmen, wo speziell bei der Verschraubung noch große Kräfte auf die Lötstelle einwirken sind, dass bei handelsüblichen SMD-Schraubklemmen diese beim Fixieren eines elektrischen Leiters im Klemmkanal des Schraubklemmengehäuses leicht von der Leiterplatte abgerissen werden können, da beim Festdrehen der Schraube im Schraubklemmengehäuses die Schraube eine Quetschung des Grunds des Klemmkanals bewirkt, die sich bis auf die Verbindungsfläche auswirkt und die Verbindungsfläche ausbeult. Hierdurch kann nicht nur die Verbindung selbst, sondern damit auch die elektrische Leitfähigkeit der Verbindung negativ beeinträchtigt werden.
Eine beim Befestigen erfolgende Verformung der Lötfläche, mit der das Klemmengehäuse auf der Leiterplatte aufgelötet ist, führt in aller Regel zu einer erheblichen Schwächung der bestehenden Lötverbindung. Im Extremfall kann die Lötverbindung abreißen und hierdurch der Klemmenkörper von der Leiterplatte abbrechen.
Dieses Problem trat vor Einführung der SMID-Technik bei der bis dahin verwendeten herkömmlichen Durchstecktechnik so gut wie nicht auf, da die Lötverbindung der durchgesteckten Elemente derart feste mechanische Strukturen aufgebaut hat, dass die Befestigung von beispielsweise einem Draht in dem Klemmgehäuse diese Verbindung mit der Leiterplatte nicht beeinträchtigt hat. Die vorliegende Erfindung hat daher das Ziel eine formschlüssige Verbindung zwischen Bauelement und Leiterplatte zu ersetzen, ohne daß die durch den (auch teilweisen) Formschluß bewirkte mechanische Stabilität zu sehr reduziert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine nicht durch Formschluß verbindbare Schraubklemme bereitzustellen, die als SMID-Bauelement verwendbar ist und bei der die Gefahr einer Beschädigung der Verbindung mit der Leiterplatte reduziert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Besondere Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen:
Die Erfindung betrifft eine Schraubklemme zum ausschließlich stoffschlüssigen Befestigen auf elektrischen Leiterplatten, die auch als Leiterplattenschraubklemme bezeichenbar ist, umfassend ein Schraubklemmengehäuse mit mindestens einen Klemmkanal, eine Verbindungsfläche des Schraubklemmengehäuses, angesiedelt zwischen Schraubklemme und dem Träger auf dem die Schraubklemme anzubringen ist, sowie mindestens eine von außen in das Schraubklemmengehäuse in den Klemmkanal hineinreichendes Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube, wobei das Schraubklemmengehäuse an mindestens einer seiner seitlichen Außenflächen, in deren unteren Hälfte mindestens eine Vertiefung aufweist, welche die durch den Befestigungs- bzw. Lösevorgang des Befestigungselements bewirkten Spannungen im Schraubklemmengehäuse in Richtung der Mitte der Verbindungsfläche lenkt bzw. lenken.
Das Merkmal der ausschließlich stoffschlüssigen Befestigung bewirkt, daß all diejenigen Bauelemente außer Betracht bleiben, welche eine Positionierung des Bauelements auf der Leiterplatte durch ein geometrisches Merkmal bewirken wollen. Die hiermit verbundene aufwendige Positionierung soll erfindungsgemäß ersetzt werden, durch eine einfache schnelle Positionierung, ohne auf die durch die Geometrie bewirkte zusätzliche Stabilität verzichten zu müssen.
Diese erfindungsgemäße Vertiefung an mindestens einer Außenfläche des Schraubklemmengehäuses kann gezielt gestaltet werden, und hierdurch situativ definiert und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden, und bewirkt als derart gezielt gestaltete und entworfene Kerbe eine genau definierte Kerbwirkung. Eine derartige gezielte Gestaltung kann beispielsweise mit Hilfe einer FEM-Berechnung erfolgen. Eine derart definierte Kerbwirkung wiederum bewirkt, dass die Spannungsverteilung innerhalb des Bauteils mit Hilfe der durch die Vertiefung bewirkten Kerbwirkung gezielt in eine vordefinierte Richtung gelenkt werden kann. Zur Erreichung dieser gezielten Lenkung der Spannungsverteilung bzw. des Spannungsflusses im Bauteil werden entsprechend die Lage, Form und Tiefe der Kerbe konkret so eingestellt, bzw. entworfen, dass der Spannungsfluß im SMD-Körper so geleitet wird, dass dieser beim Festziehen oder beim Lösen des Befestigungsmittels, wie beispielsweise der Befestigungsschraube eine möglichst geringe Verformung verursachen kann.
Eine Verbindungsfläche des Schraubklemmengehäuses, angesiedelt zwischen Schraubklemme und dem Träger auf dem die Schraubklemme anzubringen ist, ermöglicht die die ausschließlich stoffschlüssige Verbindung mit der Leiterplatte, insbesondere wenn diese Verbindungsfläche eben ist und somit erfindungsgemäß ohne Elemente zum Einrasten oder Aufstecken auf eine Leiterplatte ausgestattet ist, die es ja erfindungsgemäß zu ersetzen gilt, ohne signifikant an Stabilität der Verbindung zu verlieren.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme mit mindestens einer Vertiefung durch mindestens eine Kerbe an mindestens einer der Außenwände des Schraubklemmengehäuses versehen wird, so wird hierdurch der zusätzliche Effekt bewirkt, dass die im Körper verlaufenden Spannungen von der Kerbkante, die in diesem Fall eine Kante an der Außenfläche ist, von der Kerbe und damit von der Außenfläche weg in die Richtung der Innenseite des Körpers der Schraubklemme geleitet wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Stellen, an welchen derartige Schraubklemmen auf Trägern, wie beispielsweise Leiterplatten, sitzen, also die Verbindungsflächen zwischen Schraubklemme und dem Träger auf dem sie angebracht sind, an durch den Benutzer bestimmbaren Teilflächen der gesamten Verbindungsfläche entlastet und an durch den Benutzer bestimmbaren anderen Teilflächen der gesamten Verbindungsfläche zusätzlich belastet werden können. Üblicherweise besteht diese Verbindungsfläche aus einer Lötstelle.
Wenn ein Draht in den Klemmkanal einer auf einen Träger festgelöteten Schraubklemme eingeführt wird, und wenn dieser Draht in einem zweiten Arbeitsschritt durch Festschrauben in dem Klemmkanal befestigt wird, so wird beim Anschlag der Schraube die der Schraube entgegengebrachte Gegenkraft letztendlich durch diese Verbindungsfläche, z. B. Lötfläche, aufgebracht. In dieser Verbindungsfläche tritt die größte Gegenkraft wiederum an der Stelle auf, welche von der Drehachse am weitesten entfernt ist, also in diesem Fall in der Nähe der äußersten Kanten, insbesondere in der Nähe der Ecken der Verbindungsfläche der Schraubklemme. Aus diesem Grund treten in der Nähe dieser Stellen der Verbindungsfläche, die von der Drehachse am weitesten entfernt sind, z. B. nach zahlreichen Zu- bzw. Aufschraubvorgängen, häufiger Materialermüdung bzw. Risse auf, als an anderen Stellen der Verbindungsfläche. Sind erst einmal Risse bzw. Schwächungen eingetreten, wird insbesondere durch dynamische Belastungen die Stabilität der gesamten Verbindungsfläche herabgesetzt da eine Fehlstelle sich bei dynamischen Belastungen über den Wöhler-Effekt zu einer Sollbruchstelle entwickeln kann, wodurch auch ihre elektrische Leitfähigkeit reduziert wird, bzw. schwindet. Auch bei Beaufschlagung mit statischen Kräften kann von diesen Fehlstellen eine Gefahr ausgehen, da eine angerissene Stelle leichter und bei geringeren Kräften durchreißt, als eine nicht fehlerhafte Stelle. Durch die erfindungsgemäße mindestens eine Vertiefung in der Gestalt von mindestens einer Kerbe an mindestens einer der Außenwände des Schraubklemmengehäuses ist es möglich, durch diese Kerbe die Verbindungsfläche genau an dieser ihrer kritischen Stelle vor einer zu hohen Spannung zu schützen. Der Benutzer der vorliegenden Erfindung wird mit dem Wissen der vorliegenden Erfindung daher entweder prospektiv genau dort eine ihm geeignet erscheinende Kerbform vorsehen, wo er die größte Belastung durch Spannungen erwartet, bzw. er wird, wenn er bereits Erfahrungen mit Materialermüdungen bzw. Rissen an genau definierten Stellen sammeln musste, die erfindungsgemäßen Vertiefungen genau dort zum Einsatz bringen, wo er statistisch die größte Fehlerhäufigkeit vorfindet.
Die Vertiefung bewirkt, daß die durch den Befestigungs- bzw. Lösevorgang des Befestigungselements (8) bewirkten Spannungen im Schraubklemmengehäuse in Richtung der Mitte der Verbindungsfläche lenkt bzw. lenken und dadurch die Kanten und Ecken der Verbindungsfläche entlasten. Hierdurch werden Spannungen an den exponierten Stellen der Verbindungsfläche, wie insbesondere den Kanten und Ecken signifikant reduziert, was die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung dieser Stellen und damit die Einleitung von Rissen von diesen Stellen aus reduziert. Hierdurch wird das erfindungsgemäße Ziel erreicht, die Verbindungsstabilität zu erhöhen, ohne auf geometrische Hilfsmittel, wie beispielsweise formschlüssige Bauelemente, wie insbesondere Durchsteckelemente zurückgreifen zu müssen.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme eine Vertiefung aufweist, die Spannungen auf das Zentrum der Drehachse des Befestigungselements lenkt, so wird die Spannung auf einen zentralen Bereich in der Verbindungsfläche gelenkt, was insbesondere bei Bvelastungen durch Momente die hierbei besonders belasteten Eckbereiche und Kanten entlastet.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme so ausgestaltet ist, dass mindestens eine Kerbe an mindestens einer Seite des Schraubklemmengehäuse um das gesamte Schraubklemmengehäuse umläuft, so wird hierdurch bewirkt, dass die gesamte Außenkante der Verbindungsfläche von der Schraubklemme mit dem mit ihr verbundenen Körper vor Überspannung geschützt wird. Zusätzlich bewirkt die Kerbe eine Lenkung der Spannung weg von diesen Außenkanten der Verbindungsfläche in Richtung der Mitte der Verbindungsfläche und damit meist in Richtung der Drehachse mit deren Hilfe der Draht in dem Klemmkanal der Schraubklemme beispielsweise durch eine Schraubbewegung befestigt werden kann. Durch diese Lenkung der Spannungen im Körper der Schraubklemme auf das Zentrum der Drehachse werden diejenigen Bereiche, welche von dieser Drehachse zunehmend entfernt liegen, in zunehmendem Maß von Spannungen und damit von dem, durch das Schrauben verursachten Drehmoment und den daraus resultierenden Kräften entlastet, die mit zunehmendem Abstand von der Drehachse sonst ebenfalls zunehmen würden. Durch den in dieser Ausführungsform beanspruchten und an der gesamten äußeren Gehäusewand umlaufenden Kerbring kann durch die gezielte Auswahl der Kerbform und der Kerbtiefe und durch die Auswahl des Abstands der Kerbe von der Verbindungsfläche gezielt eingestellt werden, in welchen Bereich, bzw. an welche Stelle die Spannungen im Gehäuse der Schraubklemme geleitet werden. Hierdurch können von der Verbindungsstelle signifikant höhere Kräfte bzw. Drehmomente durch die Schraubklemme über die Verbindungsfläche auf den sie tragenden Körper übertragen werden.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme so ausgestaltet ist, dass die Gestalt der Vertiefung dahingehend ausgelegt ist, daß betragsmäßig die größten durch den Befestigungs-, bzw. Lösevorgang auftretenden Spannungen in der Mitte der Verbindungsfläche auftreten. Hierdurch ist es insbesodnere bei Maschienbestückung möglich, die Kerben in ihrer Gestalt und damit Kerbwirkung genau auf die von außen z. B. durch eine Maschine aufgebrachte Kraft auszurichten. Hierdurch kann das Volumen der Schraubklemme weiter reduziert werden. Dies spart Material und verbauten Bauraum.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme eine durchgehend ebene Fläche aufweist, so kann siwe eben und bündig auf die korresponderende Fläche der Lreiterplatte aufgelegt werden, was eine minimale Verwendung von Befestigungsmittel, wie z. B. Lot erlaubt. Die ssit insbesodnere für derartige stoffschlüssige Verbindungen vorteilhaft Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme zusätzlich noch so ausgestaltet wird, dass die Vertiefung von einer einzigen umlaufenden Vertiefung oder mindestens zwei parallelen umlaufenden Vertiefungen gebildet wird, so bewirkt dies, dass zwei parallel verlaufende Kerben individuell gestaltet werden kennen und entsprechend ihrer jeweiligen Wirkung ausgewählt und eingesetzt werden können. So kann eine der beiden beispielsweise eine „U”-Form, aufweisen, eine andere eine „V”-Form.
Statt Vertiefungen können alternativ auch Randelemente an mindestens eine der Außenwandungen angebracht werden, soweit diese so gestaltet sind, daß sie eine Kerbwirkung aufweisen.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme zusätzlich noch so ausgestaltet ist, dass die mindestens eine Kerbe etwa auf Höhe der tiefsten Stelle des Klemmkanals ihre höchste Kante in mindestens einer der Wände der Schraubklemme aufweist, so wird eine Ausgestaltung erreicht, die sich im Einsatz besonders bewährt hat, weil die beim Festschrauben verursachten Spannungen einerseits gut abgeleitet werden können und gezielt an eine gewünschte Stelle geführt werden können, aber anderseits die notwendige Bauhöhe und damit der notwendige Materialeinsatz auf ein Minimum reduziert werden konnte.
Wenn die erfindungsgemäße Schraubklemme außerdem zusätzlich noch so ausgestaltet ist, dass die mindestens eine Kerbe eine Kerbtiefe aufweist, welche etwa bis zum seitlichen Extremum des Klemmkanals reicht so wird eine Ausgestaltung erhalten, die auf eine maximale Umlenkung des Spannungsverlaufs sowie auf einen minimalen Materialeinsatz hin optimiert ist, so lange die Bauhöhe nicht vergrößert wurde.
Wenn außerdem die erfindungsgemäße Schraubklemme zusätzlich noch so ausgestaltet ist, dass die mindestens eine Kerbe eine Kombination aus Kerbform, Kerbbreite und Kerbtiefe aufweist, so dass die beim Betätigen der Schraubklemme erzeugten Kraftlinien im wesentlichen im Zentrum der Schraubklemme, zusammenlaufen und von dort aus in die elektrischen Leiterplatte übergehen so können durch eine solche Fokussierung der Kraftlinien bzw. Spannungsströme diese in im Zentrum der Schraubklemme gezielt gebündelt werden. Alternativ können diese fokussierten Kraftlinien auch an einer beliebigen alternativen Stelle in der Schraubklemme zusammengeführt werden und von dort aus in die elektrische Leiterplatte oder ein anderes Bauelement übergeleitet werden.
Dieses Prinzip der gezielten Gestaltung und Verteilung von Vertiefungen bei elektrischen und elektronischen Bauteilen ist bei allen SMD-Bauelementen anwendbar, die auf Leiterplatten angebracht sind und auch mechanisch beansprucht werden, wie beispielsweise Potentiometer, Schalter, Regler etc. Derartig gestaltete SMD-Bauelemente können auch zur Befestigung von elektrischen Leitungen mit einem beliebig gestalteten starren Körper verwendet werden, da hierdurch erreicht werden kann, dass die durch die Befestigungselemente verursachten Kräfte von den rissgefährdeten Stellen mit Hilfe von Kerben, die im Gehäuse eine Spannungsumlenkung bewirken, gezielt weggeleitet werden können. Hiermit ist der Grundgedanke der Erfindung nicht auf die Bauteile beschränkt, welche eine elektrische Funktion aufweisen. Vielmehr sind nach dem erfindungsgemäßen Prinzip auch rein mechanisch beanspruchte SMD-Bauelemente mit den erfindungsgemäßen Vertiefungen versehbar und weisen den Vorteil auf, nicht so schnell von ihrem Träger abzureißen. Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch dann Verwendung finden, wenn mit Hilfe von SMD-Bauelementen eine wieder lösbare Befestigung mit einem starren Bauteil bewirkt werden soll. In diesem Fall wird statt eines flexiblen elektrischen Kabels z. B. ein starres elektrisch leitendes, oder auch ein nicht elektrisch leitendes Element wieder lösbar in den Befestigungskanal geführt und dort befestigt werden, wobei das SMD-Bauelement wiederum selbst fest auf seinem Träger befestigt ist. Auf diese Weise dient das erfindungsgemäße SMD-Bauelement auch dazu, starre Verbindungen zu ermöglichen, seien diese elektrisch leitend oder auch nicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert/beschrieben. Hierbei zeigt:
1 eine Frontalansicht einer dem Stand der Technik entsprechenden SMD-Schraubklemme;
2a eine Frontalansicht einer erfindungsgemäßen SMD-Schraubklemme mit zwei Einkerbungen an zwei der Außengehäusewände der Schraubklemme, von vorne und oben aus betrachtet;
2b eine Frontalansicht einer erfindungsgemäßen SMD-Schraubklemme mit zwei Einkerbungen an zwei der Außengehäusewände der Schraubklemme, von vorne und unten aus betrachtet;
3 photographische Abbildung einer erfindungsgemäßen SMD-Schraubklemme mit zwei gleichen Kerben auf den Seitenflächen die jede dem Buchstaben „V” ähneln;
4a–c drei photographische Abbildungen einer erfindungsgemäßen SMD-Schraubklemme von allen vier Seiten der SMD-Schraubklemme;
5a–b erfindungsgemäße SMD-Schraubklemmen mit unterschiedlichen Nutformen;
6a–b Verformung des Korpus zweier erfindungsgemäßer SMD-Schraubklemmen in identischer Bauart mit einer je anderen Starke der Lötschicht;
7a–b Verformung des Bodens zweier erfindungsgemäßer SMD-Schraubklemmen in identischer Bauart mit einer je anderen Starke der Lötschicht,
8a–b Vergleichsspannung des Korpus zweier erfindungsgemäßer SMD-Schraubklemmen in identischer Bauart mit einer je anderen Starke der Lötschicht, Vergleichsspannung in N/mm²
9a–b Vergleichsspannung des Bodens zweier erfindungsgemäßer SMD-Schraubklemmen in identischer Bauart mit einer je anderen Starke der Lötschicht, Vergleichsspannung in N/mm²
Die vorliegende Erfindung geht von einer in 1 dargestellten und in ihrer Grunderscheinung bekannten Schraubklemme 1 aus. In SMD-Bauweise weist eine derartige SMD-Schraubklemme 1 einen meist rechteckigen Schraubklemmenkörper 2 mit beispielsweise den Maßen 6 mm Höhe, 6 mm Tiefe und 4 mm Breite auf, sowie ein M2,5 Gewinde 3, welches von oben nach unten in den Schraubklemmenkörper 2 eindringt, diesen Körper 2 aber nicht vollends durchdringt, und einen Klemmkanal 4 rechtwinklig schneidet, wobei sich die Achsen des Klemmkanals 4 und des Gewindes 3 kreuzen. In den üblichen Ausführungsformen endet das Gewinde 3 im Klemmkanal 4 der Schraubklemme 1. Die Schraubklemme umfasst weiterhin ein (vorliegend nur in 3 dargestelltes) Befestigungselement 8, wie z. B. eine Schraube, um in das Gewinde 3 eingeschraubt zu werden und fakultativ einen nicht dargestellten so genannten „Drahtschutz”, zur besseren Befestigung des in den Klemmkanal 4 einzuführenden und durch die Schraube 8 zu befestigenden Drahts, bzw. Litze. Hierdurch ist die Schraubklemme 1 geeignet, in den Klemmkanal 4 eingeführte Gegenstände (z. B. elektrische Kabel) mit Hilfe der Schraube 8 durch Quetschen der Litze zu fixieren und eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen. Wenn die Schraubklemme 1 aus elektrisch leitendem Material gefertigt ist, ist sie darüber hinaus geeignet als elektrischer Anschluß zu dienen, um auf diese Weise ein elektrisches Kabel mit Hilfe der Schraubklemme 1 mit einer elektrischen Leiteplatte elektrisch leitend zu verbinden. Um die Klemmwirkung zu erhöhen sind auch Schraubklemmen 1 auf dem Markt, welche ein Drahtschutz umfassen, welcher auf der Außenseite der Schraubklemme 1 zwischen Schraube 8 der oberen Außenfläche der Schraubklemme 1 befestigt wird und dann an der äußeren Oberfläche der Schraubklemme 1 entlang in den Klemmkanal 4 hinein gebogen ist, sodaß die Schraube 8 auf der Außenfläche diesen Drahtschutz beim Festziehen mit fixiert und zugleich im Klemmkanal 4 mit Hilfe des Endes des Schraube 8 in Richtung des Grunds des Klemmkanals 4 drückt. Hierdurch drückt die Schraube 8 auf den Drahtschutz und der Drahtschutz wiederum auf die zu fixierende elektrische Leitung im Klemmkanal 4. Vorzugsweise besteht eine derartige SMID-Schraubklemme 1 wegen ihrer guten Lötbarkeit aus einer CuZn-Legierung, die entsprechend duktil ist. Hierdurch werden beim Festziehen der Schraube 8 sowohl der Körper 2 der Schraubklemme 1, als auch die Verbindung der Schraubklemme 1 mit der elektrischen Leiterplatte verformt. Um diese Verformungen oder auch Abrisse beim Festziehen (insbesondere beim maschinellen festziehen auf Produktionsstraßen) zu vermeiden muß oftmals auf Schraubklemmen 1 zurückgegriffen werden, welche mit Hilfe von Durchsteckelementen nicht auf-, sondern in der Leiterplatte fixiert werden, wobei diese Durchsteckelemente dann von unten auf der anderen Seite der Leiterplatte festgelötet werden. Dies hat den Vorteil, dass die durch das Festdrehen bewirkte mechanische Beanspruchung der Schraubklemmen 1 durch die Durchsteckelemente abgefangen wird und die Lötstelle nicht mit Torsionskräften aus dem Festziehprozess belastet wird. Dies hat jedoch unter anderem den Nachteil, dass an dieser Stelle nur auf einer Seite der Leiterplatte elektrische Leitungen angebracht werden können.
In den 2a und 2b wird in Frontalansicht und von vorne und oben, bzw. von vorne und unten aus betrachtet, eine erfindungsgemäße SMD-Schraubklemme 1 gezeigt. Sie weist an ihren beiden seitlichen Außenflächen je eine erfindungsgemäße Einkerbung auf, die parallel zueinander und parallel zur Achse des Klemmkanals 4 liegen. Die Achsen der Einkerbungen liegen wiederum zwischen der Achse des Klemmkanals 4 und der Verbindungsfläche 7 der Schraubklemme 1, die auf der elektrischen Leiterplatte befestigt wird. Im vorliegenden Fall hat die Einkerbung eine rechteckige Form. Alternativ kann auch eine jede andere Form verwendet werden, wie beispielsweise ein Halbkreis, eine V-Form etc. Auch können die Kanten gefast oder gerundet gestaltet sein. Da eine jede Gestalt einer Kerbe 5 eine andere Kerbwirkung bewirkt, wird im praktischen Einsatz die konkret erforderliche Kerbform situativ aufgrund der tatsächlich herrschenden Beanspruchung ausgewählt werden. Besonders gute Erfahrungen wurden mit je einer im wesentlichen v-förmigen Kerbe 5 an jeder der beiden 6 mm langen Seitenwände gesammelt, wobei sich der Kerbgrund nur ein klein wenig tiefer (so dass ca. 0,63 mm Material zwischen Kerbe 5 und Klemmkanal 4 verbleiben) befindet, wie der tiefste Punkt des Klemmkanals 4. Die eine Seitenwand der fast „v”-förmigen Kerbe 5 weist mit der Außenwand einen Winkel von fast 30° auf, während die andere Seitenwand mit der Außenfläche einen Winkel von fast 150° aufweist. Wenn der Klemmkanal 4 den bei diesen Abmaßen üblichen 2,4 mm starken Durchmesser aufweist, verbleibt dann zwischen der Seitenwand der Kerbe 5 und der Wandung des Klemmkanals 4 Material von mindestens 0,63 mm. Der Übergang von den beiden Seitenwänden der „v”-förmigen Kerbe 5 zur Außenwand weist einen Radius von 0,6 mm auf, während der Kerbgrund eine vom Fachmann beliebig bemaßte bzw. nach Vorgaben berechnete Eindringtiefe aufweist und im Kerbgrund einen Radius von 0,3 mm. In 2b ist darüber hinaus auf der Verbindungsfläche 7, die zugleich die Lötfläche darstellt, gepunktet der Druckbereich 6 angedeutet, den die Schraube 8 beim Festziehen auf den Boden bewirkt. Bei nicht erfindungsgemäßen SMS-Schraubklemmen 1 beult sich dieser aufgrund des duktilem Materials nach dem Festziehen der Schraube 8 erkennbar aus. Hierdurch werden im Lot im wesentlichen senkrechte Druckkräfte im Zentrum des Druckbereichs 6 erzeugt und im wesentlichen senkrechte Zugkräfte am äußeren Rand des Druckbereichs 6. Beim Lösen der Schraube 8 kann sich die Richtung dieser Kraftlinien umkehren.
In 3 wird die erfindungsgemäße Schraubklemme 1 in Frontalansicht und von oben auf die beiden Seitenflächen vor dem Hintergrund eines Millimeterpapiers gezeigt, um die Gestalt und Bemaßung einer vorteilhaften und in dieser Ausführung produzierten Ausführungsform zu beschreiben. Die äußere Gestalt dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in 2 ausführlich geschilderten Ausführungsform mit den zwei parallelen und im wesentlichen „v”-förmigen Kerben 5.
In den 4a, 4b, 4c wird in verschiedenen Ansichten ein und die selbe erfindungsgemäße SMD-Schraubklemme 1 aus 2 gezeigt. 4a zeigt eine Ansicht von vorne oben; 4b zeigt eine Ansicht von hinten oben und 4c zeigt eine Ansicht von hinten unten.
In den 5a, 5b, werden zwei Varianten eines gelöteten SMD-Bauelementes mit Nut dargestellt, welche mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode hinsichtlich der auftretenden Spannungen und Verformungen analysiert und verglichen werden. Die Varianten unterscheiden sich lediglich durch die Form der Entlastungsnut. Die in 5a dargestellte Nut weist an beiden Seitenflächen des SMD-Bauelements eine Kerbe auf, welche zwei Wände umfast, die senkrecht zur Außenwand in den SMD-Klemmkörper hineinragen und im Klemmkörper einen Kerbgrund aufweisen, der die Form eines Halbkreises aufweist. Die in 5b dargestellte Nut weist ebenfalls an beiden Seitenflächen des SMD-Bauelements eine Kerbe auf, welche ebenfalls zwei Wände umfast, die jedoch zueinander in einem Winkel zwischen null und 90° aufweisen und im Klemmkörper einen Kerbgrund aufweisen, der die Form eines Teils eines Halbkreises aufweist und die beide Wandflächen der Kerbe miteinander verbindet.
Ziel der Analyse ist es, festzustellen, in wieweit die Nutform eine Entlastung der Lötschicht und der Nut bewirkt. Die Vorgehensweise bei der Untersuchung mit Hilfe einer Finite Elemente Berechnung ist hierbei wie folgt:

• Geometrieübernahme und Aufbereitung
• Vernetzung
• Definition der Randbedingungen und Belastungen
• Festigkeitsanalyse
• Auswertung
• Berichterstellung

Die Modellerstellungen und die Berechnungen erfolgten mit ANSYS Workbench 10.0. Als Einheitensystem wurde Millimeter und Newton gewählt. Die Verformungen ergeben sich somit in Millimeter, die Kräfte in Newton und die Spannungen in N/mm².
Die Geometrien der beiden Varianten wurden von 3D CAD Daten übernommen und als Volumenmodell aufbereitet (vgl. 5a; 5b).
Die Lötschicht wurde als Volumenschicht (Dicke = 0,3 mm) unter dem SMD-Bauelement mit berücksichtigt. Eine weitere Volumenschicht unter der Lötschicht dient dazu, die feste Einspannung ohne Singularität am Lötvolumen zu definieren.
Lötschicht:
Die Schraube wurde vereinfacht als Volumen im oberen Loch angebunden, so dass deren Steifigkeit mit berücksichtigt ist.
Die Vernetzung erfolgt mit quadratischen Tetraederelementen bei einer globalen Elementkantenlänge von 0,3 mm. Das Berechnungsmodell besteht aus ca. 160.000 Knotenpunkten. In 5a und 5b ist diese Vernetzung dargestellt.
Zwischen dem SMD-Bauelement und dem Lötvolumen wurde eine feste Verbindung definiert.
Randbedingungen und Belastungen:
Die Unterseite wurde fest eingespannt. Es wurde ein Lastfall betrachtet. Hierbei wirkt eine Klemmkraft bzw. entgegengesetzt eine Vorspannkraft von 600 N. Des Weiteren wurde ein Anzugsmoment von 0,5 Nm angesetzt. Die Annahmen der Randbedingungen und der Belastungen sind bei allen Varianten gleich.
Werkstoffdaten
Dem SMD-Bauelement bzw. der Lötschicht wurden folgende Materialeigenschaften zugewiesen: Tabelle 1 Werkstoffkennwerte

Einheit SMD-Bauelement Lötvolumen

Werkstoffbezeichnung Messing Lötzinn

Elastizitätsmodul N/mm² 102.000 10.000

Querkontraktion - 0,3 0,3
Dem Schraubenvolumen wurden Stahleigenschaften zugewiesen (E-Modul = 210.000 N/mm²).
Rechenalgorithmen: Die Berechnungen erfolgten statisch linear.
Ergebnisse: In den 6a–9b werden die Verformung und die Vergleichsspannungen von Mises der beiden Varianten nacheinander und zueinander gleich ausgewertet und graphisch dargestellt.
In der folgenden Tabelle werden die Ergebnisse beider Varianten zusammengefasst: Tabelle 2: Ergebnisse

Verformung in mm Gesamt 15,5 15,1

3,2 5,2

Spannung in N/mm² Nut 470 350

Lastmitte 65 93

Lastmitte 48 51
Als Belastung wurde eine SMD-Bauelementeschraube im SMD-Bauelement mit Hilfe von 500 Nm angezogen. Hierdurch wurde auf den Boden der Schraubklemme eine Druckkraft von 600 N bewirkt. Das Moment sollte daraufhin naturgemäß an den Eckflächen der Lötfläche am größten sein. Durch die Kerbform jedoch kann diese Verteilung der kombinierten Belastung aus Moment und Kraft in der Lötfläche örtlich genau positioniert werden werden. Durch eine angepasste Kerbform kann die kombinierte Belastung aus Moment und Kraft in ihrer intensivsten Ausprägung einmal in die Mitte der Lötfläche gelenkt werden und darüber hinaus die Änderung dieser Kräfte in einem definierten Flächenbereich minimiert werden, sodaß über eine definierte Fläche ein möglichst geringe Kraftänderung vorherrscht, bzw. es kann darüber hinaus eingestellt werden, dass die größten Kraftäderungen an einer Stelle auftreten, wo sie den geringsten Schaden anrichten können und das ist üblicherweise das Zentrum der Lötfläche, also dessen geometrische Mitte. Technisch ausgedrückt ist es mit Hilfe der gezielten Gestaltung der Kerbgestalt, also der Kerbgeometrie den Spannungsgradienten im Klemmkörper, insbesondere im Grund des Klemmkörpers an der Lötfläche in seinem Betrag einzustellen und darüber hinaus den Ort, an welchem der Spannungsgradient minimale oder maximale Werte annehmen soll, vorab zu bestimmen, was insbesondere dann bei der Maschinenbestückung von Leiterplatten von Vorteil ist, da in einem solchen Fall diese SMD-Schraubkemmen mit einer definierten Kraft an der Schraube festgezogen werden.
Als Gesamtergebnis ist aus der FEM-Berechnung erkennbar, dass die Spannung in der Nut bei der Variante „b” um ca. 25% geringer ist als bei der Variante „a” darstellt. Bei der Variante 3 reduziert sich die Nutspannung sogar um 30% (gegenüber der Variante 1). Jedoch an der Variante 3 zeigt sich zwischen dem Löt eine hohe Biegespannung am SMD-Bauelement (640 N/mm²), so dass hier Schadensfälle möglich sind.
Der Absolutwert dürfte bei allen Varianten oberhalb der zulässigen Spannung des Werkstoffes liegen. Da die Belastungen statisch sind, ist davon auszugehen, dass bei einer einmaligen bestimmungsgemäßen Belastung der SMD-Schraubklemme kein Schadensfall auftreten wird.
Durch die wellenförmige Geometrie des Blockes (Variante b) wird die Lötschicht in der Mitte deutlich (43%) und an der Kante geringfügig (6%) höher beansprucht, so dass diese Geometrieform „b” zwar hinsichtlich Verformungen und Abrissverhalten seiner Lötstelle noch immer besser ist, als eine konventionelle SMD-Schraubklemme, aber weniger geeignet, als Geometrieform „a”, sodaß Geometrieform „a” zu bevorzugen ist.
Eine ideale Gestalt einer SMD-Schraubklemme ist unter diesen Gesichtspunkten eine Kombination aus der Kerbform der Variante „b” in Verbindung mit einer durchgehend ebenen Lötfläche, wie sie in Variante „a” dargestellt ist.
In den 5a; 5b ist die Gestalt der beiden Schraubklemmengehäuse und deren unterschiedliche Kerbform dargestellt.
Aus den 6a; 6b ist die Verformung des Schraubklemmengehäuses in Millimeter dargestellt. Beide Schraubklemmengehäuse sind bis auf die Kerbform identisch und werden mit derselben Kraft beauftragt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass in beiden Fällen mit zunehmender Nähe zur Verbindungsfläche die Verformung immer geringer wird, sowie dass in beiden Fällen die maximale Verformung im Bereich der oberen Gehäuseecken vorzufinden ist. Aus den Figuren ist weiterhin ersichtlich, das ein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Ausführungsformen darin liegt, das in 6a die Verformung an der Oberfläche des Schraubklemmengehäuses im Bereich der Öffnung für das Befestigungselement (Schraube) zwischen 0,09 mm und 0,13 mm beträgt (bei einer an der Schraube angreifenden Vorspannkraft von 500 N und einem Anzugsmoment von 0,5 Nm) und daß in 6b die Verformung an der Oberfläche des Schraubklemmengehäuses im Bereich der Öffnung für das Befestigungselement (Schraube) zwischen 0,07 mm und 0,11 mm beträgt (bei einer an der Schraube angreifenden Vorspannkraft von 500 N und einem Anzugsmoment von 0,5 Nm). Die Gestalt der Kerbform bewirkt daher in diesem Bereich eine Reduktion der Verformung von um die 10%. Ein weiterer Unterschied ist, dass zwar in beiden Fällen die maximale Verformung von über 0,15 mm in der Nähe des Klemmkanals, konkret im Bereich der Mitte einer seitlichen äußeren Kante der Fläche des Schraubklemmengehäuses, in welcher sich die Öffnung für den Klemmkanal befindet, aufzufinden ist, der Bereich in welchem diese maximale Verformung jedoch stattfindet in 6b lediglich punktuell anzutreffen ist, während er in 6a fast den gesamten Steg zwischen Außenkante und Klemmkanal ausfüllt. Darüber hinaus beträgt die maximal gemessene Verformung im Falle der Ausführungsform a) 1.546e – 002 mm und im Falle der Ausführungsform b) 1.512e – 002 mm.
Hieraus folgt einerseits, das die Kerbform das Verformungsverhalten des gesamten Schraubklemmengehäuses beeinflusst, und das die in 6b dargestellte Kerbform besonders günstig ist und eine Minimierung von Verformungen beim Befestigungsvorgang, sowie beim Lösevorgang einer in einem Klemmkanal eines Schraubklemmengehäuses mit Hilfe eines durch das Schraubklemmengehäuse geführten Schraube bewirkt.
Aus den 7a; 7b ist die Verformung der Lötfläche? des selben Schraubklemmengehäuses bei der selben Fallgestaltung in Millimeter dargestellt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass die geringste Verformung im Bereich der längeren Kante des Bodens der Schraubklemme angesiedelt ist. In beiden Fällen befindet sich außerdem ein Verformungsmaximum in der Mitte der Verbindungsfläche, also in der Verlängerung der Achse des Befestigungselements. Ein weiteres Maximum befindet sich an der kürzeren Kante des Bodens der Schraubklemme. Aus den Darstellungen ist weiterhin ersichtlich, das ein wesentlicher Unterschied darin liegt, das in 7a die Verformung in der Mitte der Verbindungsfläche unter 0,3 mm beträgt und daß in 7b die Verformung in der Mitte der Verbindungsfläche über 0,3 mm, konkret zwischen 0,32 mm und 0,51 mm beträgt. Die Gestalt der Kerbform bewirkt daher in diesem Bereich eine signifikante Reduktion der Verformung. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Fläche mit maximaler Verformung in 7b größer ist, als in 7a. Die maximale Verformung beträgt in 7a 3.232e – 003 mm und die minimale Verformung beträgt 7.297e – 003 mm Die maximale Verformung beträgt in 7b 5.151e – 003 mm und die minimale Verformung beträgt 6.748e – 003 mm, also weniger als in 7a.
Hieraus folgt, das die eine ebene Verbindungsfläche ohne Erhebung eine geringere Verformung aufweist, als eine Verbindungsfläche, mit Erhebung.
In den 8a; 8b ist die Spannungsverteilung des Schraubklemmengehäuses in N/mm² dargestellt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass in beiden Fällen an den Außenkanten des Schraubklemmengehäuses die Spannung die geringsten Werte annimmt. Weiterhin ist ersichtlich, dass im Fall mit der Kerbgestalt aus 8a die maximale Spannung nahe der Mitte des Kerbgrunds auftritt, und dass die maximale Spannung an jener Stelle 5,483e + 002 N/mm² beträgt. Im Fall mit der Kerbgestalt aus 8b befindet sich jedoch die maximale Spannung nicht der Mitte des Kerbgrunds, sondern im Klemmkanal. Außerdem beträgt der Maximalwert dort 5,730e + 002 N/mm². Der Betrag der minimalen Spannung beträgt im Fall der 8a 6,535e – 001 N/mm² und im Fall der 8b 1,327e – 001 N/mm² Hieraus folgt, das die Kerbform auch das Spannungsverhalten der Außenfläche der Schraubklemme beeinflusst, und daß die in 8b dargestellte Kerbform besonders günstig ist, da die Spannungen an der Außenfläche der Schraubklemme geringer sind
9a–b Vergleichsspannung des Bodens zweier erfindungsgemäßer SMD-Schraubklemmen in identischer Bauart mit einer je anderen Stärke der Lötschicht, Vergleichsspannung in N/mm²
Aus den 9a; 9b ist die Spannungsverteilung in der Verbindungsfläche des selben Schraubklemmengehäuses bei der selben Fallgestaltung in N/mm² dargestellt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass die geringste Spannung im Bereich der längeren Kante des Bodens der Schraubklemme angesiedelt ist. In beiden Fällen befindet sich außerdem ein Spannungsmaximum in der Mitte der Verbindungsfläche, also in der Verlängerung der Achse des Befestigungselements. Ein weiteres Maximum befindet sich an der kürzeren Kante des Bodens der Schraubklemme. Aus den Figuren ist weiterhin ersichtlich, das ein wesentlicher Unterschied darin liegt, das in 7a die maximale Spannung in der Mitte der Verbindungsfläche 6.490e + 001 N/mm² beträgt und daß in 7b der Bereich erhöhter Spannung viel größer ist, als in dem in 9a dargestellten Fall und dass die maximale Spannung dort 9.269e + 001 n/mm² beträgt. Die Gestalt der Kerbform bewirkt daher in diesem Bereich eine signifikante Reduktion der maximalen Spannung, sowie eine Vergrößerung der Fläche mit erhöhter Spannung.
Hieraus folgt, das die eine Ebene ohne Erhebung, wie sie in 9a dargestellt ist, eine geringere Maximalspannung und eine geringere Ausbreitung erhöhter Spannung aufweist, als eine Lötfläche.
Sofern die Belastungen geringer sind, reduzieren sich die Berechnungsspannungen bzw. die Verformungen linear.
Bezugszeichenliste

1: Schraubklemme
2: Außenfläche
3: Gewinde
4: Klemmkanal
5: Kerbe(n)
6: Druckbereich
7: Verbindungsfläche
8: Befestigungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5336113 [0002]
DE 20104407 [0002]
DE 9312961 U [0002]
DE 29600371 [0002]
DE 10215985 [0003]

Claims

Schraubklemme (1) zum ausschließlich stoffschlüssigen Befestigen auf elektrischen Leiterplatten, umfassend ein Schraubklemmengehäuse mit mindestens einen Klemmkanal (4), eine Verbindungsfläche des Schraubklemmengehäuses, angesiedelt zwischen Schraubklemme (1) und dem Träger auf dem die Schraubklemme anzubringen ist, sowie mindestens eine von außen in das Schraubklemmengehäuse in dessen Klemmkanal (4) hineinreichendes Befestigungselement (8) wobei das Schraubklemmengehäuse an mindestens einer seiner seitlichen Außenflächen, in deren unteren Hälfte, mindestens eine Vertiefung aufweist, welche die durch den Befestigungs- bzw. Lösevorgang des Befestigungselements (8) bewirkten Spannungen im Schraubklemmengehäuse in Richtung der Mitte der Verbindungsfläche lenkt bzw. lenken und dadurch die Kanten und Ecken der Verbindungsfläche entlasten.
Schraubklemme (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung die Spannungen auf das Zentrum der Drehachse des Befestigungselements (8) lenkt.
Schraubklemme (1) gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung durch mindestens eine Kerbe (5) an mindestens einer der Außenwände des Schraubklemmengehäuses gebildet wird.
Schraubklemme (1) gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Vertiefung dahingehend ausgelegt ist, daß betragsmäßig die größten durch den Befestigungs-, bzw. Lösevorgang auftretenden Spannungen in der Mitte der Verbindungsfläche auftreten.
Schraubklemme (1) gemäß einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche eine durchgehend ebene Fläche ist.
Schraubklemme (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kerbe (5) um das gesamte Schraubklemmengehäuse umläuft.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung von einer einzigen umlaufenden Vertiefung oder mindestens zwei parallelen umlaufenden Vertiefungen gebildet wird.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung von einem umlaufenden Randelement oder mindestens zwei Randelementen gebildet wird.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubklemmengehäuse aus Metall ist.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubklemmengehäuse aus einer CuZn-Legierung ist.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vertiefung eine Gestalt aufweist, die bewirkt, dass die beim Öffnen und Schließen des Befestigungselements verursachten Zug- bzw. Druckspannungen in Richtung der Achse des Befestigungselements geleitet werden.
Schraubklemme (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vertiefung eine Gestalt aufweist, die bewirkt, dass die beim Öffnen und Schließen des Befestigungselements verursachten Zug- bzw. Druckspannungen in Richtung der Verbindungsfläche geleitet werden.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche der Schraubklemme ausschließlich durch Stoffschluß mit einer Leiterplatte oder mit einem elektrischen Bauelement verbindbar ist.
Schraubklemme (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine SMD-Schraubklemme handelt
SMD-Schraubklemme (1) gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schraubklemme eine Verbindungsfläche von bis zu etwa 30 mm² aufweist.
SMID-Schraubklemme (1) gemäß Anspruch 15 oder 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schraubklemme eine Verbindungsfläche im wesentlichen 24 mm² aufweist.
Elektrische Leiterplatte umfassend eine Schraubklemme (1) nach einer der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrische Baugruppe umfassend eine elektrische Leiterplatte nach Anspruch 17 und/oder eine erfindungsgemäße Schraubklemme nach einer der Ansprüche 1–16.