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Die Erfindung betrifft ein Terminal zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters.
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Terminals zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters oder anderer elektrischer Bauteile sind aus dem Stand der Technik umfänglich bekannt. So offenbart beispielsweise die
DE 20 2004 020 191 U1 eine Einschub-Kontaktierung zwischen einem Wickelgut, z. B. der Spule eines Transformators, und einer Leiterplatte mittels einer Schneidklemme. Die vorzugsweise mit Klemm-Zungen versehene Schneidklemme wird in eine auf einer Leiterplatte elektrisch und mechanisch befestigte Steckbrücke eingeschoben, wodurch sich eine sichere elektrische Verbindung durch das elastische Zurückbiegen der Klemm-Zungen sowie durch das mechanische Einschneiden der Klemm-Zungen in die Steckbrücke ergibt.
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Aus der
DE 10 2010 033 545 A1 geht eine Vorrichtung zur Kontaktierung elektrischer Leiter mit einem Gehäuse und je einer Schneidklemme hervor. Die Schneidklemme ist in das Gehäuse eingesetzt.
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Aus der
EP 1 291 984 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Schneidklemmverbindung hervor.
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Hierbei werden einzelne Leitungen in einen IDC-Stecker (IDC = insulation displacement connection) von oben eingelegt und mit einem Werkzeug, das Druck in Vertikalrichtung von oben nach unten ausübt, kontaktiert. Die elektrische Verbindung der Kontakte mit den Leitungen wird hierbei durch Einpressen der Leitungen in Schneidklemmen von oben nach unten hergestellt. Dabei wird das Isolationsmaterial der Leitungen von den Schneiden oder Flanken der Schneidklemmen eingeschnitten und verdrängt und die freigelegten Kupferlitzen werden durch die Federwirkung dieser Flanken dauerhaft eingeklemmt.
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Bei sämtlichen dieser Schneidklemmverbindungen werden die Leitungen jeweils von oben nach unten in entsprechende Öffnungen eingelegt und auch von oben nach unten durch Ausübung einer Fügekraft mittels Schneidklemm-Technik kontaktiert und fixiert.
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Hierbei wird eine Kraft von oben nach unten ausgeübt. Sehr oft sind die Gehäuse, Stecker und dergleichen, in denen die Leitungen kontaktiert werden müssen, auf Leiterplatten befestigt, sodass die Kraft auf eine Leiterplatte ausgeübt wird, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Da außerdem die Schneid-Klemm-Kontaktierung in die gleiche Richtung erfolgt wie das Einlegen der Leitung, besteht die Gefahr, dass die Leitungen aus der Schneid-Klemmverbindung – zumindest dann, wenn eine hohe Zugkraft auf die Leitungen ausgeübt wird – entfernt werden können und so die elektrische Kontaktierung unterbrochen wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Terminal zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die elektrische Leitung zwar von oben in ein Gehäuse einlegbar ist, wozu die längliche Öffnung zum Einlegen des elektrischen Leiters vorgesehen ist, jedoch die Schneid-Klemm-Kontaktierung von der Seite her und im Wesentlichen senkrecht zur länglichen Öffnung und zur Einlegerichtung erfolgt. Auf diese Weise wird bei der Schneid-Klemm-Kontaktierung kein Druck beispielsweise auf eine Leiterplatte, auf der das Terminal montiert ist, ausgeübt. Die Schneid-Klemm-Kontaktierung kann durch ein zangenartiges Werkzeug erfolgen. Dies kann insbesondere auch automatisch mittels eines Handhabungsautomaten beispielsweise in einer Fertigungsstraße geschehen, sodass das erfindungsgemäße Terminal einer automatischen Fertigung gut zugänglich ist. Darüber hinaus wird durch die quer zu Öffnung verlaufende Schneid-Klemm-Kontaktierung ein sicheres Halten des elektrischen Leiters ermöglicht. Insbesondere kann der elektrische Leiter nicht mehr – auch nicht unter Ausübung einer größeren Kraft – aus der länglichen Öffnung herausgezogen werden, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Schneid-Klemm-Verbindungen möglich ist. Das erfindungsgemäße Terminal ermöglicht damit nicht nur eine einfache und automatische Fertigung, sondern auch eine sichere und nahezu zerstörungsfreie Befestigung eines mittels Schneid-Klemm-Kontaktierung befestigten Leiters.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in dem unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Terminals möglich.
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So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung beispielsweise vor, dass wenigstens zwei Schneidklemmen vorgesehen sind, die jeweils in Leiterrichtung gesehen am vorderen und am hinteren Ende der länglichen Öffnung positioniert sind. Hierdurch wird nicht nur die Kontaktierung verbessert, sondern der elektrische Leiter gleichzeitig auch in der länglichen Öffnung besonders gut fixiert und damit gehalten.
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Dabei sind die beiden Schneidklemmen vorzugsweise an einem U-förmigen Bügel angeordnet und mit diesem gemeinsam zur Ausbildung von Schneid-Klemm-Kontakten quer zur Öffnung in Richtung des elektrischen Leiters bewegbar. Auf diese Weise wird mit einer einzigen „Zangenbewegung” eine Kontaktierung und Befestigung des elektrischen Leiters in der länglichen Öffnung und damit in dem Gehäuse des Terminals ermöglicht.
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Der U-förmige Bügel ist vorteilhafterweise mit einem Anschlusselement verbunden, welches auf seiner dem U-förmigen Bügel abgewandten Seite Kontaktelemente zur Kontaktierung mit Leiterbahnen einer Leiterplatte aufweist. Auf diese Weise ist eine unmittelbare Kontaktierung des elektrischen Leiters mit entsprechenden Leiterbahnen einer Leiterplatte möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der U-förmige Bügel und das Anschlusselement einstückig miteinander verbunden sind.
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Die Kontaktelemente können Einpresskontaktelemente sein, sie können aber auch als zur Oberflächenverlötung ausgebildete Lötkontaktelemente ausgebildet sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Anschlusselement ein im wesentlichen im rechten Winkel von dem U-förmigen Bügel abgebogenes Anschlussblech ist, an dessen unteren, dem U-förmigen Bügel abgewandten Seiten die Kontaktelemente angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Montage und eine besonders gute Kontaktierung.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass für den U-förmigen Bügel mit den Schneidklemmkontakten und das Anschlusselement in dem Gehäuse Führungen vorgesehen sind, welche ein Einschieben des U-förmigen Bügels zusammen mit den Schneid-Klemm-Kontakten und mit dem Anschlusselement in das Gehäuse ermöglichen. Wenn in diesem Falle die Kontaktelemente bereits beispielsweise auf einer Leiterplatte befestigt sind, wird umgekehrt das Gehäuse relativ zum U-förmigen Bügel verschoben, wobei wiederum die Schneid-Klemm-Kontakte in den Leiter eindringen und dabei das Isolationsmaterial des Leiters von den Schneiden oder Flanken der Schneidklemmen eingeschnitten und verdrängt wird und die freigelegten Kupferlitzen durch die Federwirkung dieser Flanken dauerhaft eingeklemmt werden.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die längliche Öffnung in Öffnungsrichtung eine Verjüngung aufweist, die dem Festklemmen eines einzulegenden elektrischen Leiters dient. Auf diese Weise wird der Leiter in der länglichen Öffnung bereits festgehalten noch bevor die Schneid-Klemm-Kontaktierung erfolgt ist. Auch während der Schneid-Klemm-Kontaktierung erweist sich diese Verjüngung als besonders vorteilhaft.
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Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäße Terminals;
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2 eine Seitenansicht des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Terminals, noch bevor ein elektrischer Leiter eingelegt und kontaktiert wurde;
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3 die Seitenansicht gemäß 2, nachdem ein elektrischer Leiter in das Terminal eingelegt und kontaktiert wurde;
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4 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Terminals;
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5a–d verschiedene Montageschritte, welche die Befestigung eines erfindungsgemäßen Terminals auf einer Leiterplatte und die anschließende Kontaktierung eines elektrischen Leiters in dem Terminal zeigen und
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6 die Verbindung zweier Leiterplatten mit Hilfe eines Leiters, der mittels erfindungsgemäßer Terminals auf den Leiterplatten befestigt und kontaktiert wurde.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Ein als Ganzes mit 100 bezeichnetes Terminal weist ein Gehäuse 110 auf, das beispielsweise aus Kunststoff besteht. In diesem Gehäuse ist eine von oben zugängliche längliche Öffnung 120 vorgesehen, welche eine Verjüngung 122 aufweist. Seitlich an dem Gehäuse angeordnet ist ein U-förmiger Bügel 200, an dem jeweils Schneid-Klemmen 210 und 220 angeordnet sind. Mit dem U-förmigen Bügel 200 einstückig verbunden ist ein Anschlusselement 300. Dieses Anschlusselement 300 weist beispielsweise Einpresskontakte 301, 302, 303 und 304 auf. Diese Einpresskontakte dienen der Einpressung in entsprechende Öffnungen auf einer beispielsweise Leiterplatte (siehe 5a bis c, 6). Wie 1 ferner zu entnehmen ist, sind in dem Gehäuse 110 Führungen 150 und 160 für den U-förmigen Bügel 200 und die Schneid-Klemm-Kontakte 210, 220 vorgesehen, die ein seitliches Einschieben der Schneid-Klemm-Kontakte in das Gehäuse entlang einer Richtung ermöglichen, die in den Figuren mit einem Pfeil R dargestellt ist. Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, weisen die Schneid-Klemm-Kontakte 220 eine gabelförmige Gestalt mit Schneidflanken 221 auf, die das Isolationsmaterial 405 eines Leiters 400 einschneiden und verdrängen und die freigelegten Kupferlitzen 410 ebenfalls teilweise einschneiden oder zumindest aufgrund der Federwirkung der beiden Schneiden der Schneidklemme 220 klemmen. Dies ist schematisch in 3 dargestellt, welche den kontaktierten und befestigten Zustand eines elektrischen Leiters in dem Terminal 100 zeigt. In 3 ist darüber hinaus besonders gut zu erkennen, wie der Vorsprung 122 den elektrischen Leiter in einer für die Schneid-Klemm-Kontaktierung günstigen Position hält und insbesondere vor einem Herausfallen aus der länglichen Öffnung 120 sichert. Nachdem der elektrische Leiter auf diese Weise kontaktiert und befestigt wurde, was beispielsweise mittels einer entsprechenden Zange geschehen kann, die eine Kraft auf das U-förmige Element 200 und das Gehäuse 110 ausübt und auf diese Weise ein Hineinschieben der Schneid-Klemmen 210, 220 unter gleichzeitiger Kontaktierung und Fixierung des elektrischen Leiters in dem Gehäuse hervorruft.
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In 4 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Terminals dargestellt, welche sich von dem in 1 bis 3 dargestellten durch die Art der Kontaktierung auf einer Leiterplatte unterscheidet. Statt Einpresskontakten sind hier entsprechende Öffnungen 306, 307, 308, 309 zur Aufnahme von Lot vorgesehen, mittels denen das Anschlusselement 300 auf einer Leiterplatte durch Oberflächenlötung befestigbar ist. Im Übrigen sind gleiche Elemente in 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 3 dargestellt, sodass auf die Ausführungen zu diesen Elementen auf das Vorstehende Bezug genommen wird.
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Die Befestigung des Terminals auf Leiterplatten und die Kontaktierung und Befestigung eines Leiters wird nachfolgend in Verbindung mit den 5a–d und 6 erläutert.
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Zunächst wird ein Terminal 100 auf einer Leiterplatte 600 befestigt. Hierzu sind in der Leiterplatte 600 Öffnungen 601, 602, 603, 604 vorgesehen, welche ein Einpressen der Einpresskontakte 301, 302, 303, 304 ermöglicht (siehe 5a). Nachdem das Terminal 100 auf diese Weise auf der Leiterplatte 600 befestigt wurde (5b), wird ein elektrischer Leiter 400 in die längliche Öffnung 12 des Terminals gelegt und dort aufgrund der Verjüngung 122 (5c) gehalten. Sodann wird mittels eines (nicht dargestellten) zangenartigen Werkzeugs die Schneid-Klemm-Kontaktierung durch seitliches Einschieben der Schneid-Klemmen 210, 220 hergestellt. Durch die zangenartige Bewegung wird eine Kraft auf den U-förmigen Bügel 200 und auf die ihm gegenüberliegende Gehäuseseite 111 des Gehäuses 110 ausgeübt. Auf diese Weise wird der Leiter 400 in dem Terminal 100 kontaktiert und befestigt. 6 zeigt die Verbindung zweier Leiterplatten 600 und 700, auf denen jeweils Terminals angeordnet sind, wobei das auf der Leiterplatte 600 angeordnete Terminal ein Terminal mit Einpresskontakten ist, während das auf der Leiterplatte 700 angeordnete Terminal ein Terminal mit SMD-Lötkontakten darstellt. Der Leiter 400 kann die beiden Leiterplatten 600, 700 verbinden.
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Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Terminals ist 100 es, dass es auch einer automatischen Fertigung zugänglich ist. Der Druck zur Kontaktierung wird dabei nicht auf die Leiterplatte 600, 700 ausgeübt, sondern zangenartig auf das Gehäuse 110 und den U-förmigen Bügel 200. Diese seitliche Druckausübung hat den großen Vorteil, dass sie einer automatischen Fertigung besser zugänglich ist. Darüber hinaus ist eine Beschädigung der Leiterplatte ausgeschlossen. Die seitliche Kontaktierung ermöglicht darüber hinaus ein wesentlich sichereres Halten des Leiters 400 in dem Gehäuse 110 des Terminals 100. Der Leiter 400 ist gewissermaßen in dem Terminal 100 „verriegelt”, indem die beiden Schneid-Klemmen, die am vorderen und am hinteren Ende der länglichen Öffnung 120 angeordnet sind, quer zur Öffnung verlaufen und so den Leiter 400 praktisch unlösbar in dem Terminal 100 halten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004020191 U1 [0002]
- DE 102010033545 A1 [0003]
- EP 1291984 A1 [0004]
