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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemme, insbesondere eine Anschluss- oder Verbindungsklemme, zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters. Zudem ist die vorliegende Erfindung ebenso allgemein auf einen Kontaktkörper für eine entsprechende Klemme zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters gerichtet.
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Aus dem Stand der Technik sind vergleichbare Klemmen hinlänglich bekannt. So zeigt beispielsweise das deutsche Gebrauchsmuster
DE 20 2014 104 939 U1 ebenfalls eine Klemme zum elektrischen Verbinden wenigstens eines Leiters mit einem in einem Gehäuse aufgenommenen Kontaktkörper. Der Kontaktkörper weist einen Kontaktrahmen sowie eine Kontaktfeder auf. Zudem weist der Kontaktrahmen integral ausgebildete Kontaktbereiche wie Kontaktflächen oder Kontaktfahnen auf, welche sich aus dem Gehäuse heraus erstrecken und der elektrischen Verbindung des Kontaktkörpers mit einer Leiterplatte dienen.
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Die Offenbarung der
DE 20 2014 104 939 U1 , insbesondere hinsichtlich des funktionalen Aufbaus der Klemme zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters sowie zum Aufbringen auf eine Leiterplatte, wird hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen.
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Wie bereits erwähnt, werden derartige Klemmen insbesondere zur elektrischen Kontaktierung eines Leiters mit einer Leiterplatte auf letzterer montiert. Hierzu dienen die vorbezeichneten Kontaktbereiche. Insbesondere bei oberflächenmontierten Bauteilen (surface-mount device; SMD-Bauelement) dienen diese Kontaktbereiche als Verbindungselemente, um das SMD-Bauelement – hier die Klemme – mittels Lötverbindung auf einer Leiterplatte vorzusehen. Die Verbindungselemente liegen somit anstelle von sonst in der Regel verwendeten Drahtanschlüssen von bedrahteten Bauelementen als lötfähige Anschlussflächen vor, welche direkt auf eine Leiterplatte gelötet werden können. Auf der Leiterplatte sind hierzu entsprechende Lötbereiche vorgesehen.
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Die elektrischen Verbindungselemente dienen folglich auch als mechanische Verbindung der Klemme. Diese mechanische Verbindung muss folglich auch eventuellen Bewegungen des in ihr eingesteckten Leiters standhalten können. Dies wird insbesondere dann problematisch, wenn größere und starrere Leiter beispielsweise mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 mit der Klemme kontaktiert werden sollen, da dann bei möglichen Bewegungen des Leiters die Lötfläche den größeren Kräften eventuell nicht mehr standhalten kann.
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In dem Stand der Technik wird einer Verstärkung der mechanischen Verbindung der Klemme auf einer Leiterplatte dadurch begegnet, dass zusätzliche Haltevorrichtungen (beispielsweise zusätzliche Laschen bzw. Lötanker) beidseitig der Klemme in dem Kunststoffgehäuse separat montiert werden und dann als zusätzliche, rein mechanische Verbindungsfläche bereitstehen. Diese Ankermetalle benötigen folglich eine zusätzliche Aufnahme in dem Kunststoffgehäuse der Klemme, was wiederum zu einer Vergrößerung der Klemme selbst führt. Ferner werden zusätzliche separate Teile benötigt, welche in separaten Herstellungsschritten mittels zusätzlicher Stanzwerkzeuge hergestellt werden müssen und zudem zusätzliche Montageschritte beim Zusammenbau der Klemme bzw. dem Vorsehen der Klemme auf einer Leiterplatte erfordern.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemme, wie insbesondere eine (Netz-)Anschlussklemme oder Verbindungsklemme, bereitzustellen, welche ohne zusätzliche separate Bauteile eine erhöhte mechanische Befestigung der besagten Klemme ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Klemme, insbesondere eine Anschluss- oder Verbindungsklemme, zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters. Die Klemme weist einen Kontaktkörper sowie ein den Kontaktkörper aufnehmendes Gehäuse auf. Der Kontaktkörper wiederum weist einen Kontaktrahmen und eine Kontaktfeder auf. Die Kontaktfeder dient zum Bereitstellen einer Leiterklemmstelle zur elektrischen Verbindung des Leiters zusammen mit dem Kontaktrahmen. Der Kontaktkörper bzw. Kontaktrahmen weist wenigstens zwei integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildete Verbindungselemente zur funktionalen, also insbesondere elektrischen aber auch mechanischen Verbindung der Klemme – bspw. mit einer Leiterplatte – auf. Der Kontaktkörper bzw. Kontaktrahmen weist ferner ein integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildetes Ankerelement zur mechanischen Verbindung der Klemme auf.
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Durch das integrale Bereitstellen eines Ankerelements in dem Kontaktrahmen der Klemme zur mechanischen Verbindung der Klemme wird es ermöglicht, auf einfache Weise und während der ohnehin durchzuführenden Prozessschritte zur Herstellung des Kontaktkörpers gleichzeitig ein zusätzliches mechanisches Befestigungselement neben den vorzusehenden Verbindungselementen zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Klemme vorzusehen. Auf diese Weise kann die gesamte mechanische Verbindungsfläche des Kontaktkörpers bzw. des Kontaktrahmens auf einfache Weise vergrößert werden, ohne zusätzliche Bauteile heranzuziehen. Die mechanische Verbindungsfläche, welche sich aus der Verbindungsfläche der Verbindungselemente und des Ankerelements zusammensetzt, beträgt vorzugsweise wenigstens 12 mm2, weiter bevorzugt wenigstens 15 mm2. Eine Klemme gemäß dem erfindungsgemäßen Anspruch 1 ermöglich somit auch die Aufnahme von vergleichsweise großen Kräften, welche auf die beispielsweise auf einer Leiterplatte vorgesehene Klemme durch einen damit verbundenen Leiter beispielsweise durch eventuelle Bewegungen desselben wirken. Insbesondere kann somit ohne das zusätzliche Vorsehen von zusätzlichen Lötankerlementen die Klemme auch Kräfte aufnehmen, welche beispielsweise durch größere starrere Leiter mit einem Leiterquerschnitt von beispielsweise 2,5 mm2 oder mehr wirken. Folglich kann somit auch das Einsatzgebiet der Klemme erweitert werden, da mittels ein und derselben Klemme ohne zusätzliche Elemente eine größere Variation von Leitern sicher aufgenommen werden kann. Zudem sorgt die integrierte Ausbildung der Ankerelemente auch zu keiner (wesentlichen) Vergrößerung der Klemme, was insbesondere bei SMD-Bauelementen auch im Hinblick auf das auf einer Leiterplatte zur Verfügung stehende Platzangebot zum Vorsehen von SMD-Bauelementen vorteilhaft ist.
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Das Ankerelement und/oder die Verbindungselemente sind dabei bevorzugt als Lasche ausgebildet. Dabei ist es denkbar, dass eine einzige Lasche gleichzeitig wenigstens eines der Verbindungselemente und das Ankerelement aufweist. Die Ausgestaltung als Lasche bietet sich insbesondere dann an, wenn der Kontaktrahmen als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist. Die das Ankerelement bildende Lasche kann dann entsprechend umgebogen werden, um für die Klemme als mechanische Verbindung zu einer Leiterplatte zusammen mit den Verbindungselementen bereitzustehen. Dasselbe gilt auch für die Verbindungselemente; dann natürlich zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Klemme bspw. mit einer Leiterplatte. Allgemein können also das Ankerelement und/oder die Verbindungselemente bzw. die Lasche derart bereitgestellt sein/werden, insbesondere umgebogen vorliegen, um sich in einen Montagebereich der Klemme bzw. des Kontaktkörpers zu erstrecken, um folglich als elektrische bzw. mechanische Verbindung der Klemme bereitzustehen.
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Das Ankerelement und/oder die Verbindungselemente bzw. die Lasche erstreckt sich bevorzugt von einem die Leiterklemmstelle seitlich umgebenden Kontaktrahmenbereich des Kontaktrahmens und vorzugsweise seitlich von diesem weg. Die Kontaktrahmenbereiche können hierbei beispielsweise Seitenbereiche eines im Wesentlichen an vier Seiten umlaufend geschlossenen Kontaktrahmens bilden.
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Das Ankerelement kann auch als Prägung in dem Kontaktrahmen ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, durch eine während des Stanz-Biege-Prozesses in den Kontaktkörper bzw. Kontaktrahmen eingebrachte Prägung, welche folglich entsprechend vorsteht, eine mechanische Verbindungsfläche als Ankerelement in dem Kontaktrahmen vorzusehen.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Kontaktrahmen auch mehrere integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildete Ankerelemente zur mechanischen Verbindung der Klemme aufweisen kann, wobei die Ankerelemente in beliebiger Weise ausgebildet sein können; beispielsweise als vorbezeichnete Laschen des Kontaktrahmens und/oder Prägungen in dem Kontaktrahmen.
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Um eine möglichst große mechanische Verbindungsfläche bereitzustellen, sind die Verbindungselemente und das Ankerelement auf einer Montageseite der Klemme (hier eine Unterseite der Klemme) vorgesehen. Dort erstrecken sie sich bevorzugt in einer die Montageseite aufspannenden Montageebene der Klemme bzw. des Kontaktkörpers flächig.
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Die Verbindungselemente und das Ankerelement sind derart vorgesehen, dass sie bezüglich des Restes der Klemme bzw. des Kontaktkörpers in einer Weise exponiert bereitgestellt sind, dass die Klemme bevorzugt mittels einer Lötverbindung mit einer Leiterplatte auf einfache und bekannte Weise löttechnisch verbunden werden kann, um die vorbezeichnete elektrische bzw. mechanische Verbindung der Klemme beispielsweise an einer Leiterplatte bereitzustellen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform erstrecken sich die Verbindungselemente seitlich von dem Kontaktrahmen und bevorzugt in der Montageebene. Die Verbindungselemente stehen somit als Kontaktflächen bzw. seitlich abstehende Kontaktfahnen bereit.
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Die Verbindungselemente erstrecken sich bevorzugt an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kontaktrahmens vorzugsweise voneinander weg, um eine sichere und sicher voneinander abgegrenzte Lötverbindung auch bei kleinem Bauraum zu ermöglichen.
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Das Ankerelement ist bevorzugt an einer Seite der Klemme bzw. des Kontaktkörpers, vorzugsweise der Montageseite der Klemme bzw. des Kontaktkörpers, im Wesentlichen mittig bezüglich des Kontaktrahmens angeordnet. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Ankerelement zwischen den Verbindungselementen angeordnet; wenigstens zwischen zwei Verbindungselementen.
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Wie auch der Kontaktrahmen, so kann auch die Kontaktfeder als Stanz-Biege-Teil ausgebildet sein. Ein entsprechendes Bauteil lässt sich einfach herstellen.
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Der Kontaktrahmen weist bevorzugt eine Leitereinführöffnung auf, in der die Leiterklemmstelle bereitgestellt ist. Die Kontaktfeder ist hierzu bevorzugt in der Leitereinführöffnung des Kontaktrahmens derart beweglich angeordnet, um die Leitereinführöffnung wahlweise freizulegen; insbesondere im Bereich der Leiterklemmstelle.
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Die Verbindungselemente und/oder das Ankerelement erstrecken sich ganz allgemein quer oder längs der Leitereinführöffnung und dies bevorzugt in einem Bodenbereich der Klemme, der gleichzeitig die Montageseite derselben bildet.
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Die Kontaktfeder ist mit dem Kontaktrahmen schwenkbar verbunden. Die Kontaktfeder kann in dem Kontaktrahmen aufgenommen (also als separates Bauteil vorliegen) oder integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildet sein (beispielsweise als integral ausgebildetes Stanz-Biege-Teil).
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Ist die Kontaktfeder in dem Kontaktrahmen aufgenommen, so weist sie bevorzugt zwei über ein Verbindungsteil miteinander schwenkbar verbundene Federschenkel auf, wobei der erste Federschenkel zur Bereitstellung der Leiterklemmstelle zusammen mit dem Kontaktrahmen vorgesehen ist und bevorzugt in der Leitereinführöffnung des Kontaktrahmens beweglich aufgenommen ist, um die Leitereinführöffnung wahlweise freizulegen, und wobei der zweite Federschenkel sich an einem Auflagebereich insbesondere am Kontaktrahmen oder dem Gehäuse abstützt.
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Der Kontaktrahmen umgibt die Leiterklemmstelle bzw. die Leitereinführöffnung im Wesentlichen umlaufend seitlich. Somit wird ein stabiler Kontaktrahmen bereitgestellt, der beispielsweise in einfacher Weise aus einem Stanz-Biege-Prozess herleitbar ist.
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Das Gehäuse weist bevorzugt eine Einführöffnung zum Einführen des Leiters in die Klemme bzw. den Kontaktkörper und bevorzugt in die Leitereinführöffnung des Kontaktrahmens auf, so dass bei dem von dem Gehäuse umgebenen Kontaktkörper ein einfaches Einführen des Leiters in die Klemme ermöglicht wird. Das Gehäuse kann ein Isolierstoffgehäuse sein, so dass ein sicherer Schutz vor elektrischem Kontakt eines Bedieners bereitgestellt ist.
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Vorzugsweise sind in dem Gehäuse wenigstens zwei oder auch mehr Kontaktkörper aufgenommen bzw. bereitgestellt. Die Kontaktkörper können dabei gleich ausgebildet und/oder gleich ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann eine individuell an die gegebenen Anforderungen konfigurierte Klemme mit dem erfindungsgemäßen Kontaktkörper bereitgestellt werden. Insbesondere wenn jeder Kontaktkörper erfindungsgemäß mit integriertem Ankerelement bereitgestellt ist, erhöht sich die mechanische Verbindungsfläche entsprechend, so dass eine sichere mechanische Verbindung auch bei der Verwendung vergleichsweise großer und starrer Leiter sicher ermöglicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung auch allgemein auf einen Kontaktkörper gerichtet, insbesondere einen Kontaktkörper für eine Klemme (1), wie beispielsweise eine Anschluss- oder Verbindungsklemme, zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters (L). Der Kontaktkörper weist einen Kontaktrahmen, und eine Kontaktfeder zum Bereitstellen einer Leiterklemmstelle zur elektrischen Verbindung des Leiters zusammen mit dem Kontaktrahmen auf. Der Kontaktrahmen weist wenigstens zwei integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildete Verbindungselemente zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Kontaktkörpers auf. Der Kontaktkörper bzw. Kontaktrahmen weist ferner ein integral mit dem Kontaktrahmen ausgebildetes Ankerelement zur mechanischen Verbindung des Kontaktkörpers auf.
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Alle zuvor bezeichneten und den Kontaktkörper betreffenden Merkmale gelten in gleicher Weise auch für den Kontaktkörper gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen hierin verwiesen wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ferner eine Leiterplatte mit einer erfindungsgemäßen Klemme bzw. einem erfindungsgemäßen Kontaktkörper. Bevorzugt ist die Klemme bzw. der Kontaktkörper mittels des Verbindungselements mechanisch und elektrisch sowie mittels des Ankerelements wenigstens mechanisch mit der Leiterplatte verbunden. Hierzu weist die Leiterplatte bevorzugt entsprechende Verbindungsbereiche auf, über die eine entsprechende Lötverbindung erfolgen kann bzw. bereitgestellt ist.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Rahmen der Beschreibung der Figuren der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1–4 unterschiedliche perspektivische Ansichten bzw. Seitenansichten einer Klemme gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Kontaktkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 und 6 perspektivische Ansichten des erfindungsgemäßen Kontaktkörpers gemäß der 1–4;
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7 und 8 perspektivische Ansichten einer Leiterplatte mit einer erfindungsgemäßen Klemme gemäß den 1–5 vor dem Verbinden der Klemme mit der Leiterplatte;
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9 eine perspektivische Ansicht einer Klemme gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Kontaktkörper gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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10 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kontaktkörpers gemäß 9;
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11 eine perspektivische Ansicht einer Klemme gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Kontaktkörper gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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12–14 unterschiedliche perspektivische Ansichten bzw. Seitenansichten des erfindungsgemäßen Kontaktkörpers gemäß 11.
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1–14 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungsformen einer Klemme 1 bzw. eines Kontaktkörpers 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf alle Ausführungsbeispiele, wobei die sich unterscheidenden Merkmale entsprechend herausgestellt werden. Gleiche Merkmale sind daher im Folgenden auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Klemme 1 der vorliegenden Erfindung dient zum elektrischen Anschluss wenigstens eines Leiters. Solche Klemmen 1 werden auch als Anschluss- bzw. Verbindungsklemme bezeichnet.
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Die Klemme 1 weist den vorbezeichneten erfindungsgemäßen Kontaktkörper 2 auf, welcher zur elektrischen Kontaktierung mit dem einzuführenden Leiter dient.
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Der Kontaktkörper 2 umfasst hierbei einen Kontaktrahmen 4. Der Kontaktrahmen 4 dient der elektrischen Verbindung zwischen dem damit in elektrischen Verbindungskontakt zu bringenden Leiter sowie weiterer Elemente wie insbesondere Leiterbahnen B auf einer Leiterplatte PCB (vgl. bspw. 7 und 8) oder auch weitere Kontaktrahmen 4 einer anderen oder derselben Klemme 1. Zur elektrischen Verbindung beispielsweise mit einer in den 7 und 8 dargestellten Leiterplatte PCB weist der Kontaktkörper 2 bzw. insbesondere der Kontaktrahmen 4 wenigstens zwei integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildete Verbindungselemente 40 auf. Diese Verbindungselemente 40 dienen neben einer elektrischen Verbindung der Klemme 1 auch einer mechanischen Verbindung derselben beispielsweise auf der Leiterplatte PCB. Gemäß den gezeigten Ausführungsbeispielen können die Verbindungselemente 40 als Kontaktflächen ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verbindungselemente 40 in Form von sich von dem Kontaktkörper 4 nach unten weg erstreckenden Kontaktfahnen gebildet sind. Im Weiteren wird die Ausgestaltung der Verbindungselemente 40 noch weiter beschrieben.
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Gemäß den gezeigten Ausführungsbeispielen erstrecken sich die Verbindungselemente 40 beispielsweise aus einem den Kontaktkörper 2 aufnehmenden Gehäuse 3 heraus und sind somit zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Kontaktkörpers 2 beispielsweise mit einer Leiterplatte PCB sicher bereitgestellt. Die Verbindungselemente 40 sind bevorzugt als nach außen exponierte Elemente bereitgestellt und stehen bevorzugt von dem Rest der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 vor. Somit wird ein flächiger Kontakt mit Leiterbahnen B bzw. Verbindungsbereichen V einer Leiterplatte PCB sicher und einfach ermöglicht, wenn die Klemme 1 auf einer Leiterplatte PCB aufgesetzt ist bzw. wird.
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Zur räumlich unterstützenden Platzierung der Klemmen 1, beispielsweise auf einer Leiterplatte PCB, kann insbesondere das Gehäuse 3 ferner sich von dem Gehäuse 3 nach unten weg erstreckende – also von dem Kontaktkörper 2 wegerstreckende – mechanische Unterstützungsprofile (nicht gezeigt) aufweisen. Diese können beispielsweise auch als vorstehende Zapfen ausgebildet sein, welche in entsprechende Ausnehmungen in der Leiterplatte PCB eingesetzt werden können.
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Das Gehäuse 3 ist vorzugsweise als Isolierstoffgehäuse ausgebildet, um eine entsprechende elektrische Isolierung nach außen gegenüber dem Kontaktkörper 2 bereitzustellen und so eine Verletzung eines Bedieners zu vermeiden. Das Gehäuse 3 ist dabei vorzugsweise als (Kunststoff-)Spritzgussteil bereitgestellt. Gemäß den Figuren ist eine einteilige Form des Gehäuses 3 gezeigt, wobei das Gehäuse 3 in seinem unteren Bereich eine Öffnung 31 aufweist, durch die der Kontaktkörper 2 in das Gehäuse 3 eingesetzt ist. Es ist jedoch aus denkbar, dass das Gehäuse 3 mehrteilig ausgebildet ist, und dass es ferner den Kontaktkörper 2 vollständig umschließt. So kann beispielsweise die untere Öffnung 31 durch eine Kunststoffabdeckung verschlossen sein. Für die Verwendung zur Anbringung auf einer Leiterplatte PCB sollten wenigstens die Verbindungselemente 40 derart von dem Gehäuse 3 nach außen hin exponiert bereitgestellt sein, dass eine elektrische und mechanische Kontaktierung der Klemme 1 mittels der Verbindungselemente 40 möglich ist.
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In dem Kontaktkörper 2 bzw. Kontaktrahmen 4 ist bevorzugt eine Leitereinführöffnung 43 in Form eines Durchbruchs bereitgestellt. Diese Leitereinführöffnung 43 ist wiederum bevorzugt über eine Einführöffnung 32 in dem Gehäuse 3 von außen (für einen Leiter) zugänglich. Je Kontaktkörper 2 bzw. Leiter ist wenigstens eine Einführöffnung 32 in dem Gehäuse 3 bereitgestellt. Der Bereich des Gehäuses 3 in Einführrichtung E gesehen hinter und in Verlängerung zu einer im Folgenden noch beschriebenen Klemmstelle K des Kontaktkörpers 2 ist vorzugsweise geschlossen und bildet einen Anschlag für einen einzuführenden Leiter. Die Einführöffnung 32 dient somit zum Einführen eines Leiters in die Klemme 1 und bevorzugt in die Leitereinführöffnung 43 des Kontaktrahmens 4.
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Der Kontaktkörper 2 weist ferner eine Kontaktfeder 5 zum Bereitstellen einer Leiterklemmstelle K zur elektrischen Verbindung des Leiters zusammen mit dem Kontaktrahmen 4 auf. Die Leiterklemmstelle K ist dabei bevorzugt in der Leitereinführöffnung 43 bereitgestellt. Die Kontaktfeder 5 ist bevorzugt in der Leitereinführöffnung 43 des Kontaktrahmens 4 derart beweglich angeordnet, um die Leitereinführöffnung 43 wahlweise freizulegen. Auf diese Weise kann ein Leiter – insbesondere ein flexibler Leiter – einfach in die Klemme 1 eingeführt werden. Zudem ist es durch Freilegen der Leitereinführöffnung 43 auch möglich, einen in der Leiterklemmstelle K eingeklemmten Leiter wieder aus der Leitereinführöffnung 43 herauszuführen.
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Die Kontaktfeder 5 kann mit dem Kontaktrahmen 4 schwenkbar verbunden sein. Die Kontaktfeder 5 ist bevorzugt in dem Kontaktrahmen 4 aufgenommen, wie dies auch in den Figuren gezeigt ist und im Weiteren noch im Detail beschrieben wird. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Kontaktfeder 5 integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildet ist. Eine integrale Ausbildung der Kontaktfeder 5 mit dem Kontaktrahmen 4 kann beispielsweise derart bereitgestellt werden, in dem die Kontaktfeder 5 zwei bezüglich der Leitereinführöffnung 43 sich gegenüberliegende Federklemmelemente aufweist, welche in Leitereinführrichtung gesehen ein freies Ende zum Bilden der Leiterklemmstelle K und einem freien Ende in Leitereinführrichtung gesehen gegenüberliegendes festgelegtes Ende, welches mit dem Kontaktrahmen 4 integral verbunden ist, aufweist. Bei der letztgenannten Ausgestaltungsform bildet das festgelegte Ende der Federklemmelemente bevorzugt einen Schwenkpunkt für das freie Ende. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungsformen denkbar.
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In den dargestellten Ausführungsformen ist die Kontaktfeder 5 in dem Kontaktrahmen 4 aufgenommen und somit bevorzugt als separates Teil bereitgestellt. Die Kontaktfeder 5 weist bevorzugt wenigstens zwei über einen Verbindungsbereich 50 miteinander schwenkbar verbundene Federschenkel 51, 52 auf. Gemäß der gezeigten Ausführungsformen ist der Verbindungsschenkel 50 hier als kreissegmentartig geformter Bereich bereitgestellt und ist somit für die Feder 5 der Ausgestaltung optimiert umgesetzt. Jedoch sind auch andere Ausgestaltungsformen des Verbindungsbereichs 50 denkbar, solange er eine schwenkbare Verbindung der Federschenkel 51, 52 relativ zueinander ermöglicht.
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Ein erster der Federschenkel 51 ist zur Bereitstellung der Leiterklemmstelle K zusammen mit dem Kontaktrahmen 4 vorgesehen bzw. angeordnet. Hierzu ist der erste Federschenkel 51 bevorzugt in der Leitereinführöffnung 43 des Kontaktrahmens 4 beweglich – also schwenkbar – aufgenommen, um die Leitereinführöffnung 43 wahlweise freizulegen. Die Leiterklemmstelle K wird dabei bevorzugt zwischen dem freien Ende 510 des ersten Federschenkels 51, also dem dem Verbindungsbereich abgewandten Ende 510, sowie dem entsprechenden Bereich des Kontaktrahmens 4 bereitgestellt. Um ein leichtes Einführen des Leiters L in die Klemme 1 zu ermöglichen sowie ein sicheres Verklemmen des Leiters bereitzustellen, erstreckt sich der erste Schenkel 51 vorzugsweise vom Verbindungsbereich 50 ausgehend in Einführrichtung Edes Leiters in einem Winkel quer durch die Einführöffnung 43 hindurch, um auf diese Weise eine Anlaufschräge für einen einzuführenden Leiter bereitzustellen.
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Der zweite Schenkel bzw. Federschenkel 52 des Federelements 5 stützt sich bevorzugt an einem Auflagebereich A ab und bildet somit ein Gegenlager für den ersten Federschenkel 51, sodass dieser gegenüber dem festgelegten zweiten Federschenkel 52 verschwenkbar in der Leitereinführöffnung 43 vorgesehen ist. Der Auflagebereich A kann dabei am Kontaktrahmen 4 oder dem Gehäuse 3 vorgesehen sein.
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Um einen Leiter aus der Leitereinführöffnung 43 herauszunehmen oder unter Umständen auch um den Leiter in die Leitereinführöffnung 43 einzuführen, kann es erforderlich sein, den ersten Federschenkel 51 aktiv aus der Leitereinführöffnung 43 bzw. der Leiterklemmstelle K heraus zu schwenken bzw. diese freizulegen. Hierzu kann das Gehäuse 3 eine Öffnung 34 (vgl. 7) aufweisen, welche sich von dem den Verbindungsbereich 50 abgewandten Ende 510 des ersten Schenkels 51 – also dessen freien Ende 510 – durch das Gehäuse 3 nach außen erstreckt. Auf diese Weise wird eine Öffnung 34 bereitgestellt, sodass über diese der erste Federschenkel 51 der Kontaktfeder 5 mittels eines Drückelements zum Manipulieren und somit Freilegen der Einführöffnung 43 verschwenkt werden kann. Das Drückelement kann hierbei separat vorgesehen sein (beispielsweise als kleiner Schraubendreher und dergleichen). Alternativ ist es auch denkbar, dass in der Öffnung 34 selbst ein entsprechendes Drückelement bereitgestellt und geführt ist, welches sich zum Freilegen der Einführöffnung 34 vorzugsweise aus dem Gehäuse 3 heraus erstreckt, sodass man dieses einfach bedienen kann. Es ist auch denkbar, dass das Drückelement schwenkbar in dem Gehäuse 3 gelagert ist und zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition verschwenkt werden kann.
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Kontaktrahmen 4 sowie Kontaktfeder 5 können beide als Stanz-Biege-Teile ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, können dabei der Kontaktrahmen 4 und die Kontaktfeder 5 einteilig miteinander oder vorzugsweise zweiteilig bzw. mehrteilig ausgebildet sein. Der zweite Schenkel 52 kann an seinem dem Verbindungsbereich 50 abgewandten Ende 520 – also an seinem freien Ende 520 – einen Einspannabschnitt 54 aufweisen. Dieser Einspannabschnitt 54 ist derart ausgebildet, um ein (separates) elektrisches Verbindungselement 6, 7 wenigstens teilweise zu umgreifen und dieses Verbindungselement 6, 7 zwischen dem Einspannabschnitt 54 und dem Kontaktrahmen 4 einzuspannen, wenn dieses 6, 7 eingelegt ist.
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Der gezeigte Einspannabschnitt
54 ist ein rein optionales Merkmal. Für weitere Erläuterungen einer entsprechenden Ausgestaltung eines solchen Einspannabschnitts
54 wird vollumfänglich auf die
DE 20 2014 104 939 U1 verwiesen, welche vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Erfindungsgemäß weist der Kontaktkörper 2 bzw. der Kontaktrahmen 4 ein integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildetes Ankerelement 41 zur mechanischen Verbindung der Klemme 1 auf. Mechanische Verbindung bedeutet im Rahmen der Erfindung bezüglich des Ankerelements 41 eine mechanische Verbindung der Klemme 1 insbesondere als SMD-Bauelement beispielsweise zur löttechnischen Montage auf einer Leiterplatte PCB.
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Mittels dieses rein zur mechanischen Verbindung zusätzlich vorgesehenen Ankerelements 41 wird eine insgesamt vergrößerte Verbindungsfläche des Kontaktkörpers 2 bzw. Kontaktrahmens 4 bereitgestellt, wobei die mechanische Verbindungsfläche der Verbindungselemente 40 und des Ankerelements 41 zusammen bevorzugt wenigstens 12 mm2, ferner bevorzugt wenigstens 15 mm2 umfasst. Auf diese Weise kann ohne zusätzliche Elemente und bevorzugt auch ohne zusätzliche Fertigungsschritte – beispielsweise einfach durch entsprechende Ausgestaltung eines Stanz-Biege-Prozesses zur Herstellung des Kontaktrahmens 4 – die mechanische Verbindungsfläche einer erfindungsgemäßen Klemme 1 bzw. eines Kontaktkörpers 2 bereitgestellt werden.
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Bevorzugt ist das Ankerelement 41 genauso wie die Verbindungselemente 40 nach außen exponiert und steht von dem Rest der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 vor, wie dies insbesondere den Seitenansichten gemäß 3 und 14 deutlich zu entnehmen ist.
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Das Ankerelement 41 ist bevorzugt als Lasche ausgebildet, wie in den Ausführungsbeispielen gemäß der 1 bis 8 und 11 bis 14 dargestellt. Ebenso können die Verbindungselemente 40 als Lasche ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung bietet sich insbesondere bei Stanz-Biege-Teilen an, da die entsprechenden Elemente 40, 41 mittels des Stanzprozesses einfach bereitgestellt werden können und durch einen anschließenden Biegeprozess in einfacher Weise an der entsprechenden Stelle des fertigen Kontaktrahmens 4 einfach bereitgestellt werden können. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform weist eine einzige Lasche wenigstens eines der Verbindungselemente 40 sowie gleichzeitig das Ankerelement 41 auf, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 11 bis 14 dargestellt ist. Zur definierten und getrennten Bereitstellung des in einer Lasche bereitgestellten Verbindungselements 40 einerseits und des Ankerelements 41 andererseits weist die Lasche einen Verbindungsbereich 42 auf, welcher einen Spalt S zwischen den nach außen exponierten Verbindungsflächen des Verbindungselements 40 und des Ankerelements 41 bereitstellt.
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Das Ankerelement 41 und/oder die Verbindungselemente 40 bzw. die Laschen erstrecken sich bevorzugt von einem die Leiterklemmstelle K seitlich umgebenden Kontaktrahmenbereich des Kontaktrahmens 4 und besonders bevorzugt seitlich von diesem weg. Auf diese Weise kann durch einfaches Umbiegen der entsprechenden Elemente 40, 41 an definierten Positionen flächige Verbindungsflächen des Kontaktkörpers 2 bzw. der Klemme 1 bereitgestellt werden.
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Insbesondere sind das Ankerelement 41 und/oder die Verbindungselemente 40 bzw. die sie bildende Lasche derart – beispielsweise umgebogen – bereitgestellt, um sich in einem Montagebereich bzw. einer Montageseite M der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 zu erstrecken. Der Montagebereich stellt insbesondere einen Bereich dar, in dem die Verbindungselemente 40 und das Ankerelement 41 vorzusehen sind, um als entsprechende mechanische Verbindungsteile bereitgestellt zu sein. Hierzu sind die Verbindungselemente 40 und/oder das Ankerelement 41 bevorzugt an einer Montageseite M der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 vorgesehen und erstrecken sich ferner bevorzugt in einer die Montageseite M aufspannenden Montageebene der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 flächig. Die Verbindungselemente 40 erstrecken sich bevorzugt seitlich von dem Kontaktrahmen 4 und weiter bevorzugt in der Montageebene. Die Verbindungselemente 40 können sich bevorzugt an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kontaktrahmens 4 vorzugsweise voneinander weg erstrecken, wie dies in den Figuren dargestellt ist. Auf diese Weise kann trotz kleinem Bauraum eine sichere funktionale Trennung der mittels Lötverbindung bereitgestellten elektrischen Verbindungsbereiche ermöglicht werden.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltungsform kann das Ankerelement 41 auch als Prägung in dem Kontaktrahmen 4 ausgebildet sein, wie dies beispielsweise in den 9 und 10 gezeigt ist. Eine solche Prägung kann beispielsweise einfach während eines Stanz-Biege-Prozesses eingebracht werden. Das somit exponierte Ankerelement 41 wird folglich ohne zusätzliches Bauteil und ohne zusätzliche Fertigungsschritte auf einfache und kostengünstige Weise integral mit dem Kontaktrahmen 4 bereitgestellt.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass neben den wenigstens zwei integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildeten Verbindungselementen 40 auch mehrere Ankerelemente 41 gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Kontaktrahmen 4 bereitgestellt sein können. Die unterschiedlichen Ankerelemente 41 können dann auf beliebige und beispielhaft in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebene Weise bereitgestellt werden; also beispielsweise als Lasche und/oder Prägung. An Stelle von oder zusätzlich zu mehreren Ankerelementen 41 kann selbstverständlich auch die Kontaktfläche des Ankerelements 41 gemäß den gegebenen Anforderungen angepasst werden. So kann bei höher mechanisch beanspruchten Klemmen 1 bzw. Kontaktkörpern 2 das Ankerelement 41 entsprechend größer ausgebildet werden.
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Unabhängig von der Ausgestaltungsform des Ankerelements 41 ist dieses bevorzugt an einer Seite der Klemme 1, vorzugsweise der Montageseite M der Klemme 1 bzw. des Kontaktrahmens 2, im Wesentlichen mittig bezüglich des Kontaktrahmens 4 angeordnet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das Ankerelement 41 möglichst nahe der Leiterklemmstelle K vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine Kraftaufnahme durch das Ankerelement 41 besonders effektiv bereitgestellt werden. Bevorzugt ist das Ankerelement 41 zwischen den wenigstens zwei vorgesehenen Verbindungselementen 40 angeordnet.
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Die Verbindungselemente 40 und/oder das Ankerelement 41 erstrecken sich bevorzugt quer oder längs der Leitereinführöffnung 43. Dies gilt insbesondere dann, wenn die vorbezeichneten Elemente 40, 41 als Lasche ausgebildet und zur Bereitstellung entsprechend umgebogen sind.
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Der Kontaktrahmen 4 umgibt die Leiterklemmstelle K bzw. die Leitereinführöffnung 43 bevorzugt im Wesentlichen umlaufend seitlich, um somit einen stabilen Kontaktrahmen bzw. einen stabilen Kontaktkörper auch zur Aufnahme einer Kontaktfeder 5 bereitzustellen.
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Je Klemme 1 bzw. in dem Gehäuse 3 können bevorzugt auch mehr als eine, also beispielsweise wenigstens zwei Kontaktkörper 2 aufgenommen sein. In diesem Fall sind die Kontaktkörper 2 bevorzugt gleich ausgebildet und/oder gleich ausgerichtet. Insbesondere im letztgenannten Fall können Leiter von nur einer Seite in die Klemme 1 eingeführt werden, was den Anschluss von Leitern an eine entsprechende Klemme 1 erleichtert.
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Wie bereits zuvor erläutert, betrifft die vorliegende Erfindung auch den Kontaktkörper an sich. Dieser weist folglich den vorbezeichneten Kontaktrahmen 4 sowie die vorbezeichnete Kontaktfeder 5 auf. Der Kontaktrahmen 4 weist, wie zuvor beschrieben, die wenigstens zwei integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildeten Verbindungselemente 40 auf. Der Kontaktkörper 2 weist ferner erfindungsgemäß das integral mit dem Kontaktrahmen 4 ausgebildete Ankerelement 41 zur mechanischen Verbindung des Kontaktkörpers 2 beispielsweise mit einer Leiterplatte PCB auf. Im Übrigen gilt alles zuvor Beschriebene zum Kontaktkörper 2 auch für den erfindungsgemäßen Kontaktkörper 2 an sich, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf vorhergehende Beschreibung verwiesen wird.
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Die Erfindung ist ferner auf eine Leiterplatte PCB mit einer erfindungsgemäßen Klemme 1 bzw. einem erfindungsgemäßen Kontaktkörper 2 gerichtet. Die 7 und 8 zeigen beispielhaft eine derartige Leiterplatte PCB, die zum Vorsehen einer erfindungsgemäßen Klemme 1 als SMD-Bauelement vorgesehen ist. Hierzu weist die Leiterplatte PCB bevorzugt entsprechende Verbindungs- bzw. Kontaktbereiche V auf, um die erfindungsgemäße Klemme 1 bzw. den erfindungsgemäßen Kontaktkörper 2 beispielsweise mittels einer Lötverbindung auf der Leiterplatte PCB vorzusehen. Dabei dienen die jeweils in Längsrichtung der Leiterplatte PCB gesehen äußeren Verbindungsbereiche V40 der Aufnahme der Verbindungselemente 40 zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Klemme 1 bzw. des Kontaktkörpers 2 auf der Leiterplatte PCB. Die mittigen Verbindungsbereiche V41 dienen der mechanischen Verbindung mit dem Ankerelement 41. Den 7 und 8 ist ferner zu entnehmen, dass von den Kontaktbereichen der Leiterplatte PCB für die erfindungsgemäße Klemme 1 bzw. den erfindungsgemäßen Kontaktkörper 2 entsprechend Leiterbahnen B zu weiteren SMD-Bauelementen X führen, um diese mittels über in die Klemme 1 eingeführte Leiter eingebrachten elektrischen Strom zu versorgen. Die dargestellten SMD-Bauelemente sind beispielsweise LED-Module. Selbstverständlich können auch andere Leiterplattenkonfigurationen und andere SMD-Bauelemente vorgesehen sein. Die Erfindung ist hierbei nicht auf eine bestimmte Leiterplatten-Ausgestaltung beschränkt.
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Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die vorbezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind insbesondere Form, Dimension und Ausgestaltung sowie Anordnung und Anzahl der Verbindungselemente 40 und Ankerelemente 41 durch die Erfindung nicht beschränkt. Auch kann eine erfindungsgemäße Klemme 1 eine beliebige Anzahl an Kontaktkörpern 2 aufweisen, wobei wenigstens einer der Kontaktkörper 2 erfindungsgemäß ausgebildet sein soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014104939 U1 [0002, 0003, 0054]