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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft eine Anschlußklemme für elektrische Leitungsdrähte
wie Steckverbinder, Stecker- oder Buchsenleisten u. dgl., mit einem Gehäuse aus
Isolierstoff und wenigstens einer darin aufgenommen mehrschenkligen Kontaktfeder,
von der wenigstens zwei Schenkel durch einen im wesentlichen U-förmigen Scheitel
steg miteinander verbunden sind, der eine Durchstecköffnung für den zu kontaktierenden
Leitungsdraht aufweist und mit einem relativ zu der Kontaktfeder bewegbaren Schaltstück,
welches einen Schenkel der Kontaktfeder relativ zu einem anderen und auf diesen
zu bewegt derart, daß wenigstens eine einem Schenkel zugeordnete Klemmnase den Leitungsdraht
federnd an den anderen Schenkel drückt.
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Anschlußklemmen dieser Art haben insbesondere bei ihrer Verwendung
im elektronischen Schaltungsbau, der durch besonders kleine Abmessungen von Klemmen,
Leitungsdrähten und Kontaktfedern gekennzeichnet ist, besondere Anforderungen zu
erfüllen. So wird verlangt, daß die Leitungsdrähte in den Kontaktfedern auch bei
auftretenden Rückzugkräften sicher gehalten werden, wobei aber die Kontaktfedern,
die wegen ihrer kleinen Bauweise sehr verformungsempfindlich sind, nicht beschädigt
werden dürfen. Das Kontaktieren der Kontaktfedern mit den Leitungsdrähten erfordert
daher besondere Umsicht. Diese ist jedoch einer insbesondere auf Zeitersparnis gerichteten
Arbeitsweise hinderlich. Um ein rasches Einstecken der Leitungsdrähte bewirken zu
können, ist es erforderlich, durch konstruktive Maßnahmen die beim Einstecken auf
den Leiter und die Kontaktfeder wirkenden Kräfte niedrig zu halten. Gleichzeitig
muß die Kontaktfeder aber in der Lage sein, den möglichst ohne Kraftaufwand eingefilhrten
Leiter mit maximaler
Haltekraft zu kontaktieren, um einerseits
den Leitungsdraht sicher am Platze zu halten und vor allem um die elektrische Kontaktgabe
zu gewährleisten. Diese beiden Hauptforderungen - kraftloses Einstecken - kraftvolles
Klemmen des Leitungsdrahtes - wird im Stande der Technik auf unterschiedliche Art
und Weise gelöst. So ist z.B. aus dem DE-GM 75 29 905 eine Kontaktanordnung bekanntgeworden,
bei der die Kontaktfeder beim Einführen eines Leitungsdrahtes zwischen zwei ihrer
Schenkel dem eingesteckten Leitungsdraht zunächst keinen Widerstand entgegensetzt.
Wird der Leitungsdraht weiter vorgeschoben, so trifft das freie Leiterende auf einen
schräg gestellten Kontaktfederschenkel und kippt die gesamte Kontaktfeder derart
herum, daß an einem vom freien Ende des Leitungsdrahtes entfernten Bereich kontaktfederseitige
Klemmzonen wirksam werden. Diese bekannte Konstruktion setzt einerseits einen relativ
steifen und widerstandsfähigen Leitungsdraht voraus, weil dieser die Bewegung der
Kontaktfeder steuern muß.
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Auch ist es zum gleichen Zweck erforderlich, das abisolierte Ende
des Leitungsdrahtes relativ lang zu halten.
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Um nicht alle diese Nachteile nicht in Kauf nehmen zu müssen, hat
man bei der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Anschlußklemme nicht
mehr den Leitungsdraht als aktives, den Kontakt herstellendes Element vorgesehen,
sondern ein besonderes Schatstück. Dieses besteht bei der vorbekannten Anschlußklemme
aus einer an der Innenseite des Gehäuses angeordneten keilförmigen Schrägfläche.
Die Kontaktfeder besitzt einen längeren Schenkel, der, zum freien Ende hin einen
Lötstift bildend, aus dem Gehäuse heraustritt. Jenseits des freien, verlötbaren
Endes ist dieser Federschenkel um etwa 1800 umgebogen und geht jenseits der Umbiegung
in den zweiten, von dem Schaltstück beaufschlagbaren Federschenkel über.
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Das Gehäuse ist relativ zu der Kontaktfeder um einen gewissen Betrag
verschiebbar angeordnet. Ist die Kontaktfeder mit ihrem Lötfuß z.B. an einer elektrischen
Leitungsplatte befestigt, läßt sich das Gehäuse um den Betrag der möglichen Relativbewegung
von der Leiterplatte wegbewegen. Die das Schalt stück bewirkende Steuerfläche gibt
dann den bewegbaren Schenkel derart frei, daß dieser von dem anderen, den Lötfufl
aufweisenden Schenkel abgehoben wird. Man kann nun den Leitungsdraht völlig kraftfrei
durch die im Scheitelsteg vorgesehene Durchstecköffnung hindurchführen, bis er in
den Uberdeckungsbereich des freien Endes des bewegbaren Kontaktfederschenkels zu
liegen kommt, dessen dem Draht zugekehrte Kante eine Klemmnase ausbildet. Wird dann
das Gehäuse wieder in Richtung auf die Leiterplatte geschoben, bewirkt die keilförmige
Fläche, daß der federnde Schenkel gegen den Leitungsdraht bewegt wird, so daß die
Kante seines freien Endabschnittes den Draht kontaktieren kann.
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Bei dieser bekannten Anschlußklemme ist also ohne Beteiligung des
Leitungsdrahtes als Steuerelement sein kraftloses Einführen in die Kontaktzone möglich,
während der eigentliche Kontakt ohne Beanspruchung des Leitungsdrahtes durch Verschieben
des Schaltstückes herbeigeführt wird. Diese Auslegung macht aber nach wie vor einen
relativ langen abisolierten Abschnitt des Leitungsdrahtes erforderlich. Auch sind
die Klemmkräfte sehr stark von den auftretenden Toleranzen abhängig, weil das Schaltstück
den bewegbaren Schenkel der Kontaktfeder in unmittelbarer Nachbarschaft der Klemmnase
kontaktiert.
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Ausgehend von einer Anschlußklemme der im Oberbegriff des Anspruches
1 vorausgesetzten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch geschickte
Ausbildung der Kontaktfeder
und unter Beibehaltung des Prinzips
der kraftlosen Einführung des Leitungsdrahtes die auf den Leitungsdraht einwirkenden
Kontaktkräfte noch weiter zu erhöhen und vor allem von baulich in Kauf zu nehmenden
Toleranzen weitestgehend unabhängig zu machen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klemme
im unmittelbaren Bereich der Durchstecköffnung angeordnet ist und das Schaltstück
den beweglichen Schenkel der Kontaktfeder an dem der Durchstecköffnung und der Klemme
entfernten Endbereich dieses Schenkels beaufschlagt. Durch die erfindungsgemäß getroffene
Ausbildung der Kontaktfeder wird erreicht, daß die von dem Schaltstück beaufschlagte
Zone einen relativ großen Abstand von der die Klemmnase aufweisenden Zone besitzt,
so daß bei nur sehr geringen vom Schalt stück einwirkenden Kräften hohe Kontaktkräfte
auf den Leitungsdraht einwirken können. Wegen des relativ großen Betätigungsweges
des bewegbaren Schenkels bei schon wirksamer Klemme spielen Toleranzen der Fertigung
praktisch keine Rolle mehr. Aus dem gleichen Grunde sind die Kräfte außergewöhnlich
gering, die man bei der Verriegelung der Klemmeinrichtung durch Betätigen des Schaltstücks,
beispielsweise also durch Verschieben des Klemmengehäuses, aufzubringen hat. Dies
ist bei vielpoligen Anschlußklemmen, die 24 und mehr Leiter aufzunehmen in der Lage
sind, von nicht unerheblicher Bedeutung.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Anschlul3klemme besitzt darUber hinaus
den Vorteil, daß, weil die Klemmnasen in unmittelbarer Nähe des Scheitelstegs angeordnet
sind, sehr kurze abisolierte Leitungsdrahtenden ausreichen, um den Kontakt sicher
zu stellen. Damit wiederum ist gleichzeitig ein anderer Vorteil erreicht, nämlich
der, daß es ausreicht, das Leitungsdrahtende gerade eben durch den Scheitelsteg
hindurchzustecken, um sicher sein zu können, daß nach Betätigung des Schaltstückes
der elektrische Kontakt sicher hergestellt ist.
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Bei der bekannten Klemme müßten die Leitungsdrahtenden weiter eingeführt
werden, bis durch Auftreffen seines freien Endes auf ein Hindernis in der Klemme
ein weiteres Einstecken nicht mehr möglich ist. Es ist dabei aber nicht stets gewährleistet,
daß mit dem Auftreffen des freien Leitungsdrantendes auf ein Hindernis auch tatsächlich
die für die Kontaktgabe erforderliche Positionierung gegeben ist. Diesr Nachteil
tritt bei der erfindungsgemäßen Klemme nicht mehr auf.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß im Bereich der Durchstecköffnung
aus der Kontaktfeder Zungen ausgeklinkt sind, deren Kanten die Klemmnasen bilden.
Diese Zungen sind vorteilhaft in Einsteckrichtung des Anschlußdrahtes und gegen
ihn geneigt verlaufend angeordnet, so daß sie widerhakenartig wirken und dadurch
zugleich den eingesteckten Leitungsdraht sicher gegen auftretende Rückzugskräfte
halten.
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Da sich, was beim Stand der Technik nicht gegeben war, in gegenüberliegender
Anordnung an beiden Schenkeln im Bereich der Durchstecköffnung innerhalb des Scheitelsteges
zwei Zungen ausklinken lassen, so daß zwei Klemmnaen entstehen, kennen auch damit
die aufzubringenden Klemmkräfte ohne Inkaufnahme anderer Nachteile wirksam erhöht
werden.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der bewegbare Schenkel
der Kontaktfeder in zwei durch Umbiegung von etwa 1800 doppellagig angeordnete Teilschenkel
gegliedert ist und das freie in den Bereich der Durchstecköffnung zurückgeführte
Ende des einen Teilschenkels eine der Klemmnasen aufweist. Auf diese Weise wird
der bewegbare Schenkel verstärkt, so daß er eine noch höhere Klemmkraft aufbringen
kann als ein einfacher Schenkel. In diesem Zusammenhang ist es von weiterem Vorteil,
wenn der zurückgeführte Teilschenkel vom anderen Teilschenkel aus einwärts umgebogen
und zwischen diesen und dem feststehenden Schenkel angeordnet ist und daß zwischen
beiden Teilschenkeln ein Stützauflager angeordnet
ist. Dieses
Stützauflager verhindert in sehr vorteilhafter Weise ein Durchbiegen des die Klemmnase
aufweisenden Teilschenkels und verhindert somit eine durch dieses Verbiegen eventuell
nachlassende Klemmkraft. Das Stützauflager kann als aus einem der Teilschenkel herausgeformte
und den anderen Teilschenkel kontaktierende Ausbauchung ausgebildet sein.
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Das von der Erfindung zur Verstellung des bewegbaren Schenkels verwendete
Schaltstück kann Bestandteil der Innenwand eines relativ zur Kontaktfeder verstellbaren
Gehäuseteils, z.B. eine schräg gestellte Innenfläche, sein, was an sich bekannt
ist. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, daß das Schaltstück Bestandteil
eines ggf. mit dem Gehäuse gekoppelten besonderen Bauteils ist, wie z.B. ein Verriegelungsschieber,
der seitlich neben den bewegbaren Schenkeln in das Anschlußklemmengehäuse eingesteckt
werden kann. Auch Drehschaltstücke od. dgl., z.B. Keilnockenwellen, sind zur Betätigung
des bewegbaren Schenkels der Kontaktfeder geeignet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine auf
einer Leiterplatte montierte Anschlußklemme, Fig. 2 eine Teildarstellung einer Kontaktfeder
mit Schaltstück und Leitungsdraht nach einer ersten Ausführung, Fig. 3 eine der
Fig. 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Kontaktfeder.
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Die in ihrer Cesamtheit mit 10 bezeichnete Anschlußklemme weist ein
Gehäuse 11 aus Isolierstoff auf, in dem sich mindestens eine, in der Regel jedoch
mehrere Kontaktfedern 12 befinden. Die Kontaktfeder ist ein Stanzteil aus sehr dünnen
elektrisch gut leitendem Metall. Wesentliche Abschnitte der in Fig. 1 dargestellten
Kontaktfeder 12 sind ein Lötstift 13, ein erster Schenkel 14, ein U-förmig umgebogener
Scheitelsteg 15 und ein zweiter Schenkel 16. Der Lötstift 13 dient zur Verankerung
jeder Kontaktfeder 12 in einer Leiterplatte 17, durch deren Bohrung 18 der Lötstift
13 durchgesteckt und auf der Rückseite R der Leiterplatte 17 angelötet ist.
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Je senkrecht zu dem ersten Schenkel 14 besitzt die dargestellte Kontaktfeder
noch zwei Seitenschenkel, von denen der in Fig. 1 sichtbare mit 19 bezeichnet ist.
(Im Querschnitt besitzt die Kontaktfeder 12 daher eine U-Form).
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Im Bereich des Scheitelsteges 15 ist eine Durchstecköffnung 20 vorgesehen,
deren lichte Weite größer ist als der zur Kontaktierung mit der Kontaktfeder 12
bestimmte Leitungsdrahtquerschnitt. Im unmittelbaren Bereich der Durchstecköffnung
20 und noch im Bereich des Scheitelsteges 15 sind einander gegenüberliegend zwei
Zungen 21 und 22 durch Ausklinkung erzeugt und in den zwischen den Schenkeln 14
und 16 gebildeten Raum hineinverformt. Ihre Kantenbereiche 23 und 24 bilden Klemmnasen
zur Kontaktierung der Mantelfläche des abisolierten Leitungsdrahtendes.
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Die Kontaktfeder 12 ist innerhalb des Isolierstoffgehauses 11 dadurch
verankert, daß im Bereich des ersten Schenkels 14 eine Arretierzunge 25 nach außen
ausgeklinkt ist, die sich auf der Unterkante 26 einer fensterartigen Gehäuseöffnung
27 anschlagbegrenzend abstützen kann, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Neigung
der Arretierzunge 15 zum Boden des Gehäuses 11 hin ermöglicht andererseits, daß
die
Kontaktfeder ohne besondere Vorkehrungen von unten her zum Zwecke der Montage in
die Aufnahmekammer 28 des Gehäuses 11 hineingesteckt werden kann.
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Die Lagerung der Kontaktfeder 12 in der Aufnahmekammer 28 des Gehäuses
11 ist jedoch derart getroffen, daß eine Relativverschieblichkeit dieser beiden
Teile zueinander möglich ist, und zwar um etwa den Betrag des in Fig. 1 ersichtlichen
Abstandes 29 der Unterkante 30 des Gehäuses 11 von der Oberfläche 31 der Leiterplatte
17.
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In Fig. 1 ist die Bestückungsstellung der Anschlußklemme dargestellt,
in der das Gehäuse 11 von der Oberfläche 31 der Leiterplatte 17 abgezogen ist. Hier
besitzen auch die Klemmnasen bzw. Klemmkanten 23 und 24 der Zungen 21 und 22 einen
lichten Abstand voneinander, der größer ist als der Querschnitt des abisolierten
Leitungsdrahtendes, welches durch die oberseitige Öffnung 32 des Gehäuses 11 in
dieses eingeführt werden kann.
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Relativ zu dem ersten Schenkel 14, der stets mit seiner Außenseite
33 an einer Innenwand 34 des Gehäuses 11 anliegt, läßt sich der zweite Schenkel
16 auf den ersten Schenkel 14 zu bewegen. Dies geschieht durch ein Schaltstück 35,
welches als Schrägfläche 36, die Außenseite 37 des zweiten Schenkels 16 kontaktierend,
an der Innenwandung des Gehäuses 11 angeo-rdnet ist. Dieser Schrägfläche 36 zugeordnet
ist ein schräg gestellter kurzer Abschnitt 38 des Schenkels 16 der Xontaktfeder
12. Wird nun das Gehäuse 11 auf die Leiterplatte 17 zubewegt, so bewirkt die Schrägfläche
36 eine Bewegung des Kontaktfederschenkels 16 auf den am Gehäuse fest anliegersden
Kontaktfederschenkel 14 zu. Die Folge davon ist, daß sich der Radius des Scheitelsteges
15 verringert, so daß die innerhalb des Umfanges des Scheitelsteges 15 gelegenen
Klemmkanten
23 und 24 aufeinanderzubewegen und so die notwendige Klemmkraft auf den Leitungsdraht
aufbringen.
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An dem ersten Schenkel 14 der Kontaktfeder ist wie ersichtlich noch
eine Warze 39 nach außen ausgeformt, die im heruntergeschobenen Zustand des Gehäuses
11 mit der Fensterkante 26 in Formschlußkontakt tritt und so einen gewissen Kraftaufwand
erforderlich macht, um die in Fig. 1 dargestellte Bestückungsstellung nicht unabsichtlich
zu erreichen.
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Fig. 2 zeigt schematisch die wesentlichen Einzelteile einer Kontaktfeder,
deren freier bewegbarer Schenkel von einem Schaltstück beaufschlagt wird. Ergänzend
zu Fig. 1, von der die Bezugszahlen übernommen worden sind, ist noch der zu klemmende
und kontaktierende Leitungsdraht mit 40, seine Isolierumhüllung mit 41 und sein
abisoliertes freies Ende mit 42 bezeichnet. Das die Schaltung bewirkende Schaltstück
35' kann man sich hier auch als in ein Gehäuse eingeführten separaten Schieber vorstellen.
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Die in Fig. 3 dargestellte Kontaktfeder 12' weicht bezüglich der
Ausbildung des bewegbaren Schenkels1 der in seiner Gesamtheit jetzt mit 16' bezeichnet
ist, von den bisherigen Ausführungen ab. Der Schenkel 16' ist hier zweilagig ausgeführt
und unterteilt sich in einen äußeren Teilschenkel 43 und einen nach innen zurück
umgebogenen Teilschenkel 44.
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Zwischen beiden Teilschenkel 43 und 44 befindet sich, hier am äußeren
Teilschenkel 43 - ein Stützauflager 45 in Gestalt einer aus dem Teilschenkel 43
herausgeprägten Ausbauchung 46. Die Außenfläche der Ausbauchung 46 kontaktiert die
Außenfläche des Teilschenkel 44. Auf diese Weise wird bewirkt, daß bei Krafteinwirkung
im Bereich der Scheitelzone 47 der beiden Teilschenkel 43 und 44 durch ein geeignetes
Schaltstück die Federsteifigkeit der Schenkelanordnung 16'erhöht wird.
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Das AusfUhrunssbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach
Fig. ;>. auch dadurch, daß im Bereich des Scheitelsteges 15 nur die Zunge 21
ausgeklinkt ist, während die nun mit 22' bezeichnete zweite Klemmnase vom freien,
nochmals umgebogenen Ende des Teilschenkels 44 ausgebildet ist. Jedoch ist auch
bei dieser Ausführung in jedem Falle die Anordnung so getroffen, daß die Klemmkanten
23 und 24 im aufgespreizten Zustand der Schenkelanordnung 16' dem abisolierten Leitungsdrahtende
42 einen kraftlosen bzw. äußerst kraftarmen Durchtritt gestatten, während auf den
Leitungsdraht erst dann starke Klemm- und Kontaktkräfte aufgebracht werden, wenn
durch Beaufschlagung des Endes der Schenkelanordnung 16' in Pfeilrichtung die Klemme
elektrisch und mechanisch gewissermaßen "eingeschaltet" ist.