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"Elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten"
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten,
mit einem aus Isolierstoff bestehenden, vorzugsweise zweischalig-geschlossenen Klemmengehäuse,
mit einem in dem Klemmengehäuse angeordneten metallischen Außenleiteranschlußkörper
für einen extern herangeführten elektrischen Leiter, vorzugsweise mit einem weiteren,
in dem Klemmengehäuse angeordneten und mit dem Außenleiteranschlußkörper elektrisch
verbundenen metallischen Innenleiteranschlußkörper für einen von der Leiterplatte
herangeführten elektrischen Leiter und mit zwei mit dem Außenleiteranschlußkörper
elektrisch verbundenen, aus dem Klemmengehäuse im wesentlichen senkrecht nach unten
herausragenden Leiterpla'tenanschlußstiften.
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Elektrische Anschlußklemmen für Leiterplatten, wie sie zuvor beschrieben
worden sind, sind seit langem in verschiedenen Ausführungsformen bekannt (vgl. den
Gesamtkatalog der Anmelderin, Abschnitt "Printklemmen'2, insbesondere Seite 297).
Diese elektrischen Anschlußklemmen weisen üblicherweise ein zweischaliges, geschlossenes
Klemmengehäuse aus Isolierstoff auf, in dem ein metallischer Außenleiteranschlußkörper,
vorzugsweise ein Schraubanschlußkörper mit einem U-förmigen Leiteraufnahmerahmen,
einer Klemmschraube und einem Druck- und Leiterschutzelement, angeordnet ist. Anstelle
eines Schraubanschlußkörpers kann als Außenleiteranschlußkörper auch ein Federkraftklemmanschlußkörper,
ein Flachsteckanschlußkörper, ein Klammeranschlußkörper, ein Wickelanschlußkörper
usw. verwendet werden. Bei diesen elektrischen Anschlußklemmen für Leiterplatten
sind aber Schraubanschlußkörper und Federkraftklemmanschlußkörper besonders weit
verbreitet.
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Während der Außenleiteranschlußkörper einer elektrischen Anschlußklemme
für Leiterplatten der zuvor erläuterten Art dazu dient, einen extern herangeführten
elektrischen Leiter elektrisch sicher und mechanisch fest mit der Anschlußklemme
zu verbinden, ist die Anschlußklemme selbst durch zwei in Längsrichtung des Klemmengehäuses
angeordnete Leiterplattenanschlußstifte mit der entsprechenden Leiterplatte mechanisch
und elektrisch verbindbar bzw. verbunden. Dazu wird das Klemmengehäuse auf die entsprechende
Leiterplatte aufgesetzt, kommt dabei mit einer mehr oder weniger großen, jedenfalls
ebenen Anlagefläche an der Leiterplatte
zur Anlage, gleichzeitig
werden die Leiterplattenanschlußstifte durch Löcher in der Leiterplatte hindurchgesteckt
und von der Rückseite der Leiterplatte aus in den Löchern verlötet. Dadurch wird
einerseits die elektrische Anschlußklemme mechanisch fest mit der Leiterplatte verbunden,
andererseits eine elektrische Verbindung zwischen dem Außenleiteranschlußkörper
und einer Leiterbahn auf der Leiterplatte hergestellt. Die Löcher in der Leiterplatte
sind normalerweise rasterartig angeordnet, so daß der Abstand der Leiterplattenanschlußstifte
dem Lochraster auf der Leiterplatte entsprechen muß. Im übrigen sind auch die Lochdurchmesser
zumeist fest vorgegeben.
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Die bekannte elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten, von der
die Erfindung ausgeht, läßt sich mit den zwei vorhandenen Leiterplattenanschlußstiften
unter Nutzung der Anlagefläche des Klemmengehäuses mechanisch ausreichend belastbar
und betriebssicher mit einer Leiterplatte verbinden. Die beiden Leiterplattenanschlußstifte
bei der bekannten elektrischen Anschlußklemme für Leiterplatten reichen auch aus,
um die dort betriebsmäßig vorgesehenen maximalen Ströme von 15 A bei einer Spannung
von bis zu 500 V elektrisch und thermisch verläßlich auf die Leiterbahnen der Leiterplatte
zu übertragen. Wegen der in Längsrichtung des Klemmengehäuses hintereinander angeordneten
Leiterplattenanschlußstifte ist die mechanische Belastbarkeit in Längsrichtung des
Klemmengehäuses besonders groß. Kräfte, die quer zur Längsrichtung des Klemmengehäuses
auftreten, können allerdings recht leicht zum Unklappen des Klemmengehäuses und
Ausreißen der Leiterplattenanschlußstifte führen. Dies ist bei dieser bekannten
elektrischen Anschlußklemme jedoch dann kein Problem, wenn mehrere elektrische Anschlußklemmen
nebeneinander angeordnet und zu einem Klemmenblock miteinander verbunden sind.
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Die bekannte, zuvor erläuterte elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten
weist im übrigen im Klemmengehäuse noch einen Innenleiteranschlußkörper auf, der
mit dem Außenleiteranschlußkörper elektrisch verbunden ist und dazu dient, einen
von der Leiterplatte herangeführten elektrischen Leiter unmittelbar anzuschließen.
Auf
diese Weise können auf der Leiterplatte angeordnete Bauelemente mit hoher Stromaufnahme
direkt mit der elektrischen Anschlußklemme verbunden werden. Dieser Innenleiteranschlußkörper
ist bei der bekannten elektrischen Anschlußklemme einstückig mit dem Außenleiteranschlußkörper
als Lötanschlußkörper ausgeführt.
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Die Tendenz bei auf Leiterplatten angeordneten elektrischen und elektronischen
Schaltungen, insbesondere bei Schaltungen der Leistungselektronik, geht nach wie
vor in Richtung höherer Leistungsdichte und damit höherer zuzuführender Ströme.
Es besteht also Bedarf an einer elektrischen Anschlußklemme für Leiterplatten, über
die höhere Ströme auf Leiterbahnen der Leiterplatte und/oder direkt an auf der Leiterplatte
angeordnete Baugruppen übertragen werden können.
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Nun lassen sich zwar die äußeren Abmessungen einer elektrischen Anschlußklemme
für Leiterplatten entsprechend vergrößern, jedoch muß auf die besonderen Bedingungen
bei Leiterplatten, nämlich insbesondere das Lochraster und den Lochdurchmesser der
vorgesehenen Löcher geachtet werden. Von dieser Problemstellung ausgehend liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte elektrische Anschlußklemme für
Leiterplatten in einer den Voraussetzungen bei Leiterplatten angepaßten Weise so
weiterzuentwickeln, daß höhere Ströme über diese Anschlußklemme auf Leiterbahnen
der Leiterplatte und/oder direkt auf auf der Leiterplatte angeordnete Bauelemente
und Baugruppen übertragen werden können.
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Die erfindungsgemäße elektrische Anschlußklemme, bei der die zuvor
aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer
Leiterplattenanschlußstift, vorzugsweise zwei weitere Leiterplattenanschlußstifte
vorgesehen, vorzugsweise entsprechend dem Lochraster der Leiterplatte angeordnet
und mit dem Außenleiteranschlußkörper elektrisch verbunden ist bzw.
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sind. Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, daß eine elektrisch
und thermisch befriedigende Übertragung höherer Ströme auf Leiterbahnen der Leiterplatte
nicht einfach dadurch gewährleistet werden kann, daß eine Vergrößerung der elektrische
Anschlußklemme der zuvor erläuterten Art mit entsprechender Vergrößerung des Abstandes
und Durchmessers der Leiterplattenanschlußstifte erfolgt. Erfindungsgemäl
wird
vielmehr zumindest ein weiterer Leiternlattenanschlußstift vorgesehen uns wird vorzugsweise
der dem Lochraster der Leiterplatte entsprechende Abstancl sowie meist auch der
Durchmesser der Leiterpiattenanscnlulistifte Deibenalten.
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Der auf Leiteroahnen der Leiterplatte zu übertragende elektrische
Strom verteilt sich auf die so parallel geschalteten Leiterplattenanschlußstifte.
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Gleichzeitig führt der weitere Leiterplattenanschlußstift bzw. führen
aie weiteren Leiterplattenanschlulsstifte zu einer Verbesserung aer mechanischen
Verbindung der elektrischen AnschlutSklemme mit der Leiterplatte.
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Der zuvor erläuterte mechanische Aspekt der Lehre der Erfindung gewinnt
besondere Bedeutung dadurch, daß dann, wenn zumindest drei Leiterplattenanschlußstifte
vorgesehen sind, erstmals die Möglichkeit geschaffen ist, nicht alle Leiterplattenanschlußstifte
miteinander fluchtend anzuordnen. Mit anderen Worten kann der dritte, erfindungsgemäß
vorgesehene Leiterplattenanschlußstift seitlich neben der von den ersten beiden
Leiterplattenanschlußstiften definierten Linie, meist parallel zur Längsachse des
Klemmengehäuses, angeordnet sein. Dadurch ist die mechanische Empfindlichkeit der
erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme für Leiterplatten gegenüber Kräften
quer zur Längsrichtung des Klemmengehäuses erheblich geringer als bei der bekannten
elektrischen Anschlußklemme. Die erfindungsgemäße elektrische Anschlußklemme kann
daher leicht auch als Einzel klemme auf einer Leiterplatte angeordnet werden. Die
erfindungsgemäß verbesserte mechanische Befestigung der Anschlußklemme auf der Leiterplatte
gewinnt ihre besondere Bedeutung auch dadurch, daß aufgrund der insgesamt größeren
Abmessungen der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußklemme beim Anschluß des
extern herangeführten elektrischen Leiters und/oder des von der Leiterplatte herangeführten
elektrischen Leiters unter Umständen erheblich größere Momente auftreten, die nun
mit der erfindungsgemäßen Konstruktion ohne weiteres aufgenommen werden können.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß je zwei Leiterplattenanschlußstifte quer zur Längsrichtung des
Klemmengehäuses paarweise nebeneinander und die Paare von Leiterplattenanschlußstiften
in
Längsrichtung des Klemmengehäuses hintereinander angeordnet sind. Die so ausgestaltete,
erfindungsgemäße elektrische Anschlußklemme hat nicht nur hinsichtlich der Leiterplattenanschlußstifte
einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau, sondern vermag auch die betriebsmäßig
üblicherweise auftretenden Kräfte optimal aufzunehmen.
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Selbstverständlich können auch noch mehr als vier Leiterplattenanschlußstifte
vorgesehen sein. Beispielsweise ist es durchaus denkbar, daß mehrere Paare von Leiterplattenanschlußstiften
in Längsrichtung des Klemmengehäuses hintereinander angeordnet sind. Dabei wächst
die Strombelastbarkeit der entsprechenden Anschlußklemme in Grenzen im wesentlichen
entsprechend der wachsenden Anzahl von Leiterplattenanschlußstiften. Mechanisch
ist jedoch mit der weiteren Erhöhung der Anzahl von Leiterplattenanschlußstiften
im Gegensatz zur Erhöhung von zwei auf drei und von drei auf vier Leiterplattenanschlußstiften
keine qualitative, sondern nur noch eine quantitative Verbesserung verbunden.
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Eine hinsichtlich des elektrischen Übergangswiderstandes und hinsichtlich
der Herstellungstechnik optimale Lösung bietet sich dadurch, daß die Leiterplattenanschlußstifte
am Außenleiteranschlußkörper und, falls vorhanden, ggf. auch am Innenleiteranschlußkörper
ausgeformt sind. Besonders zweckmäßig ist es herstellungstechnisch dabei, wenn die
Leiterplattenanschlußstifte aus dem Material des Außen- bzw. Innenleiteranschlußkörpers
herausgebogen sind.
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Derartige konstruktive Lösungen sind für eine elektrische Anschlußklemme
für Leiterplatten mit einem Federkraftklemmanschlußkörper als Außenleiteranschlußkörper
aus der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 33 46 027.2-34 bekannt, deren
Offenbarungsgehalt hiermit auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung
gemacht wird.
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Besonders gute Voraussetzungen für eine Verwirklichung der Lehre der
vorliegenden Erfindung bietet eine elektrische Anschlußklemme, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Außenleiteranschlußkörper als Schraubanschlußkörper mit vorzugsweise
U-förmigem Leiteraufnahmerahmen, Klemmschraube und Druck-und Leiterschutzelement
ausgeführt ist. Auch für den Innenleiteranschlußkörper
einer elektrischen
Anschlußklemme der gattungsgemäßen Art empfiehlt sich überdi eine Ausgestaltung
als Schraubanschlußkörper mit vorzugsweise U-förmigem Leiter aufnahmerahmen, Klemmschraube
und Druck- und Leiterschutzelement. Diese Ausgestaltung empfiehlt sich unabhängig
davon, ob zwei oder mehr Leiterplattenanschlußstifte vorgesehen sind, und insbesondere
dann, wenn auch der Außenleiteranschlußkörper in der zuvor erläuterten Weise ausgestaltet
ist. In ähnlich vorteilhafter Weise ist es auch möglich, den Innenleiteranschlußkörper
als Federkraftklemmanschlußkörper, Flachsteckanschlußkörper, Klammeranschlußkörper,
Wickelanschlußkörper usw. auszubilden. Jedenfalls kann mit einer solchen Ausgestaltung
des Innenleiteranschlußkörpers eine übertragung höherer Ströme direkt auf auf der
Leiterplatte angeordnete Bauelemente und Baugruppen ermöglicht werd Sind sowohl
der Außenleiteranschlußkörper als auch der Innenleiteranschlußkörpe als Schraubanschlußkörper
ausgeführt, so empfiehlt es sich, die elektrische uno mechanische Verbindung dadurch
zu verwirklichen, daß die Leiteraufnahmerahmen einstückig miteinander ausgeführt
sind. Ähnliche Konstruktionen lassen sich auc bei Federkraftklemmanschlußkörpern
usw. verwirklichen, wozu nochmals auf die Patentanmeldung P 33 46 027.2-34 verwiesen
werden darf. Jedenfalls gilt, daß ein Schraubanschlußkörper eine besonders gute
Möglichkeit zur Ausformung der Leiterplattenanschlußstifte bietet, daß nämlich hier
die Leiterplattenanschlußstifte sehr einfach aus den Seitenwangen des Leiteraufnahmerahmens
herausgebogc werden können. Das geschieht dann, wenn die Leiteraufnahmerahmen der
Außen- unc Innenleiteranschlußkörper einstückig miteinander ausgeführt sind, zweckmäßigerweise
an den voneinander weg gerichteten Enden bzw. Rändern der Leitaufnahmerahmen.
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Erfindungsgemäß wird eine optimale Lösung vorgeschlagen, wie über
eine elektris Anschlußklemme für Leiterplatten höhere Ströme übertragen werden können,
wie dazu diese Anschlußklemme nötigenfalls in den Abmessungen vergrößert werden
kann und wie gleichwohl die bei Leiterplatten insbesondere hinsichtlich des Lochrasters
und des Lochdurchmessers gegebenen Voraussetzungen berücksichtigt werden können.
Gleichzeitig wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die mechanisch Belastbarkeit
der an einer Leiterplatte befestigten elektrischen Anschlußklemmf
in
entsprechender Weise vergrößert, so daß es sogar möglich ist, die erfindungsgemäße
elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten für sich, d. h. nicht als Teil eines
Klemmenblockes, auf einer Leiterplatte anzuordnen. Schließlich wird erfindungsgemäß
eine Lösung vorgeschlagen, durch die auch sehr hohe Ströme über die erfindungsgemäße
Anschlußklemme direkt an auf der Leiterplatte angeordnete Bauelemente oder Baugruppen
übertragen werden können.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer
und perspektivischer Ansicht den Rand einer Leiterplatte mit aufgesetzter elektrischer
Anschlußklemme.
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Die in der einzigen Figur schematisch und perspektivisch dargestellte
elektrische Anschlußklemme 1 ist auf einer Leiterplatte 2 an deren Rand angeordnet.
Gestrichelt ist dargestellt, daß diese elektrische Anschlußklemme 1 ein aus Isolierstoff
bestehendes, zweischalig-geschlossenes Klemmengehäuse 3 aufweist, das mittels einer
Anlagefläche 4 an der Oberseite der Leiterplatte 2 zur Anlage kommt. Gut zu erkennen
ist, daß diese elektrische Anschlußklemme 1 einen in dem Klemmengehäuse 3 angeordneten
metallischen Außenleiteranschlußkörper 5 für einen extern herangeführten elektrischen
Leiter - dargestellt durch einen Pfeil 6 - aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist außerdem noch ein weiterer, in dem Klemmengehäuse 3 angeordneter und mit dem
Außenleiteranschlußkörper 5 elektrisch verbundener metallischer Innenleiteranschlußkörper
7 vorgesehen. Dieser Innenleiteranschlußkörper 7 dient zum Anschluß eines von der
Leiterplatte 2 bzw. einer auf der Leiterplatte 2 angeordneten Baugruppe herangeführten
elektrischen Leiters, der durch einen Pfeil 8 angedeutet ist.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Leiterplattenanschlußstifte
9 vorgesehen, die mit dem Außenleiteranschlußkörper 5 bzw. dem Innenleiteranschlußkörper
7 elektrisch verbunden sind und aus dem Klemmengehäuse 3 im wesentlichen senkrecht
nach unten herausragen. Angedeutet ist in der einzigen Figur nur, daß die Leiterplatte
2 eine Vielzahl von rasterartig angeordneten
Löchern 10 mit einem
bestimmten Durchmesser aufweist, in die auch die Leiterplattenanschlußstifte 9 der
elektrischen Anschlußklemme 1 eingesteckt sind. Durch Verlöten der Leiterplattenanschlußstifte
9 mit der Leiterplatte 2 ist einerseits die elektrische Verbindung der Leiterplattenanschlußstifte
9 mit nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 2, andererseits in Verbindung
mit der Anlagefläche 4 des Klemmengehäuses 3 die mechanische Verbindung der Anschlußklemme
1 mit der Leiterplatte 2 verwirklicht.
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Die einzige Figur läßt deutlich erkennen, daß die Leiterplattenanschlußstifte
9 nicht alle miteinander fluchtend angeordnet sind. Es sind nämlich je zwei Leiterplattenanschlußstifte
9 quer zur Längsrichtung des Klemmengehäuses 3 paarweise nebeneinander angeordnet
und die beiden Paare von Leiterplattenanschlußstiften 9 sind in Längsrichtung des
Klemmengehäuses 3 hintereinander angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, daß die
elektrische Anschlußklemme 1 auch dann betriebssicher auf der Leiterplatte 2 befestigt
ist, wenn dies, wie dargestellt, nicht im Rahmen eines Klemmenblockes aus mehreren
Anschlußklemmen 1, sondern für sich geschieht.
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Die einzige Figur läßt deutlich erkennen, daß die Leiterplattenanschlußstifte
9 einerseits am Außenleiteranschlußkörper 5, andererseits am Innenleiteranschlußkörper
7 ausgeformt, nämlich aus dem Material selbst herausgebogen sind. Da der Außenleiteranschlußkörper
5 und der Innenleiteranschlußkörper 7 beide als Schraubanschlußkörper mit U-förmigem
Leiteraufnahmerahmen 11, Klemmschraube 12 und Druck- und Leiterschutzelement 13
ausgeführt sind, sind konkret die Leiterplattenanschlußstifte 9 aus den Seitenwangen
der Leiteraufnahmerahmen 11 herausgebogen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel
ist insoweit besonders bevorzugt, als die Leiteraufnahmerahmen 11 der Außen- und
Innenleiteranschlußkörper 5, 7 einstückig miteinander ausgeführt sind.
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