DE3911108C2 - Elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektrische Anschlußklemmen, wie sie z. B. aus der DE 25 11 385 C3 bekannt sind, dienen zum Anschluß für Leiterplatten. Die Anschlußklemme wird auf die Leiterplatte aufgesetzt und mit dieser verlötet. Die anzuschließenden Leiter werden in die Anschlußklemme eingeführt und zwischen einem Klemmkörper und einem zugehörigen Kontaktelement festgeklemmt. Mit dem Kon­ taktelement oder dem Klemmkörper ist ein Lötanschlußelement einstückig verbunden, das mit den Leiterbahnen der Leiter­ platte in Kontakt gebracht und verlötet wird. Bei der An­ schlußklemme der DE 25 11 385 C3 ist das Lötanschlußelement ein einstückig mit dem Kontaktelement verbundener Lötanschluß­ stift, der in eine Bohrung der Leiterplatte eingesetzt wird. Wegen dieser Lötanschlußstifte eignet sich die Anschlußklemme nicht für die Bestückung der Leiterplatte in der SMD-Technik. Werden die in die Anschlußklemme eingeführten Leiter fest­ geklemmt, so wirkt beim Anziehen der Klemmschrauben auf die punktförmige Lötverbindung der Lötanschlußstifte mit der Lei­ terplatte ein Drehmoment, das zu einem Abdrehen der Lötverbin­ dung führen kann.

Aus der DE 81 09 133 U1 ist es daher bekannt, an dem Klemm­ körper einer Anschlußklemme zwei Lötanschlußstifte anzuformen, die in Einsteckrichtung des Leiters beabstandet angeordnet sind. Die zwei in Bohrungen der Leiterplatte eingesetzten und mit der Leiterplatte verlöteten Lötanschlußstifte vermögen ein höheres Drehmoment beim Anziehen der Klemmschraube aufzuneh­ men, so daß die Gefahr eines Abdrehens der Lötverbindungen minimal ist. Auch diese Anschlußklemme eignet sich nicht für die Bestückung der Leiterplatte in der SMD-Technik.

Aus der gattungsbildenden DE 37 10 394 A1 ist eine für die SMD-Technik geeignete Anschlußklemme bekannt. Hierzu sind bei dieser Anschlußklemme von dem in den Klemmkörper eingreifenden Kontaktelement zwei Lötanschlußstreifen nach unten aus dem Klemmengehäuse herausgeführt und parallel zur Einsteckrichtung des Leiters nach vorn bzw. nach hinten abgebogen. Die beiden Lötanschlußstreifen bilden somit einen auf die Leiterplatte aufsetzbaren, sich in Einsteckrichtung des Leiters erstrecken­ den Fuß. Die beiden Lötanschlußstreifen werden mit der Leiter­ platte verlötet. Die relativ dünnen und schmalen Lötanschluß­ streifen weisen an ihrem Übergang zu dem Kontaktelement eine relativ geringe Verwindungssteifigkeit auf. Es ist daher er­ forderlich, eine separate mechanische Befestigung des Klemmen­ gehäuses auf der Leiterplatte vorzusehen, damit das beim An­ ziehen der Klemmschrauben auftretende Drehmoment nicht die SMD-Lötanschlüsse beansprucht. Diese zusätzliche mechanische Befestigung hebt die Vorteile der SMD-Technik teilweise wieder auf. Die Anschlußklemme ist insbesondere in der Montag aufwen­ dig. Die Klemmkörper mit den Kontaktelementen müssen in einem ersten Montageschritt von unten in das Klemmengehäuse einge­ setzt werden, worauf in einem zweiten Montagevorgang die Löt­ anschlußstreifen nach vorn bzw. nach hinten abgebogen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußklemme für Leiterplatten zur Verfügung zu stellen, die in der SMD- Technik angebracht werden kann, das Drehmoment beim Festziehen der Klemmschraube zuverlässig aufnehmen kann und eine einfache Herstellung und Montage erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einer Anschlußklemme der eingangs ge­ nannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anschlußklemme wird mit einem Fuß an der Leiterplatte verlötet, der verdrehfest an der Unterseite des Klemmengehäuses angeordnet ist. Die Klemmschraube sitzt somit nicht exzentrisch zu dem Fuß, so daß beim Festziehen der Klemmschraube nur ein geringes Drehmoment auf die Lötstelle des Fußes ausgeübt wird. Der Fuß sitzt langgestreckt auf der Leiterplatte auf und ist zumindest an zwei über seine Längser­ streckung verteilten Punkten mit der Leiterplatte verlötet. Dadurch kann die Verlötung des Fußes mit der Leiterplatte zuverlässig das beim Festziehen der Klemmschraube auftretende Drehmoment aufnehmen.

Der Fuß ist einstückig mit dem Klemmkörper ausgebildet, wobei in einer rationellen Fertigung die Klemmkörper mit dem Fuß von einem entsprechenden Strangpreßprofil abgetrennt werden.

Eine fertigungstechnisch besonders günstige Montage ergibt sich dadurch, daß die Klemmkörper in eine Klemmkörperaufnahme des Klemmengehäuses einschiebbar sind, wobei die Aufnahme jeweils einen Durchbruch gegen die Unterseite des Klemmen­ gehäuses aufweist, durch welche der Fuß hindurchtritt. Die Klemmkörper sind quer zu ihrer Einschubrichtung in dem Klem­ mengehäuse gehalten und werden durch die Klemmschraube in der Einschubrichtung festgelegt, so daß keine weiteren Montagemaß­ nahmen erforderlich sind.

Die Längserstreckung des Fußes ist parallel zur Einsteck­ richtung des Leiters angeordnet, so daß die Anschlußklemme mehrpolig mit dicht nebeneinander angeordneten Klemmpolen und deren Füßen ausgebildet sein kann. Dabei kann sich der Fuß zumindest über die gesamte Tiefe des Klemmengehäuses erstrec­ ken oder vorzugsweise sogar beidseitig über das Klemmengehäuse hinausragen. Dadurch ergibt sich eine hohe Stabilität der Lötverbindung.

Der Fuß kann über seine gesamte Länge mit der Leiterplatte in Berührung stehen und mit dieser verlötet sein. Vorzugsweise weist der Fuß jedoch über seine Längserstreckung verteilte gegen die Leiterplatte gerichtete Lötvorsprünge auf, mit denen er auf die Leiterplatte aufsetzbar ist. Beim Verlöten des Fußes mit der Leiterplatte zieht sich das Lötzinn jeweils um die Ränder dieser Lötvorsprünge hoch, wodurch sich eine Ver­ vielfachung der Abstützung des Fußes gegen das beim Festziehen der Klemmschrauben auftretende Drehmoment ergibt.

Das Kontaktelement kann vorzugsweise ein U-förmiger Bügel sein, der über den Klemmkörper geschoben wird und dessen einer Schenkel von der Klemmschraube durchsetzt und festgehalten wird, während die Klemmschrauben auf den anderen Schenkel drückt, um den eingeführten Leiter festzuklemmen.

Die Anschlußklemme ist aus wenigen einfachen Teilen aufgebaut, so daß sich eine kostengünstige Herstellung und Montage er­ gibt. Die Anschlußklemme kann mit der Leiterplatte in der SMD- Technik verlötet werden, ohne daß zur Befestigung der An­ schlußklemme Bohrungen in der Leiterplatte erforderlich sind. Die Anschlußklemme eignet sich für alle herkömmlichen Bestüc­ kungsautomaten. Die mit der Leiterplatte verlötete Anschluß­ klemme kann zuverlässig die beim Festziehen der Klemmschrauben auftretenden Drehmomente aufnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 - die auf die Leiterplatte aufgesetzte Anschluß­ klemme in einem Vertikalschnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 3,

Fig. 2 - eine Ansicht der Anschlußklemme von unten mit teilweise weggebrochener Leiterplatte,

Fig. 3 - eine Seitenansicht der Anschlußklemme von der Einsteckseite,

Fig. 4 - eine Draufsicht auf die Anschlußklemme,

Fig. 5 - eine Ansicht von vorne des Klemmengehäuses der Anschlußklemme der Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 - eine Seitenansicht des Klemmengehäuses in Einsteckrichtung,

Fig. 7 - eine Draufsicht auf das Klemmengehäuse,

Fig. 8 - eine Stirnansicht des Klemmengehäuses,

Fig. 9 - einen Vertikalschnitt durch das Klemmengehäuse gemäß der Linie A-B in Fig. 6,

Fig. 10 - eine Ansicht des Klemmkörpers mit Fuß der Anschlußklemme der Fig. 1 bis 4,

Fig. 11 - eine Seitenansicht des Klemmkörpers mit Fuß in Einsteckrichtung,

Fig. 12 - eine Draufsicht auf den Klemmkörper mit Fuß,

Fig. 13 - einen Vertikalschnitt des Klemmkörpers mit Fuß und

Fig. 14 - perspektivisch das Strangpreßprofil, von welchem die Klemmkörper mit Fuß abgetrennt werden.

Die erfindungsgemäße Anschlußklemme kann ein- oder mehrpo­ lig ausgebildet sein. In der Zeichnung ist eine vierpolige Ausführung dargestellt. Ausführungen mit anderen Polzahlen ergeben sich aus dieser Darstellung in selbstverständlicher Weise, so daß diese nicht im einzelnen beschrieben werden müssen.

Die Anschlußklemme weist ein aus Kunststoff gespritztes Klemmengehäuse 10 auf, das die Form eines Quaders hat. In dem Klemmengehäuse 10 sind eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Klemmkörperaufnahmen 12 vorgesehen. Die Klemm­ körperaufnahmen 12 nehmen etwa die untere Hälfte des Klem­ mengehäuses 10 ein und führen mit rechteckigem Querschnitt von der einen Seitenfläche sacklochartig über etwa 4/5 der Tiefe in das Klemmengehäuse 10. In der zwischen den Klemm­ körperaufnahmen 12 und der unteren Bodenseite des Klemmen­ gehäuses 10 stehenbleibenden Gehäusewand 14 sind Durchbrü­ che 16 vorgesehen, die jeweils mittig zu den Klemmkörper­ aufnahmen 12 angeordnet sind, eine geringere Breite als diese Klemmkörperaufnahmen 12 aufweisen und über die gesam­ te Tiefe durch das Klemmengehäuse hindurchführen. Von der Oberseite des Klemmengehäuses 10 führen zylindrische Boh­ rungen 18 zu den Klemmkörperaufnahmen 12, die jeweils zur Aufnahme einer Klemmschraube 20 dienen. Am oberen Innenrand der Bohrungen 18 sind Nasen 22 vorgesehen, die die Klemm­ schrauben 20 unverlierbar in den Bohrungen 18 halten.

In die Klemmkörperaufnahmen 12 wird jeweils ein Klemmkörper 24 eingeschoben, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Klemmkörperaufnahme 12 entspricht. Der Klemmkörper 24 weist eine in seiner Einschubrichtung durchgehende Bohrung auf, die einen Leiteraufnahmeraum 26 für den anzuschließenden Leiter bildet. Ist der Klemmkörper 24 vollständig in die Klemmkörperaufnahme 12 eingeschoben, so fluchtet eine Gewindebohrung 28 des Klemmkörpers 24 axial mit der Bohrung 18 des Klemmengehäuses 10, so daß die in die Bohrung 18 eingesetzte Klemmschraube 20 in die Gewindebohrung 28 eingedreht werden kann und den Klemmkörper 24 in der Klemm­ körperaufnahme 12 in Einschubrichtung festhält. Die Gewin­ debohrung 28 durchsetzt den Klemmkörper 24 bis in den Leiteraufnahmeraum 26.

An dem Klemmkörper 24 ist einstückig ein Fuß 30 angeformt, der als eine schmale langgestreckte Schiene ausgebildet ist, die sich in Einschubrichtung des Klemmkörpers 24 erstreckt. Die Breite des Fußes 30 entspricht der Breite der Durchbrüche 16, so daß der Fuß 30 bei eingeschobenem Klemmkörper 24 jeweils in dem entsprechenden Durchbruch 16 aufgenommen ist. Die Längserstreckung des Fußes 30 in Einschubrichtung ist größer als die Tiefe des Klemmengehäu­ ses 10, so daß der Fuß 30 an beiden Seiten über das Klem­ mengehäuse 10 hinausragt.

An seiner Unterseite weist der Fuß 30 mehrere über seine Längserstreckung verteilte Lötvorsprünge 32 auf. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel sind vier Lötvorsprünge 32 vorgesehen. Die Lötvorsprünge 32 sind im Abstand zueinander angeordnet und weisen die Form eines Pyramidenstumpfes auf. Die Höhe des Fußes 30 und der Lötvorsprünge 32 ist so gewählt, daß die Lötvorsprünge 32 mit ihrer freien Fläche in der Ebene der Außenfläche der Gehäusewand 14 liegen oder geringfügig über diese hinausragen.

Zur Herstellung der Klemmkörper 24 mit dem Fuß 30 wird vorzugsweise ein Strangpreßprofil 34 aus Messing verwendet, wie es in Fig. 14 dargestellt ist. Von diesem Strangpreß­ profil 34 werden Scheiben der Breite der Klemmkörper 24 abgetrennt, in welche dann die Bohrung des Leiteraufnahme­ raumes 26 und die Gewindebohrung 28 eingebracht werden, sowie der Fuß eingearbeitet wird.

Vor dem Einschieben des Klemmkörpers 24 in die Klemmkörper­ aufnahme 12 wird über den Klemmkörper 24 ein Kontakelement 36 geschoben, das durch eine als U-förmiger Bügel gebogene Kontaktfeder gebildet ist. Der eine Schenkel 38 des Kon­ taktelementes, der sich auf der Oberseite des Klemmkörpers 24 befindet, weist einen Durchbruch für die Klemmschraube 20 auf, der bei aufgeschobenem Kontaktelement 36 mit der Gewindebohrung 28 fluchtet, so daß das Kontaktelement 36 durch die eingedrehte Klemmschraube 20 fest auf dem Klemm­ körper 24 gehalten wird. Der andere Schenkel 40 des Kon­ taktelementes 36 ragt in den Leiteraufnahmeraum 26. Die Klemmschraube 20 drückt gegen diese Schenkel 40, so daß ein unterhalb des Schenkels 40 in den Leiteraufnahmeraum 26 eingesteckter Leiter durch Eindrehen der Klemmschraube 20 zwischen dem Schenkel 40 des Kontaktelementes 36 und dem Klemmkörper 24 festgeklemmt werden kann.

Um die Anschlußklemme auf eine Leiterplatte 42 aufzubrin­ gen, wird die Anschlußklemme mit den Füßen 30 auf die Leiterplatte 42 aufgesetzt, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen. Die Leiterplatte 42 weist hierzu Leiterbahnabschnitte 44 (Fig. 2) auf, die in den Abmessungen und der Anordnung den Füßen 30 der Anschlußklemme entsprechen. Die Anschlußklem­ men werden mittels eines Bestückungsautomaten auf diese Leiterbahnabschnitte 44 aufgesetzt und mit diesen verlötet. Das auf den Leiterbahnabschnitten 44 aufgebrachte Lötzinn 46 legt sich dabei bei der Verflüssigung in Form einer Hohlkehle in den keilförmigen Raum zwischen den Leiterbahn­ abschnitten 44 und den abgeschrägten Seitenflächen des Pyramidenstumpfes der Lötvorsprünge 32, wie dies in Fig. 1 deutlich wird. Das Lötzinn bildet somit nach dem Erstarren ein die Lötvorsprünge 32 ganzseitig umschließendes Bett, welches die Füße 30 stabil gegen Scherkräfte in der Leiter­ plattenebene abstützt, die beim Festziehen der Klemmschrau­ ben 20 auftreten.

Claims (7)

1. Elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten, mit einem Klemmengehäuse, mit wenigstens einem in einer Klemmkör­ peraufnahme des Klemmengehäuses angeordneten Klemmkörper mit zugehörigem Kontaktelement, wobei Klemmkörper und Kontaktelement jeweils zum Festklemmen eines anzuschlies­ senden Leiters mittels einer Klemmschraube gegeneinander bewegbar sind und die senkrecht zur Einsteckrichtung des Leiters angeordnete Klemmschraube den Klemmkörper in der Klemmkörperaufnahme hält, und mit Lötanschlußelementen, die jeweils als an der der Leiterplatte zugewandten Un­ terseite des Klemmengehäuses verdrehfest angeordneter Fuß ausgebildet sind, der mit seiner Längserstreckung pa­ rallel zur Einsteckrichtung des Leiters angeordnet auf die Leiterplatte aufsetzbar ist und zumindest an zwei über seine Längserstreckung verteilten Punkten mit der Leiterplatte verlötbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (30) jeweils einstückig an dem Klemmkörper (24) angeformt ist, und daß der Klemmkörper (24) jeweils in der zur Leiterplatte (42) parallelen Einsteckrichtung des Leiters in die Klemmkörperaufnahme (12) des Klemmengehäu­ ses (10) einschiebbar ist, wobei die Klemmkörperaufnahme (12) jeweils einen der Leiterplatte (42) zugewandten Durchbruch (16) des Klemmengehäuses (10) aufweist, in welchen der Fuß (30) in Einsteckrichtung einschiebbar ist.

2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (30) sich zumindest über die gesamte Tiefe des Klemmengehäuses (10) erstreckt.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fuß (30) über seine Längserstreckung verteilt wenigstens zwei gegen die Leiterplatte (42) gerichtete Lötvorsprünge (32) aufweist, mit denen der Fuß (30) auf die Leiterplatte (42) aufsetzbar ist.

4. Anschlußklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an den Enden des Fußes (30) Lötvorsprünge (32) angeordnet sind.

5. Anschlußklemme nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lötvorsprünge (32) die Form eines gegen die Leiterplate (42) gerichteten Pyramidenstumpfes auf­ weisen.

6. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (36) ein U-förmiger Bügel ist, der in der Einsteckrichtung des Leiters auf den Klemmkörper (24) geschoben ist, dessen einer Schenkel (38) zwischen dem Klemmengehäuse (10) und dem Klemmkörper (24) angeordnet und von der Klemmschraube (20) durchsetzt ist und gegen dessen anderen in den Lei­ teraufnahmeraum (26) des Klemmkörpers (24) eingreifender Schenkel (40) die Klemmschraube (20) drückt.

7. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (24) mit dem Fuß (30) von einem Strangpreßprofil (34) abgetrennt sind.