Die Erfindung betrifft eine Klemme nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Klemme dieser Art ist in der DE 196 04 918 A1 beschrieben. Diese bekannte
Klemme weist einen Isolierkörper auf, in dem in einer Kammer wenigstens ein
Kontaktelement für wenigstens einen Leiterdraht angeordnet ist. Die Klemme weist
einen zusätzlichen Steckanschluß zum elektrischen Verbinden eines Kontaktteils mit
dem Kontaktelement auf, wobei die Klemme als Federkraftklemmanschluß oder als
Schraubklemmanschluß für wenigstens einen weiterführenden Leiterdraht bildet. In dem
zusätzlichen Steckanschluß ist ein Schutzleitersteckkontakt mit einem Kontaktteil
eingesteckt, das von einem sich am Boden des Isolierkörpers flach erstreckenden
Kontaktstreifen ausgeht, an dem ein Steckkontakt in Form von zwei flachen
Kontaktschenkeln absteht, die aufeinander zu und wieder voneinander weg ein- und
ausfederbar sind und als Steckkontaktelement in eine Steckkontaktöffnung einer
Leiterplatte oder eines Trägers mit einem Gegensteckkontaktelement einsteckbar sind.
Diese vorbekannte Ausgestaltung ist von großem Herstellungsaufwand, der dadurch
vorgegeben ist, daß am Träger eine Steckkontaktöffnung mit einem Gegensteckkontakt
anzubringen ist, wobei die Steckkontaktöffnung und der Gegensteckkontakt z. B. an der
Leiterplatte hergestellt und angebracht werden müssen. Gleiches gilt auch für das
Kontaktteil, dessen Steckkontaktelement mit zwei ein- und ausfederbar angeordneten
Kontaktschenkeln einer besonderen Herstellung bedarf. Darüber hinaus ist zu
berücksichtigen, daß die Klemme mit dem Steckkontaktelement zwar durch einfaches
Einstecken in die Steckkontaktöffnung der Leiterplatte mit dieser verbindbar ist, jedoch
ist das Steckkontaktelement empfindlich, und es besteht die Gefahr, daß beim
Einstecken die Kontaktschenkel verbogen werden, was entweder zu einem verminderten
oder gar keinem Halt in der Einstecköffnung führt oder die elektrische
Kontaktverbindung beeinträchtigen oder unmöglich machen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemme der eingangs angegebenen Art
so auszugestalten, daß bei Gewährleistung einer einfachen und kostengünstigen
Herstellung ein sicherer elektrischer Kontakt für das Kontaktteil möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Klemme weist das Kontaktteil an seinem vom Isolierkörper
nach außen abstehenden Endabschnitt einen Leiterplattenpin auf.
Hierdurch ist nicht nur eine einfache und kostengünstig herstellbare Ausgestaltung für
das Kontaktteil gegeben, sondern es ist auch eine sowohl in mechanischer als auch
elektrischer Hinsicht sichere Kontaktierung möglich. Im Rahmen der Erfindung können
ein oder mehrere, zum Beispiel zwei, Leiterplattenpins durch Löten an der zugewandten
Seite (SMD) oder - die Leiterplatte in Stecklöchern durchgreifend - an der Rückseite
der Leiterplatte mit dieser verbunden sein. Sie können auch als Steckkontaktstifte in
Löcher der Leiterplatte lösbar eingesteckt sein, insbesondere mit Klemmspannung,
wobei sie auch unlösbar eingepreßt sein können. Eine Gefahr einer Beschädigung des
Kontaktteils beim Kontaktieren ist verhältnismäßig gering oder sie besteht nicht.
Außerdem wird eine stabile Halterung für die Klemme erzielt. Ferner ergibt die
Verlötung im Funktionsbetrieb eine vorteilhafte Stromleitung, da eine verhältnismäßig
große Querschnittsfläche zur Verfügung steht. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei
einem Erdanschluß im Fall eines Kurzschlusses große elektrische Ströme fließen, denen
ein großer Querschnitt zur Verfügung steht. Es ist zwar allgemein bekannt,
elektronische Bauteile durch abstehende Lötpins und durch Löten mit einer Leiterplatte
zu verbinden, jedoch handelt es sich hierbei um kleine und leichtere Bauteile, die sich
bezüglich ihrer Größe und Gewichtes wesentlich von einer erfindungsgemäße Klemme
unterscheiden. Es ist deshalb im weiteren vorteilhaft, die Querschnittsgröße und
Festigkeit des Leiterplattenlötpins so groß zu bemessen, daß er in der Lage ist,
wenigstens den ihm zugewandten Abschnitt der Klemme zu tragen. Ein übriger
Abschnitt der Klemme kann durch einen Stützfuß oder eine vergleichbare Stütze
mittelbar oder unmittelbar an der Leiterplatte abgestützt sein. Die Leiterplatte bildet mit
der Klemme oder mit dem Kontaktteil somit bei einer lösbaren Kontaktverbindung eine
lösbare Baueinheit und bei einer Lötverbindung eine unlösbare Baueinheit.
Es ist ferner vorteilhaft, das dem Kontaktelement im Isolierkörper zugewandte
Steckkontaktelement des Kontaktteils als flache Steckzunge auszubilden, wodurch die
Steckverbindung zwischen der Steckzunge und der Klemme ein größeres
Widerstandsmoment gegen Kippen erhält und dadurch eine stabile Befestigung für die
Klemme gewährleistet ist. Zu einer besonders vorteilhaften Stabilisierung der Halterung
des Isolierkörpers führt eine Zapfenverbindung zwischen dem Kontaktteil und dem
Isolierkörper.
In weiteren Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die eine gute Raumverteilung
mehrerer Weiterleitungen gewährleisten, zu einer günstigen und kostengünstig
herstellbaren Bauform sowohl des Isolierkörpers als auch des Kontaktelementes führen
und außerdem eine kleine Bauweise für das Kontaktteil und eine günstige Anordnung
und Halterung der Klemme auf der Leiterplatte gewährleisten.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand
von bevorzugten Ausgestaltungen und vereinfachten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Klemme mit einem darin angeordneten Kontaktelement
und einem mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbundenen Kontaktteil im
Schnitt, das in SMD-Bauweise mit einer Leiterplatte verbunden ist; Fig. 2 das Kontaktteil als Einzelteil in perspektivischer Seitenansicht; Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Kontaktteil in abgewandelter Ausgestaltung in
perspektivischer Seitenansicht.
Die Hauptteile der insgesamt mit 1 bezeichneten Klemme sind ein Isolierkörper 2, der
zum Beispiel mit einer Kammer 3 gehäuse- bzw. kastenförmig ausgebildet sein kann,
eine in der Kammer 3 angeordnete Kontaktelementanordnung 4 mit einem
Kontaktelement 4a, das wenigstens zwei oder z. B. drei Klemmteile oder Kontaktfedern
4b, 4c, 4d aufweist, und mit einem Kontaktteil 5, das an seinem der Klemme 1
zugewandten Endbereich elektrisch leitend mit einer der Kontaktfedern 4d verbunden
ist, wobei es eine Öffnung im Isolierkörper 2 durchsetzt, und an seinem vom
Isolierkörper 2 abstehenden Endabschnitt wenigstens einen Leiterplattenkontaktpin 7
aufweist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die elektrische Verbindung
zwischen dem Kontaktteil 5 und dem Kontaktelement 4a ein Steckanschluß mit einem
Klemm- oder Federkontakt, wobei das Steckkontaktelement 5a des Kontaktteils 5 eine
Einstecköffnung 8 im Isolierkörper 2 mit Bewegungsspiel durchfaßt und zwischen der
Kontaktfeder 4b und einem Kontaktbasisteil 4e von außen eingesteckt ist. Die
Einstecköffnung 8 und die vorgenannten Kontaktteile bilden vorzugsweise einen in der
Einsteckrichtung konvergierenden Einstecktrichter, wodurch das Einstecken des
Steckkontaktelements 5a erleichtert ist.
Die Öffnung 8 ist eine von mehreren, hier drei, Einstecköffnungen 8a, 8b, 8c, die
vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Seiten des Isolierkörpers 2 angeordnet
sind, die bezüglich der der Leiterplatte 9 zugewandten Basisseite 11 des Isolierkörpers 2
seitlich angeordnet sind. Auf der in Fig. 1 rechten Seite sind zwei Einstecköffnungen
8b, 8c übereinander angeordnet, die jeweils den Kontaktfedern 4c, 4d vorgeordnet sind.
Die Einstecköffnungen 8a, 8b, 8c können in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die unterste Einstecköffnung 8c und die
mittlere Einstecköffnung 8b auf einer Seite angeordnet, und die oberste Einstecköffnung
8a ist auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet. Grundsätzlich kann das
Kontaktteil 5 in einer wahlweisen Einstecköffnung 8 eingesteckt und mit der
zugehörigen Kontaktfeder insbesondere steckverbunden sein. Aus Stabilitätsgründen ist
es jedoch vorteilhaft, das Kontaktteil 5 so auszubilden, daß es in die unterste
Einstecköffnung 8c oder in die mittlere Einstecköffnung 8b paßt. Bei diesen beiden
Einstecköffnungen ist die Länge des Kontaktteils 5 verhältnismäßig kurz, woraus sich
geringere Stabilitätsanforderungen für das Kontaktteil 5 ergeben.
In der oder in den Einstecköffnungen 8, die nicht durch das Kontaktteil 5 besetzt sind,
können der elektrischen Weiterleitung dienende Leiterdrähte 13a, 13b steckverbunden
sein, deren freie Endbereiche abisoliert sein können zwecks Kontakt ihrer Adern mit
den Kontaktelementen bzw. Kontaktfederzungen 4b, 4c.
Das Basisteil 4e besteht aus einem S-förmig gebogenem Flachband aus elektrisch
leitendem Material, insbesondere Metall, an dem zwei Kontaktfederzungen 4b, 4c so
angeordnet sind, daß die eine Kontaktfederzunge 4b mit ihrer Basis an einer seitlichen
Flanke 4f des Basisteils befestigt ist und sich mit ihrer Zunge zum gegenüberliegenden
Endabschnitt 4g des Basisteils 4a erstreckt und mit diesem einen keilförmigen
Einsteckspalt 13a bildet, und die andere Kontaktfederzunge 4c mit ihrer Basis am
gegenüberliegenden gabelförmig geschlitzten Endabschnitt 4h des Basisteils 4a befestigt
ist und sich mit ihrer Zunge zum Mittelsteg 4i der S-Form erstreckt und mit diesem
jeweils einen keilförmigen Einsteckspalt 13b bildet. Die Federzungen 4b, 4c können
durch eine ausgeschnittene und ausgebogene Klemmzunge 4j oder einen Umschlag 4k
festgeklemmt sein. Die Klemm- oder Federzunge 4d ist aus dem Basisteil 4e
ausgeschnitten und ausgebogen, wobei sie einen Klemmspalt 13c für das vorzugsweise
angespitzte Steckkontaktelement 5a bildet.
Je nach dem, ob die betreffende Seite der Kontaktelementanordnung 4 durch den
Isolierkörper 2 abgedeckt ist, sind im Isolierkörper 2 und/oder im Endabschnitt 4g und
vorzugsweise auch im Mittelsteg 4i vorzugsweise in einer Flucht angeordnete
Zugangsöffnungen 15a, 15b, 15c, 15d vorgesehen, durch die eine optische Kontrolle
möglich ist, ob sich der zugehörige Leiterdraht in seiner Kontaktstellung befindet
und/oder durch die ein Druckstift 6 manuell steckbar ist, mit dem die zugehörige Zunge
4b, 4c aufbiegbar ist, um auch bei einem Federkraftklemmkontakt mit Sperrwirkung ein
problemloses Herausziehen der zugehörigen Ader zu ermöglichen. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist der Isolierkörper 2 mit einem Basisteil 2a und einem
Verschlußteil 2b zweiteilig ausgebildet, wobei eine seitliche Kammeröffnung 3a durch
das Verschlußteil 2b in seiner mit dem Isolierkörper 2 verbundenen Verschlußstellung
verschließbar ist.
Der vorbeschriebene Druckstift 6 zum Einbiegen einer Kontaktfederzunge kann durch
einen Haltearm 16 unverlierbar mit dem Isolierkörper 2 in einer solchen Position
angeordnet sein, daß er durch Fingerdruck gegen die Eigenelastizität des Haltearms 16
durch die Zugangsöffnungen 15a, 15c schiebbar ist, zwecks Öffnung der zugehörigen
Federzunge. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Haltearm 16 am
Verschlußteil 2b angeformt.
Ein Basisabschnitt 5b des Kontaktteils 5 kann sich gerade oder beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel winkelförmig erstrecken, wobei sich von dem einen Ende das zum
Beispiel stift- oder flachsteckerförmige Steckkontaktelement 5a erstreckt und vom
anderen Ende ein oder zwei Leiterplattenkontaktpins 7 erstrecken, das bzw. die beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch Lötpins gebildet sind und direkt mit einem Pad
17 einer Leiterplatte 9 verlötet werden. Bei dem oder den Leiterplattenkontaktpins 7
kann es sich auch um Steckstifte handeln, die jeweils in das zugehörige Loch oder
Durchgangsloch 18 der Leiterplatte 9 einsteckbar und vorzugsweise durch
Klemmwirkung darin gesichert sind. Gemäß Fig. 3 ist oder sind die
Leiterplattenkontaktpins 7 Lötpins, die die Leiterplatte 9 im zugehörigen
Durchgangsloch 18 durchfassen und so lang bemessen sind, daß sie an der anderen
Seite, nämlich der Lötseite der Leiterplatte 9, jeweils mit einem zugehörigen Lötpad 19
verlötet werden können. Es ist vorteilhaft, an einer oder an beiden Seiten des Lötpins 7
oder z. B. zwischen zwei Lötpins 7 wenigstens eine Schulterfläche 21 vorzusehen, an
der sich das Kontaktteil 5 an der Leiterplatte 9 abstützen kann. Hierdurch wird die
Halterung des Kontaktteils 5 und damit auch der Klemme 1 stabilisiert.
Zwecks einer Stabilisierung der mechanischen Verbindung zwischen dem Kontaktteil 5
und der Klemme 1 ist es vorteilhaft, zwischen dem Kontaktteil 5 und dem Isolierkörper
2 eine Zapfenverbindung 22 mit einer Ausnehmung 23 und einem darin mit geringem
Bewegungsstil passend einsteckbaren Steckzapfen 24 vorzusehen. Hierdurch erfolgt eine
Formschlußverbindung zwischen dem Basisteil 5 und dem Isolierkörper 2, die eine
stabile Halterung des Isolierkörpers 2 am Kontaktteil 5 gewährleistet, wobei das
Steckkontaktelement 5a von einer mechanischen Verbindung und daraus resultierenden
Belastungen freigestellt ist und nur die elektrische Verbindung zu gewährleisten
braucht. Diese Formschlußverbindung ist besonders stabil, wenn die Querschnittformen
der Ausnehmung 23 und des Steckzapfens 24 unrund sind, z. B. viereckig. Den
Steckzapfen 24 kann der der Klemme 1 zugewandte Endbereich des Kontaktteils 5
bilden, wie es beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, bei dem der
Basisabschnitt 5b aus einem flachen Materialstreifen gebildet ist, der z. B. zu einem
Winkel abgebogen ist. Wie Fig. 1 zeigt, kann die Ausnehmung 23 sich im Bereich der
zugehörigen Eistecköffnung 8c befinden. Der Rand der Ausnehmung 23 und/oder die
vorderen Randkanten des Steckzapfens 24 sind gerundet oder gebrochen, wodurch sich
das Einstecken erleichternde Einführungsflächen ergeben. Der äußere
Basisabschnittschenkel des Kontaktteils 5 ist solang bemessen, daß in der verlöteten
Position ein Abstand zwischen dem Isolierkörper 2 und der Leiterplatte 9 vorhanden ist.
Zur weiteren Stabilisierung können an der Basisseite 11 des Isolierkörpers 2 ein oder
zwei quer versetzte Ansätze 25 vorgesehen sein, deren Abmessung diesem Abstand
entspricht und der somit ein Stützbein bildet, mit dem der Isolierkörper 2 auf der
Leiterplatte 9 abgestützt ist. Der Ansatz 25 kann sich an dem Ende des Isolierkörpers 2
befinden, das dem Kontaktteil 5 gegenüberliegt. Wenn der Ansatz 25 sich im mittleren
Bereich des Isolierkörpers 2 befindet, kann er auch in solchen Fällen als Stützbein
dienen, in denen das Kontaktteil 5 an der gegenüberliegenden Seite des Isolierkörpers 2
angeordnet ist und in dem dort vorhandenen Steckanschluß eingesteckt ist.
Vorzugsweise ist die Breite B des Basisabschnitts 5b größer als die Breite b des
Steckkontaktelements 5a, wobei letzteres mittig oder seitlich versetzt angeordnet sein
kann. Hierdurch lassen sich besondere Stellungen des Isolierkörpers bezüglich der
Leiterplatte 9 erreichen.
Um die Verrastung zu stabilisieren ist es vorteilhaft, am Steckkontaktelement 5a
wenigstens eine Rastausnehmung 26 an der Seite vorzusehen, an der es von einer
zugehörigen Federzunge 4e kontaktiert wird, die Teil der Kontaktelementanordnung 4
ist und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine aus der Federzunge 4c U-förmig
ausgeschnittene und ein Durchsteckloch 4m in der Federzunge 4c, hier unten,
begrenzende Federzunge 41 ist. Der Eingriff der zugehörigen Kontakt- bzw. Federzunge
41 in die Rastausnehmung 26 kann so ausgebildet sein, daß die Verrastung durch eine
gewisse manuelle Rückzugkraft überdrückbar ist oder nicht. Im ersten Falle kann die
Leiterader aus der einrastenden Steckverbindung wieder herausgezogen werden. Im
zweiten Falle ist dies nicht möglich. In diesem Falle ist eine z. B. aus
Sicherheitsgründen gewünschte Lösungssperre geschaffen.