EP2345107A1 - Leiterplattenklemme - Google Patents

Leiterplattenklemme

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EP2345107A1
EP2345107A1 EP09783724A EP09783724A EP2345107A1 EP 2345107 A1 EP2345107 A1 EP 2345107A1 EP 09783724 A EP09783724 A EP 09783724A EP 09783724 A EP09783724 A EP 09783724A EP 2345107 A1 EP2345107 A1 EP 2345107A1
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EP
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cage
housing
section
circuit board
terminal according
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Christian Heggemann
Hans Schlingmann
Sabine Schröder
Ulrich Lütkemeier
Jörg Münstermann
Wolfgang Sichmann
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
    • H01R4/363—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member
    • H01R4/366—Conductive members located under tip of screw with intermediate part between tip and conductive member intermediate part attached to the tip of the screw
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/515—Terminal blocks providing connections to wires or cables
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/38—Clamped connections, spring connections utilising a clamping member acted on by screw or nut
    • H01R4/40—Pivotable clamping member

Definitions

  • the invention relates to a printed circuit board terminal according to the preamble of claim 1.
  • PCB terminals for connecting conductors with different diameters are known per se from the prior art in various embodiments.
  • the invention has the object to solve this problem with simple structural means.
  • the invention provides for solving this problem, the PCB terminal of claim 1.
  • the invention considerably simplifies insertion of the conductors, since it is possible to insert the conductors laterally-preferably from the upper, initially open side-into the initially opened housing, then to close it and screw it tightly to the connection, which is preferably designed as a screw connection In order to make a good conductive contact, a "bending over" of the conductors or conductor ends for threading them into the connection point is advantageously no longer necessary.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing with reference to exemplary embodiments, whereby further advantages of the invention will become apparent. It shows:
  • Fig. Ib is a sectional view of the PCB terminal of Fig. Ia (section through the plane perpendicular to the plane of the sheet along the line A-A);
  • FIGS. 2-4 show three states of the printed circuit board terminal from FIG. 1 which follow one another temporally when connecting a conductor.
  • the printed circuit board terminal shown in Fig. 1 for connecting a conductor has a housing 1, which in turn has a housing base portion 2 for placement on a printed circuit board 3 and a Gescousedeckelab section 4.
  • the housing base portion 2 surrounds a receiving space 5 for receiving a conductor (the latter not shown here).
  • the receiving space 5 is here in a preferred embodiment, once up to GeHousedeckelab section 4 out open and once to a front side 6 of the housing 1 out.
  • An inserted Porteren- de is designed after connecting substantially parallel to the circuit board level.
  • a metallic clamping cage 7 is arranged, which has a here in turn preferred embodiment U-shaped cage base portion 8 and a cage cover portion 9, wherein the cage base portion 8 is arranged in the housing base portion 2 and the Käfigdeckelab section 9 on the housing cover section. 4
  • the housing cover section 4 is movable with the cage lid section 9 from the housing base section 2 with the cage base section 8 into an open position, so that a conductor end aligned parallel or substantially parallel to the circuit board 3 is laterally - here from the upper side - into the cage base section can be inserted (Fig. 2). It is therefore not necessary to thread the end of the conductor axially in a nip.
  • this is realized in that the housing cover portion 4 is pivotally connected to the housing base portion 2.
  • the pivotability can be achieved by a hinge assembly, which is implemented, for example, by a small axis, preferably of metal, which passes through the hinges to be hinged (e.g., in oblong holes and / or
  • This variant makes it possible to design the housing in one piece as a plastic injection-molded part. But it is also conceivable to realize a multi-piece plastic housing.
  • housing base section 2 and the housing cover section 4 are pivotally connected to each other. It is also conceivable to design them relative to each other purely displaceable (not shown here).
  • This preferred embodiment is - as seen below - of particular advantage.
  • the Gezzausedeckelab section 4 with the Käfigdeckelab section 9 is moved parallel to the circuit board plane, wherein the interlocking means 10, 11 engage with each other in such a way so that the clamping cage is closed (Fig. 4).
  • a rotatable preferably the Käfigdeckelab section 9 passing through the clamping screw 12 the end of which preferably acts on a resiliently designed around the cage cover section 9 or at this relatively movable fixed clamping bracket 13 in the interior of the clamping cage, tighten and firmly clamp the end of the conductor in the clamping cage 7.
  • the clamping bracket 13 can optionally be designed as a pull or pressure bracket. He can also take over the function of wire protection.
  • At least one of the walls of the clamping cage 7 is designed so well conductive that it acts as a current-conducting element.
  • the base plate 14 of the clamping cage 7 lying toward the printed circuit board 3 is preferably used for this purpose, which is covered with a conductive metal sheet, which in turn is connected to the printed circuit board 3 in a soldering manner, preferably directly or via connecting pins 15, and fixed thereto.
  • a latching closure (latching edge 16) can be realized between the positive-locking means 10, 11 in order to ensure that the clamping cage 7 remains securely closed even in the case of rough use.
  • the housing base section 2 and the housing cover section 4 engage in complementary engagement with one another on interlocking means 17, 18 and / or latching means after inserting the conductor and reaching the "clamping state" (FIG. 4) in order to determine the relative displaceability between to block these elements.
  • Gepatial advantageous variant of the Gepatiusedeckelab section 4 is locked in the open state and the housing base portion 2, so that a defined open position is given.
  • the erfinderunbree screw is suitable for its simple, inexpensive construction excellent for connecting even relatively inflexible conductor with - depending on the design - even larger diameter.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Leiterplattenklemme zum Anschluss eines Leiters, die ein Gehäuse (1) aufweist, welches einen Gehäusegrundabschnitt (2) zum Aufsetzen auf eine Leiterplatte (3) und einen Gehäusedeckelabschnitt (4) aufweist, wobei im Gehäuse (1) ein metallischer Klemmkäfig (7) angeordnet ist, der einen Käfiggrundabschnitt (8) und einen Käfigdeckelab schnitt (9) aufweist, wobei der Käfiggrundabschnitt (8) im Gehäusegrundabschnitt (2) angeordnet ist und der Käfigdeckelab schnitt (9) am Gehäusedeckelabschnitt (4), wobei der Gehäusedeckelabschnitt (4) mit dem Käfigdeckelabschnitt (9) vom Gehäusegrundabschnitt (2) mit dem Käfiggrundabschnitt (8) in eine geöffnete Stellung bewegbar ist, in welcher ein Leiter von der Seite her - vorzugsweise von der oberen von der Leiterplatte abgewandten Seite her - in den Käfiggrundabschnitt (8) einlegbar ist.

Description

Leiterplattenklemme
Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenklemme nach dem Oberbegriff des An- Spruchs 1.
Leiterplattenklemmen zum Anschluss von Leitern mit verschiedensten Durchmessern sind an sich aus dem Stand der Technik in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.
Beim Anschluss von Leitern mit einem relativ großen Durchmesser tritt das Problem auf, dass sich die oftmals aufgrund ihres relativ großen Durchmessers eher steiferen Leiter nur schwer in die Leiterplattenklemmen einführen lassen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem mit einfachen konstruktiven Mitteln zu lösen.
Die Erfindung schafft zur Lösung dieser Aufgabe die Leiterplattenklemme des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die Erfindung wird das Einführen der Leiter deutlich vereinfacht, da es möglich ist, die Leiter seitlich - vorzugsweise von der oberen, anfänglich offenen Seite her - in das anfangs geöffnete Gehäuse einzulegen, dieses sodann zu verschließen und den vorzugsweise als Schraubanschluss ausgebildeten Anschluss „festzuschrauben", um einen guten leitenden Kontakt herzustellen. Ein „Umbiegen" der Leiter bzw. Leiterenden zum Einfädeln derselben in die Anschlussstelle ist derart in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auch weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigt:
Fig. Ia einen Schnitt durch eine Leiterplatte mit einer in Frontansicht dargestellten Leiterplattenklemme; Fig. Ib einen Schnittansicht der Leiterplattenklemme aus Fig. Ia (Schnitt durch die Ebene senkrecht zur Blattebene längs der Linie A-A);
Fig. 2-4 drei beim Anschluss eines Leiters zeitlich aufeinander folgende Zustände der Leiterplattenklemme aus Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Leiterplattenklemme zum Anschluss eines Leiters weist ein Gehäuse 1 auf, welches wiederum einen Gehäusegrundabschnitt 2 zum Aufsetzen auf eine Leiterplatte 3 und einen Gehäusedeckelab schnitt 4 aufweist.
Der Gehäusegrundabschnitt 2 umgibt einen Aufnahmeraum 5 zur Aufnahme eines Leiters (letzterer hier nicht dargestellt). Der Aufnahmeraum 5 ist hier in bevorzugter Ausgestaltung einmal nach oben zum Gehäusedeckelab schnitt 4 hin offen ausgestaltet und einmal zu einer Frontseite 6 des Gehäuses 1 hin. Ein einzulegendes Leiteren- de ist nach dem Anschließen im Wesentlichen parallel zur Leiterplattenebene ausgelegt.
In dem Gehäuse 1 ist ein metallischer Klemmkäfig 7 angeordnet, der einen hier in wiederum bevorzugter Ausgestaltung U-förmigen Käfiggrundabschnitt 8 und einen Käfigdeckelabschnitt 9 aufweist, wobei der Käfiggrundabschnitt 8 im Gehäusegrundabschnitt 2 angeordnet ist und der Käfigdeckelab schnitt 9 am Gehäusedeckelabschnitt 4.
Der Gehäusedeckelabschnitt 4 ist mit dem Käfigdeckelab schnitt 9 vom Gehäuse- grundabschnitt 2 mit dem Käfiggrundabschnitt 8 in eine geöffnete Stellung beweglich, so dass ein parallel oder im Wesentlichen parallel zur leiterplatte 3 ausgerichtetes Leiterende seitlich - hier von der oberen Seite her - in den Käfiggrundabschnitt einlegbar ist(Fig. 2). Es ist damit nicht notwendig, das Leiterende axial in eine Klemmstelle einzufädeln.
Nach einer besonders bevorzugten Variante wird dies dadurch realisiert, dass der Gehäusedeckelabschnitt 4 mit dem Gehäusegrundabschnitt 2 schwenkbar verbunden ist. Die Schwenkbarkeit kann durch eine Drehgelenkanordnung erreicht werden, die beispielsweise durch eine kleine Achse, vorzugsweise aus Metall, umgesetzt wird, welche die gelenkig zu verbindenden TiIe durchsetzt (z.B. in Langlöchern und/oder
Bohrungen). Es ist auch denkbar, die Schwenkbarkeit durch ein Filmscharnier zu realisieren.
Diese Variante ermöglicht es, dass Gehäuse einstückig als Kunststoffspritzgußteil auszulegen. Es ist aber auch denkbar, ein mehrstückiges Kunststoffgehäuse zu realisieren.
Es ist vorteilhaft, aber nicht zwingend, dass der Gehäusegrundabschnitt 2 und der Gehäusedeckelabschnitt 4 schwenkbar mit einander verbunden sind. Es ist auch denkbar, sie relativ zueinander rein verschieblich auszugestalten (hier nicht dargestellt).
Besonders bevorzugt wird über ein genügend lang bemessenes Filmscharnier eine schwenkbare und begrenzt verschiebliche Bewegung zwischen dem Gehäusegrundabschnitt und dem Gehäusedeckelabschnitt 2, 4 zugelassen. Diese bevorzugte Ausgestaltung ist - wie nachfolgend ersichtlich- von besonderem Vorteil.
So sind nach Fig. 1 und 2 der Käfiggrundabschnitt 8 und der Käfigdeckelab schnitt 9 mit korrespondierenden, in und außer Eingriff bringbaren Formschlussmitteln 10, 11 versehen, die hier als jeweils zwei in den Seitenwänden des Käfiggrundabschnitts 8 ausgebildete Nuten 11 und korrespondierende seitliche Stege 10 am Käfigdeckelab- schnitt 9 ausgebildet sind, wobei jeweils eine der Nuten 11 parallel zur Leiterplattenebene hin offen steht und eine der Nuten 11 L-förmig ausgebildet ist.. Nach dem Einlegen eines Leiters in der Position mit geöffneten bzw. hier in geöffnete Stellung geschwenktem Gehäusedeckelabschnitt 4 (Fig. 2), in welcher der am Gehäusedeckelabschnitt 4 angeordnete Käfigdeckelab schnitt 9 hier vollständig vom Käfiggrundabschnitt 8 gelöst ist, wird der Gehäusedeckelabschnitt 4 mit dem Käfigde- ckelabschnitt 9 in eine zur Leiterplatte 3 parallele Position herunter geklappt (Fig. 3). In dieser Position fluchten die einen Formschlussmittel 10, 11 miteinander und die Stege 10 greifen in den hinteren Nuten 11 in die Grundschenkel dieser L-förmigen Nuten 11 ein.
Sodann wird der Gehäusedeckelab schnitt 4 mit dem Käfigdeckelab schnitt 9 parallel zur Leiterplattenebene verschoben, wobei die Formschlussmittel 10, 11 miteinander derart in Eingriff gelangen, so dass der Klemmkäfig geschlossen wird (Fig. 4). Sodann ist es lediglich noch notwendig, zur Realisierung der klemmenden Leiteranschlusses eine drehbar vorzugsweise den Käfigdeckelab schnitt 9 durchsetzende Klemmschraube 12, deren Ende im Inneren des Klemmkäfigs vorzugsweise auf einen federnd ausgelegten, um den Käfigdeckelabschnitt 9 greifenden bzw. an diesem relativbeweglich festgelegten Klemmbügel 13 einwirkt, anzuziehen und das Leiterende im Klemmkäfig 7 schraubend festzuklemmen. Der Klemmbügel 13 kann wahlweise als Zug- oder Druckbügel ausgebildet werden. Er kann zudem die Funkti- on eines Drahtschutzes übernehmen.
Wenigstens eine der Wände des Klemmkäfigs 7 ist derart gut leitend ausgelegt, dass sie als stromleitendes Element wirkt. Vorzugsweise wird hierzu die zur Leiterplatte 3 hin liegende Grundwand 14 des Klemmkäfigs 7 verwendet, die mit einem leitenden Blechbelegt ist, welches wiederum vorzugsweise direkt oder über Anschlusspins 15 lötend mit der Leiterplatte 3 leitend verbunden und an dieser festgelegt ist.
Zwischen den Formschlussmitteln 10, 11 kann optional ein rastender Verschluss (Rastkante 16) realisiert sein, um zu sichern, dass der Klemmkäfig 7 auch bei raue- rem Einsatz sicher geschlossen bleibt. Es ist ferner auch denkbar, dass der Gehäusegrundabschnitt 2 und der Gehäusedeckelabschnitt 4 an Formschlussmitteln 17, 18 und/oder an Rastmitteln nach dem Einlegen des Leiters und dem Erreichen des „Klemmzustandes" (Fig. 4) ergänzend rastend ineinander greifen, um die Relativverschieblichkeit zwischen diesen Elementen zu blockieren.
Nach einer weiteren Vorteilhaften Variante wird der Gehäusedeckelab schnitt 4 im offenen Zustand auch am Gehäusegrundabschnitt 2 verrastet, so dass eine definierte Offenstellung gegeben ist.
In Hinsicht auf die vorstehend beschriebenen verschiedenen optionalen Rastfunktionen sei angemerkt, dass vorzugsweise zwischen den verrastbaren Bauelementen jeweils fühl- und/oder hörbare Verrastungen ausgebildet sind, damit der Anwender sicher weiß, dass nach dem Verrasten der Leiter die Leiter mit der Schraube 12 fest- geklemmt werden können.
Der erfinderungemäße Schraubanschluss eignet sich bei seinem einfachen, kostengünstigen Aufbau hervorragend zum Anschluss auch relativ unflexibler Leiter mit - je nach Auslegung - auch größerem Durchmesser.
Bezugszeichen
Gehäuse 1
Gehäusegrundabschnitt 2
Leiterplatte 3
Gehäusedeckelabschnitt 4
Aufnahmeraum 5
Frontseite 6
Klemmkäfig 7
Käf iggrundab schnitt 8
Käfigdeckelabschnitt 9
Formschlu s smittel 10, 11
Klemmschraube 12
Klemmbügel 13
Grundwand 14
Anschlusspins 15
Rastkante 16
Formschlu s smittel 17, 18

Claims

Ansprüche
1. Leiterplattenklemme zum Anschluss eines Leiters, die ein Gehäuse (1) aufweist, welches einen Gehäusegrundabschnitt (2) zum Aufsetzen auf eine Leiterplatte (3) und einen Gehäusedeckelabschnitt (4) aufweist, wobei im
Gehäuse (1) ein metallischer Klemmkäfig (7) angeordnet ist, der einen Käfiggrundabschnitt (8) und einen Käfigdeckelab schnitt (9) aufweist, wobei der Käfiggrundabschnitt (8) im Gehäusegrundabschnitt (2) angeordnet ist und der Käfigdeckelab schnitt (9) am Gehäusedeckelabschnitt (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelabschnitt (4) mit dem Käfigdeckelabschnitt (9) vom Gehäusegrundabschnitt (2) mit dem Käfiggrundabschnitt (8) in eine geöffnete Stellung bewegbar ist, in welcher ein Leiter von der Seite her - vorzugsweise von der oberen von der Leiterplatte abgewandten Seite her - in den Käfiggrundabschnitt (8) einlegbar ist.
2. Leiterplattenklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigdeckelab schnitt (9) von einer Klemmschraube (12) durchsetzt ist, deren Ende im Inneren des Klemmkäfigs (7) vorzugsweise auf einen Klemmbügel (13) einwirkt, der als Zug- oder Druckbügel ausgebildet ist.
3. Leiterplattenklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Wände des Klemmkäfigs (7) derart gut leitend ausgelegt ist, dass sie als stromleitendes Element wirkt.
4. Leiterplattenklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stromleitende Element des Klemmkäfigs (7) die zur Leiterplatte hin liegende Grundwand (14) des Klemmkäfigs ist, welche direkt oder über Anschlusspins (15) lötend an der Leiterplatte (3) festlegbar ist.
5. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelabschnitt (4) mit dem Gehäusegrundabschnitt (2) beweglich verbunden ist.
6. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckelabschnitt (4) mit dem Gehäusegrundabschnitt (2) schwenkbar und begrenzt relativ verschieblich verbunden ist.
7. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfiggrundabschnitt (8) und der Käfigdeckelabschnitt (9) mit korrespondierenden, außer Eingriff bringbaren Formschlussmitteln (10, 11) versehen sind, die in geöffneter Stellung nicht formschlüssig zusammen wirken und die in geschlossener Stellung des Klemmkäfigs form- schlüssig ineinander greifen.
8. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Gehäusedeckelabschnitt (4) mit dem Käfigdeckelabschnitt (9) in eine zur Leiterplatte (3) parallele Position schwenkbar ist, woraufhin der Gehäusedeckelab schnitt (4) mit dem Käfigdeckelab schnitt
(9) parallel zur Leiterplattenebene verschiebbar ist, wobei die Formschlussmittel (10, 11) miteinander derart in Eingriff gelangen, dass der Klemmkäfig geschlossen ist.
9. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwischen den Formschlussmitteln (10, 11) auch ein rastender Verschluss realisiert ist.
10. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Gehäusegrundabschnitt (2) und der Gehäusedeckelabschnitt (4) an Formschlussmitteln (17, 18) und/oder an Rastmitteln ergänzend im geschlossenen Zustand ineinander greifen.
11. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Gehäusedeckelabschnitt (4) im offenen Zustand am
Gehäusegrundabschnitt (2) verrastbar ist.
12. Leiterplattenklemme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den verrastbaren Bauelementen der vorstehenden Ansprüche fühl- und/oder hörbare Verrastungen ausgebildet sind.
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