DE102008046583A1

DE102008046583A1 - Printklemme

Info

Publication number: DE102008046583A1
Application number: DE102008046583A
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl.-Ing. Werner; Andreas Dipl.-Ing. Schrader
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: DE102008046583B4

Abstract

Die Printklemme hat ein aufsetzbares Gehäuse mit einer Leitereinführöffnung parallel zur Aufsetzseite, einen Strombalken mit einem Kontaktschenkel parallel zur Leitereinführrichtung und eine Schenkelfeder mit einem gegen den Strombalken auffedernden Klemmschenkel, der im spitzen Winkel zum Kontaktschenkel des Strombalkens steht. Die Schenkelfeder weist ferner einen über ein Biegegelenk an den Klemmschenkel anschließenden Stützschenkel auf, wobei der Stützschenkel und das Biegegelenk außenseitig im Gehäuse abgestützt sind. An der Aufsetzseite des Gehäuses steht ein Lötstift vor, der Teil des Strombalkens ist. Der Strombalken weist eine von der Leitereinführöffnung weggerichtete Ausbuchtung auf, in diese hinein erstreckt sich die Schenkelfeder mit ihrem Kontaktschenkel und ihrem Stützschenkel, wobei der Stützschenkel sich in einem Übergangsbereich zwischen einem die Ausbuchtung des Strombalkens begrenzenden Balkenabschnitt und dem Lötstift abstützt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Printklemme gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine solche Printklemme ist aus dem Dokument DE 10 2005 048 972 A1 bekannt. Zwar ist bei dieser Klemmfeder der Materialaufwand für den Strombalken schon verringert, wegen der Verschachtelung mit der Klemmfeder und der Anordnung zweier Lötstifte ergibt sich dennoch eine für den Strombalken in der Fertigung aufwendige Bauform. Die Schenkelfeder ist bei der bekannten Ausführung mehrschenklig ausgebildet, dies allein schon bedingt einen höheren Materialaufwand und eine aufwendigere Verformung der Schenkelfeder, was den Fertigungsprozeß komplizierter macht.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Printklemme der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher der Material- und Verformungsaufwand für die Metallteile, nämlich den Strombalken und die Schenkelfeder, weiter verringert ist.
Diese Aufgabe wird mit einer die Merkmale des Patentanspruchs 1 in ihrer Gesamtheit aufweisenden Printklemme gelöst.
Für die Erfindung ist zum einen von Bedeutung, daß der Strombalken nur einen einzigen Lötstift aufweist, der das eine Ende des Strombalkens bildet, dessen zweites Ende den Kontaktschenkel darstellt. Mit den zwischen dem Kontaktschenkel und dem Lötstift vorhandenen, zum Kontaktschenkel hin zurückgebogenen Balkenabschnitt hat der gesamte Strombalken annähernd die Form eines Kleiderbügelhakens, wobei in die hierdurch gebildete Ausbuchtung der Klemmschenkel der Schenkelfeder teilweise eintaucht. Die Schenkelfeder ist als im wesentlichen V-förmige Feder ausgeführt und weist neben dem Klemmschenkel lediglich noch einen über ein Biegegelenk anschließenden Stützschenkel auf. Der Aufnahmeraum im Klemmengehäuse ist so gestaltet, daß einerseits der Strombalken mit seinem Kontaktschenkel und dem daran anschließenden Balkenabschnitt und andererseits die Schenkelfeder mit ihrem Stützschenkel lagesicher abgestützt sind. So lassen sich der Strombalken und die Schenkelfeder in das stirnseitig aneinander anreihbare Gehäuse von einer offenen Stirnseite her in einfacher Weise in den Aufnahmeraum einlegen, ohne eine Vormontage dieser Metallteile vornehmen zu müssen, so daß auch hierdurch der Fertigungsaufwand reduziert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Printklemme mit offener Stirnseite,
2 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder der Printklemme nach 1,
3 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder nach 2 unter einem anderen Blickwinkel,
4 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder unter dem Blickwinkel von 3 jedoch in voneinander abgehobener Lage,
5 einen aus zwei Printklemmen in zweiter Ausführung gebildeten Klemmenblock in perspektivischer Wiedergabe mit offener Stirnseite der vorderen Printklemme,
6 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder der Printklemme nach 5,
7 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder nach 6 unter einem anderen Blickwinkel und
8 eine perspektivische Darstellung des Strombalkens und der Schenkelfeder unter dem Blickwinkel von 7 jedoch in voneinander abgehobener Lage.
Wie 1 im einzelnen zeigt, weist die Printklemme ein Gehäuse 1 aus einem Isolierstoff auf, welches scheibenförmig ausgeführt ist und dadurch eine geringe Breite und Tiefe aufweist, um den auf der jeweiligen Leiterplatte beanspruchten Platz zur Anordnung einer solchen Printklemme oder eines daraus gebildeten Blocks so gering wie möglich zu halten. Hier geht es vor allem darum, für die Aufsetzseite 2 des Gehäuses 1 eine kleinstmögliche Fläche vorzusehen. Die Seitenflächen 1.2 der Gehäuse 1 stehen rechtwinklig zu der Aufsetzseite 2, wobei an einer dieser Seitenflächen 1.2 eine Leitereinführöffnung 3 angeordnet ist, die im Innern des Gehäuses in einen Klemmraum 4 mündet. Die Leitereinführöffnung 3 gibt die Leitereinführrichtung vor, die auf die im Klemmraum 4 befindliche Klemmstelle für den anzuschließenden Leiter ausgerichtet ist.
Im Klemmraum 4 ist ein Strombalken 5 angeordnet, der einen geradlinig sich erstreckenden Kontaktschenkel 6 aufweist, welcher parallel zur Leitereinführrichtung liegt. Einstückig mit dem Strombalken 5 ist ein Lötstift 7, der mittig an der Aufsetzseite 2 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist und senkrecht zu der Aufsetzseite 2 steht. Zugleich erstreckt sich der geradlinige Lötstift 7 senkrecht zum Kontaktsteg 6 des Strombalkens 5 und damit senkrecht zur Leitereinführrichtung. Zwischen dem Lötstift 7 und dem Kontaktschenkel 6 bildet der Strombalken 5 einen Balkenabschnitt 8, der, wie auch 2 verdeutlicht, aus einem rechtwinklig an den Kontaktschenkel 6 anschließenden Kurzsteg 8.1 und aus einem mittels einer stumpfwinkligen Abwinklung 8.4 an den Kurzsteg 8.3 anschließenden Schrägsteg 8.2 besteht. Da der Balkenabschnitt 8 insgesamt gesehen zum Kontaktsteg 6 des Strombalkens 5 hin zurückgebogen ist, weist der Strombalken 5 eine Ausbuchtung 9 auf, die ihm unter Einbeziehung des Kontaktschenkels 6 und des Lötstiftes 7 in etwa die Form eines Kleiderbügelhakens gibt. Der Lötstift 7 schließt hierbei mit einer stumpfwinkligen Abwinklung 7.1 an den Schrägsteg 8.2 des Balkenabschnittes 8 an.
In der in 1 erkennbaren Einbaulage liegt der Kontaktschenkel 6 des Strombalkens 5 mit seiner äußeren Seite 6.2 an einer den Klemmraum 4 begrenzenden Wandung des Gehäuses 1 an. Gleiches trifft für den Kurzschenkel 8.1 des Balkenabschnittes 8 zu, der mit seiner äußeren Seite 8.3 ebenfalls gehäuseseitig abgestützt ist. Des weiteren ist im Gehäuse ein Widerlager 14 im Bereich des Aufnahmeraums für den Strombalken 5 angeordnet, an welchem der Schrägsteg 8.2 des Strombalkens 5 mit der Seite 8.5 anliegt, die der dem Klemmraum 4 zugewandten Kontaktfläche 6.1 des Kontaktschenkels 6 zugekehrt ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein zweites Widerlager 14.1 vorgesehen, welches dem Widerlager 14 gegenüberliegt, wobei der Schrägsteg 8.2 des Balkenabschnittes 8 zwischen diesen beiden Widerlagern 14, 14.1 hindurchgeführt ist und somit eine beidseitige Abstützung erfährt.
Für die Klemmung eines Leiters an der Kontaktfläche 6.1 des Kontaktschenkels 6 ist eine Schenkelfeder 10 vorgesehen, die einen Klemmschenkel 11 und einen Stützschenkel 12 aufweist, die über ein bogenförmiges Biegegelenk 13 ineinander übergehen. Der Klemmschenkel und der Stützschenkel 12 stehen unter einem spitzen Winkel zueinander, so daß die Klemmfeder 10 im wesentlichen eine V-Form aufweist.
In der Einbaulage liegt der Stützschenkel 12 der Schenkelfeder 10 parallel zum Kontaktschenkel 6 des Strombalkens 5 und damit auch parallel zur Leitereinführrichtung. Mit seiner Außenseite 12.1 liegt der Stützschenkel 12 an einer Gehäusewandung an, auch die Außenseite 13.1 des Biegegelenks 13 der Schenkelfeder 10 ist im Bereich einer gehäuseseitigen Innenecke abgestützt. Die Federkraft der Schenkelfeder 10 wirkt derart, daß sich der Klemmschenkel 11 vom Stützschenkel 12 weg aufzuweiten sucht, so daß in nicht geklemmter Position das Klemmende 11.1 des Klemmschenkels 11 sich an der Kontaktfläche 6.1 des Kontaktschenkels 6 am Strombalken 5 abstützt. Hierbei nimmt der Klemmschenkel 11 zum Kontaktschenkel 6 eine Lage unter einem spitzen Winkel ein, der sich zur Leitereinführöffnung 3 am Gehäuse 1 hin öffnet. Das Biegegelenk 13 der Schenkelfeder 10 ist um eine Stütznase 15 herumgeführt, die mit ihrer zum Klemmschenkel hin liegenden Seite einen Anschlag 15.1 bildet, der beim Einfedern des Klemmschenkels 11 dessen Auslenkung begrenzt, um ein Überbiegen des Klemmschenkels 11 zu verhindern.
Wie besonders 3 und 4 sowie 7 und 8 deutlich machen, ist der Strombalken 5 aus einem Metallband gefertigt, das entsprechend der weiter oben beschriebenen Form des Strombalkens 5 gebogen ist und aus einem elektrisch gut leitenden Metall, wie Kupfer oder einer Kupferlegierung, besteht. Dementsprechend ist auch der Lötstift 7 des Strombalkens 5 als Flachteil ausgebildet, die geringere Breite des Lötstiftes 7 gegenüber den weiteren Bereichen des Strombalkens 5 ist durch Freistanzen erzielt. Die Schenkelfeder 10 besteht ebenfalls aus einem Metallband aus einem Federstahl, um die notwendige Federkraft aufbringen zu können. Wie die Darstellungen von 2 bis 4 erkennen lassen, ist das Stahlband, welches die Schenkelfeder 10 bildet, breiter als das Metallband ausgeführt, aus dem der Strombalken 5 besteht.
Zwischen dem Balkenabschnitt 8 des Strombalkens 5 und dem Lötstift 7 liegt ein Übergangsbereich 7.2, der sich beidseits des Biegegelenks 7.1 erstreckt und in den Balkenabschnitt 8 wie auch in den Abschnitt des Strombalkens 5 hineinreicht, welcher den Lötstift 7 bildet. In diesem Übergangsbereich ist der Stützschenkel 12 mit einem dazu besonders ausgebildeten Schenkelende 12.2 in der Einbaulage an dem Strombalken 5 abgestützt. Dies trifft sowohl für die Klemmenausführung nach den 1 bis 4 wie auch für die nach den 5 bis 8 zu, allerdings ist für die beiden Versionen das Stützschenkelende 12.2 unterschiedlich ausgeführt, worauf im nachhinein noch näher eingegangen werden wird. Im übrigen unterscheidet sich die erste Klemmenausführung nach den 1 bis 4 nicht von der zweiten Ausführung gemäß den 5 bis 8, so sind auch in den 5 bis 8 für mit der ersten Ausführung gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet. In Ergänzung zu 1 veranschaulicht 5 zwei oder mehrere Printklemmen mittels ihrer Gehäuse 1 aneinander anzureihen.
Bei der ersten Ausführung der Printklemme ist das Stützschenkelende 12.2 der Schenkelfeder 10 relativ zum Stützschenkel 12 zum Klemmschenkel 11 hin weiter abgewinkelt und nimmt eine Neigungslage ein, die der des Schrägstegs 8.2 des Strombalkenabschnitts 8 entspricht. Der Schrägsteg 8.2 des Strombalkenabschnitts 8 und das Stützschenkelende 12.2 erstrecken sich geradlinig und liegen parallel miteinander, wobei das Stützschenkelende 12.2 auf der inneren Seite 8.5 des Schrägstegs 8.2 flach aufliegt.
Bei der zweiten Ausführung der Printklemme gemäß den 5 bis 8 ist eine Abstützung des Stützschenkelendes 12.2 der Schenkelfeder 10 am Strombalken 5 vorgesehen. In dem zum Lötstift 7 hin liegenden Übergangsbereich 7.2 ist eine Aussparung 17 eingestanzt, die nach außen hin offen ist. Diese Aussparung wirkt mit einer Kontur zusammen, die am Ende 12.2 des Stützschenkels 12 der Schenkelfeder 10 angeordnet ist. So findet sich hier eine eckseitige Ausklinkung 16.1, und infolgedessen steht am Stützschenkelende 12.2 eine Zunge 16.2 vor, die von der Längsmitte des Stützschenkels 12 aus gesehen zu einer Seite hin angeordnet ist. Die durch die Ausklinkung 16 erzeugte Kante 16.1, die am Ende 12.2 des Stützschenkels 12 sich quer zu dessen Längsrichtung erstreckt und gegenüber der außermittigen Zunge 16.2 zurückversetzt angeordnet ist, bildet einen Anschlag, mit dem das Stützschenkelende 12.2 in der Einbaulage in dem zum Lötstift 7 hin angeordneten Übergangsbereich 7.2 in einem Abschnitt anliegt, der sich in Querrichtung an die Aussparung 17 anschließt. Hierbei greift die Zunge 16.2 am Stützschenkelende 12.2 durch die Aussparung 17 im Übergangsbereich 7.2 des Lötstiftes 7 hindurch.
In den 3 und 6 ist die Position des Strombalkens 5 in Relation zu der Position der Schenkelfeder 10 in der Einbaulage wiedergegeben. Hierbei liegt das Klemmende 11.1 des Klemmschenkels 11 der Schenkelfeder 10 an der Kontaktfläche 6.1 des Kontaktschenkels 6 am Strombalken 5 an einer Stelle an, die sich in der Leitereinführrichtung gesehen hinter einem Wulst 19 befindet, der sich quer durch die Kontaktfläche 6.1 erstreckt. Der Wulst 19 ist durch eine Verformung des Metallbandes für den Strombalken 5 gebildet. Weiter erkennt man einen Bereich der Endkante 11.2 am Klemmende 11.1 des Klemmschenkels 11, der in Querrichtung über den Kontaktschenkel 6 vorsteht. Bei den Ausführungsbeispielen wird hierzu die größere Breite des Stahlbandes der Klemmfeder 10 gegenüber der Breite des Metallbandes für den Strombalken 5 genutzt. Der vorstehende Bereich der Kante 11.2 am Klemmschenkelende 11.1 wird von einem Drücker 18 beaufschlagt, der, wie 1 und 5 wiedergeben, im Gehäuse 1 gelagert ist und mit dem den Klemmschenkel 11 beaufschlagenden, inneren Ende 18.2 an dem Kontaktschenkel 6 des Strombalkens 5 vorbeireicht. Der Drücker 18 ist im Gehäuse 1 derart geführt, daß er einen Hub senkrecht zur Leitereinführrichtung ausführen kann, wobei das Betätigungsende 18.1 des Drückers 18 an der von der Aufsetzseite 2 abgewandten Oberseite des Gehäuses 1 liegt. So läßt sich der Drücker 18 in der Einbaulage der Printklemme an der von der Leiterplatte abgewandten Seite des Gehäuses 1 betätigen, und es läßt sich der betreffende Leiter parallel zur Ebene der Leiterplatte, in der Regel in horizontaler Richtung, bis zur Klemmstelle im Klemmraum 4 einführen oder von dort lösen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005048972 A1 [0002]

Claims

Printklemme mit einem auf eine Leiterplatte aufsetzbaren Gehäuse (1) mit einer eine Leitereinführrichtung vorgebenden Leitereinführöffnung (3), wobei die Leitereinführrichtung parallel zur Aufsetzseite (2) des Gehäuses (1) ist, ferner mit einem im Klemmraum (4) des Gehäuses (1) angeordneten Strombalken (5) mit einem Kontaktschenkel (6), der sich zumindest im Kontaktbereich parallel zur Leitereinführrichtung erstreckt, der mit seiner ersten zum Klemmraum (4) hin liegenden Seite eine Kontaktfläche (6.1) für einen eingeführten Leiter bildet und der mit seiner zweiten, äußeren Seite (6.2) gehäuseseitig abgestützt ist, weiter mit einer Schenkelfeder (10) mit einem gegen die Kontaktfläche (6.1) des Strombalkens (5) auffedernden Klemmschenkel (11), der in einem spitzen zur Leitereinführöffnung (3) öffnenden Winkel zum Kontaktschenkel (6) des Strombalkens (5) steht, und mit einem mittels eines Biegegelenks (13) an den Klemmschenkel (11) anschließenden Stützschenkel (12), wobei das Biegegelenk (13) und der Stützschenkel (12) mit ihren Außenseiten (13.1, 12.1) vom Gehäuse (1) abgestützt sind, und des weiteren mit einem aus dem Gehäuse (1) herausgeführten, an dessen Aufsetzseite (2) rechtwinklig vorstehenden Lötstift (7), der Teil des Strombalkens (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombalken (5) eine von der Leitereinführöffnung (3) weggerichtete Ausbuchtung (9) aufweist, die vom Kontaktschen kel (6) des Strombalkens (5) über einen Teil seiner Länge hinweg und von einem hieran anschließenden Balkenabschnitt (8) begrenzt ist, der in Richtung zur Kontaktfläche (6.1) des Kontaktschenkels (6) hin zurückgebogen und von der Kontaktfläche (6.1) in Abstand angeordnet ist und an den der Lötstift (7) mit einer Abwinklung (7.1) in senkrechter Richtung vom Kontaktschenkel (6) weg anschließt, wobei dieser Balkenabschnitt (8) an seiner Außenseite (8.3) zumindest bereichsweise vom Gehäuse (1) abgestützt ist und der Stützschenkel (12) der Schenkelfeder (10) sichmit seinem vom Biegegelenk (13) abliegenden Ende (12.2) am Strombalken (5) im Übergangsbereich (7.2) zwischen dem Balkenabschnitt (8) und dem Lötstift (7) abstützt.
Printklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktschenkel (6) des Strombalkens (5) sich auf ganzer Länge parallel zur Leitereinführrichtung erstreckt und der Balkenabschnitt (8) zwischen dem Kontaktschenkel (6) und dem Lötstift (7) des Strombalkens (5) aus einem rechtwinklig an den Kontaktschenkel (6) anschließenden Kurzsteg (8.1) und einem Schrägsteg (8.2) besteht, wobei der Schrägsteg (8.2) an den Kurzsteg (8.1) und der Lötstift (7) an den Schrägsteg (8.2) jeweils unter einer stumpfwinkligen Abwinklung (8.4, 7.1) anschließen.
Printklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombalken (5) und die Schenkelfeder (10) jeweils aus einem flachen, gebogenen Metallband bestehen.
Printklemme nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschenkel (12) der Schenkelfeder (10) mit seinem Ende (12.2) bis auf den Schrägsteg (8.2) des Balkenabschnitts (8) reicht und darauf aufliegt.
Printklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützschenkelende (12.2) entsprechend der Neigung des Schrägstegs (8.2) des Balkenabschnitts (8) am Stützschenkel (10) abgewinkelt ist und auf dem Schrägsteg (8.2) in dazu paralleler Lage flach aufliegt.
Printklemme nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützschenkelende (12.2) der Schenkelfeder (10) einen endseitigen Anschlag (16.1) zur Anlage im Übergangsbereich (7.2) zwischen dem Balkenabschnitt (8) und dem Lötstift (7) aufweist und hierzu mit einer Ausklinkung (16) versehen ist, durch die eine am Schenkelende (12.2) vorstehende Zunge (16.2) gebildet ist, und daß der Lötstift (7) im Anschlagbereich für den Stützschenkel (12) eine Aussparung (17) aufweist, durch welche die Zunge (16.2) am Stützschenkelende (12.2) hindurchgreift.
Printklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (17) am Lötstift (7) randoffen ausgebildet ist und die Zunge (16.2) am Stützschenkelende (12.2) der Schenkelfeder (10) seitlich der Längsmitte des hierfür verwendeten Metallbandes angeordnet ist.
Printklemme nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägsteg (8.2) des Balkenabschnitts (8) an zumindest einem gehäuseseitigen Widerlager (14, 14.1) abgestützt ist.
Printklemme nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (10) mit ihrem Biegegelenk (13) um eine Stütznase (15) herumgeführt ist, die mit ihrer zum Klemmschenkel (11) der Schenkelfeder (10) liegenden Seite einen Anschlag (15.1) zur Begrenzung des Federwegs des Klemmschenkels (11) bildet.
Printklemme nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, daß am zur Einführöffnung (3) hin liegenden Ende des Kontaktschenkels (6) des Strombalkens (5) ein aus der Kontaktfläche (6) vorstehender Wulst (17) eingeformt ist.
Printklemme nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) ein an der der Aufsetzseite (2) gegenüberliegenden Oberseite (1.2) des Gehäuses (1) betätigbarer Drücker (18) gelagert ist, der am Kontaktschenkel (6) des Strombalkens (5) vorbeireicht und den Klemmschenkel (11) der Schenkelfeder (10) beaufschlagt.
Printklemme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmschenkel (11) der Schenkelfeder (10) zumindest mit seinem Klemmende (11.1) seitlich über den Kontaktschenkel (6) des Strombalkens (5) vorsteht und der Drücker (18) die überstehende Endkante (11.2) des Klemmschenkels (11) beaufschlagt.
Printklemme nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drücker (18) in einer zur Leitereinführrichtung senkrechten Richtung verschieblich geführt ist.