DE9312961U1 - Electrical connection terminal for printed circuit boards - Google Patents
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Karl Lumberg GmbH & CoKarl Lumberg GmbH & Co
Elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten.Electrical connection terminal for circuit boards.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Anschlußklemme für Leiterplatten, mit einem Klemmengehäuse aus Isolierstoff mit wenigstens einem im Klemmengehäuse angeordneten metallischen, als Schraubanschlußkörper ausgeführten Leiteranschlußkörper und mit mindestens einem mit dem Leiteranschlußkörper elektrisch verbundenen, dünnen, federelastischen SMD-Anschlußstreifen, der an der Vorderseite und/oder der Rückseite aus dem Klemmengehäuse herausragt und bis in den Leiteranschlußkörper hineingezogen ist, wo er ein Leiterschutzelement ausbildet.The invention relates to an electrical connection terminal for circuit boards, with a terminal housing made of insulating material with at least one metallic conductor connection body arranged in the terminal housing and designed as a screw connection body and with at least one thin, spring-elastic SMD connection strip that is electrically connected to the conductor connection body and that protrudes from the terminal housing on the front and/or the back and is pulled into the conductor connection body, where it forms a conductor protection element.
Eine elektrische Anschlußklemme mit SMD-Anschlußstreifen ist aus der US 4 645 287 bekannt, jedoch mit der Maßgabe, daß die Leiteranschlußkörper nicht als Schraubanschlußkörper, sondern als Federsteckhülsen ausgebildet sind. Es ist jedoch naheliegend, für SMD-Anwendungen anstelle solcher Anschlußkörper bei Bedarf Schraubanschlußkörper vorzusehen, wie es insoweit aus der DE 37 10 394 C2 bekannt ist. Bei beiden Anschlußklemmen treten die nach außen verlaufenden SMD-Anschlußstreifen nahe einer nach unten weisenden Stirnseite der unten offenen Gehäuse heraus. In jedem Falle sind besondere Befestigungsmittel erforderlich, um die Anschlußklemme aufAn electrical terminal with SMD connection strips is known from US 4 645 287, but with the proviso that the conductor connection bodies are not designed as screw connection bodies, but as spring receptacles. However, it is obvious to provide screw connection bodies for SMD applications instead of such connection bodies if required, as is known from DE 37 10 394 C2. In both terminals, the SMD connection strips running outwards emerge near a downward-facing front side of the housing, which is open at the bottom. In any case, special fastening means are required to attach the terminal to
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der Leiterplatte zu fixieren, und zwar bei der Anschlußklemme nach der US 4 645 287 in Gestalt zweier in Bohrungen der Leiterplatte verankerbarer U-Bügel oder bei der DE 27 10 394 C2 mit Hilfe von Schrauben, die von der Unterseite der Leiterplatte her durch in ihr angeordnete Durchstecköffnungen in die Anschlußklemme eingeschraubt werden.to fix the circuit board, namely in the case of the connection terminal according to US 4 645 287 in the form of two U-brackets anchored in holes in the circuit board or in the case of DE 27 10 394 C2 with the aid of screws which are screwed into the connection terminal from the underside of the circuit board through through-holes arranged in it.
Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußklemme für SMD-Montage anzugeben, deren auf der Leiterplatte durch Löten befestigten SMD-Anschlußstreifen selbst einen erheblichen Beitrag zur mechanischen Befestigung der Anschlußklemme leisten können, so daß in den meisten Fällen eine gesonderte mechanische Befestigung der Klemme nicht mehr unbedingt erforderlich ist.The invention is essentially based on the object of specifying a connection terminal for SMD assembly, the SMD connection strips of which are attached to the circuit board by soldering and can themselves make a significant contribution to the mechanical fastening of the connection terminal, so that in most cases a separate mechanical fastening of the terminal is no longer absolutely necessary.
Eine elektrische Anschlußklemme, die dies leistet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der SMD-Anschlußstreifen von einem mit der Wandung des Klemmengehäuses werkstoffeinheitlichstoffschlüssig ausgebildeten Werkstoffsteg unterfangen ist und sein seitlich aus dem Klemmengehäuse herausragendes Ende unter Bildung etwa einer Absatzstufe in die Lötanschlußebene hinein verformt ist.An electrical connection terminal that achieves this is characterized in that the SMD connection strip is supported by a material web that is formed in a uniform material bond with the wall of the terminal housing and its end that protrudes laterally from the terminal housing is deformed into the solder connection plane to form a step.
Wesentlich ist dabei, daß der bzw. die SMD-Anschlußstreifen nahe den Längsseiten des Klemmengehäuses, nämlich im Bereich der Klemmengehausewandung, von WerkstoffStegen untergriffen sind. Wird das Klemmengehäuse durch eine darauf ausgeübte Kraft von der Leiterplatte weg bewegt, stützen sich diese Werkstoffstege an der Unterseite der SMD-Anschlußstreifen ab und erhöhen die weitere Abzugskraft bzw. wirken als Anschläge dieser Kraft entgegen. Anders als bei den nach unten hin völlig frei stehenden SMD-Anschlußstreifen entspre-It is important that the SMD connection strip(s) are gripped by material webs near the long sides of the terminal housing, namely in the area of the terminal housing wall. If the terminal housing is moved away from the circuit board by a force exerted on it, these material webs are supported on the underside of the SMD connection strips and increase the further pulling force or act as stops to counteract this force. Unlike the SMD connection strips which are completely free-standing at the bottom,
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chend der US 4 645 287 oder DE 37 10 394 C2 ist somit ein Hochziehen der SMD-Anschlußstreifen und ein dadurch bedingtes Abschälen der Lötverbindung nicht mehr ohne weiteres möglich bzw. erfordert einen größeren Kraftaufwand. Deshalb kann die elektrische Anschlußklemme entsprechend der Erfindung auch ohne gesonderte Befestigungsmittel zur Halterung des Klemmengehäuses an der Leiterplatte höheren, auf die Lötbefestigung einwirkenden Kräften widerstehen. So wird es nur noch in Ausnahmefällen, wenn überhaupt, erforderlich sein, besondere mechanische Befestigungsmittel vorzusehen.According to US 4 645 287 or DE 37 10 394 C2, pulling up the SMD connection strips and the resulting peeling off of the solder connection is no longer possible or requires greater force. Therefore, the electrical connection terminal according to the invention can withstand higher forces acting on the solder attachment even without separate fastening means for holding the terminal housing to the circuit board. It will therefore only be necessary in exceptional cases, if at all, to provide special mechanical fastening means.
Es ist zwar grundsätzlich vom Prinzip her bekannt, Teile eines Lötanschlußkörpers einer Anschlußklemme über eine Werkstoffkante zu führen, wie es beispielsweise Fig. 4 des DE 1 944 859 U zeigt. Es handelt sich dort aber zum einen um eine elektrische Anschlußklemme völlig abweichender Gattung, zum anderen ist diese Geometrie rein zufällig und hat mit Aufgabe und Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems nichts gemeinsam.It is known in principle to guide parts of a solder connection body of a terminal over a material edge, as shown for example in Fig. 4 of DE 1 944 859 U. However, on the one hand, this is an electrical terminal of a completely different type, and on the other hand, this geometry is purely coincidental and has nothing in common with the task and solution of the problem underlying the invention.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß kein besonderes Bodenteil zum unterseitigen Verschluß des Klemmengehäuses erforderlich ist, welches man zusätzlich fertigen, montieren und sicher am Klemmengehäuse befestigen müßte. Auf der der Leiterplatte zugewandten Seite ist das Klemmengehäuse offen, was für die Montage insbesondere des als Schraubanschlußkörper ausgeführten Leiteranschlußkörpers vorteilhaft ist, und es bleibt auch nach dessen Montage offen.A significant advantage of the invention is that no special base part is required to close the underside of the terminal housing, which would have to be additionally manufactured, assembled and securely fastened to the terminal housing. On the side facing the circuit board, the terminal housing is open, which is particularly advantageous for the assembly of the conductor connection body designed as a screw connection body, and it remains open even after its assembly.
Weitere Ausgestaltungen und insbesondere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den sonstigen Ansprüchen und ausFurther embodiments and particularly advantageous features emerge from the other claims and from
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der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:the following description of the invention based on two embodiments shown in the drawings. In the drawings show:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Anschlußklemme entsprechend der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 is a cross-section through a first embodiment of a terminal according to the present invention,
Fig. 2 der bei der Anschlußklemme nach Fig. 1 verwendete Schraubanschlußkorper mit SMD-Anschlußstreifen in perspektivischer Ansicht,Fig. 2 the screw connection body used in the connection terminal according to Fig. 1 with SMD connection strip in perspective view,
Fig. 3 der SMD-Anschlußstreifen insgesamt und für sich dargestellt sowieFig. 3 the SMD connection strips shown as a whole and individually and
Fig. 4 bis 6 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform. Fig. 4 to 6 corresponding representation of a second embodiment.
Eine Anschlußklemme 10 weist ein aus Isolierstoff bestehendes Klemmengehäuse 11 mit insbesondere kammerartigen Aufnahmen 12 für eine der Polzahl entsprechende Anzahl von als Schraubanschlußkorper ausgeführten Leiteranschlußkörpern 13 auf. Ferner ist ein Leiterplattenanschlußstreifen 14 vorgesehen mit einem wie ersichtlich in den Anschlußraum 15 des Leiteranschlußkörpers 13 eintauchenden Leiterschutzelement 16. Mit 17 ist eine Klemmschraube bezeichnet, die in bei Schraubklemmen bekannter Weise in eine in der Oberseite des Leiteranschlußkörpers 13 befindliche Gewindebohrung eingreift und deren Stirn sich auf der Oberseite des Leiterschutzelements 16 abstützt. Wird die Klemmschraube 17 angezogen und dadurch das Leiteranschlußelement 13 nach oben geführt, wird der in den Anschlußraum eingesteckte, nicht dargestellte Leiter zwi-A connection terminal 10 has a terminal housing 11 made of insulating material with, in particular, chamber-like receptacles 12 for a number of conductor connection bodies 13 designed as screw connection bodies corresponding to the number of poles. Furthermore, a circuit board connection strip 14 is provided with a conductor protection element 16 which, as can be seen, dips into the connection space 15 of the conductor connection body 13. 17 designates a clamping screw which, in a manner known for screw terminals, engages in a threaded hole in the top of the conductor connection body 13 and whose front is supported on the top of the conductor protection element 16. If the clamping screw 17 is tightened and the conductor connection element 13 is thereby guided upwards, the conductor (not shown) inserted into the connection space is between
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sehen der nach oben weisenden Innenseite des Leiteranschlußkörpers 13 und der zugekehrten Unterfläche des Leiterschutzelements 16 einklemmt.see the upwardly facing inner side of the conductor connection body 13 and the facing lower surface of the conductor protection element 16.
Eine Anschlußklemme der bisher beschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP O 169 970 B1 bekannt. Ein erster Unterschied besteht darin, daß anstelle des dortigen Lötanschlußstifts mindestens ein besonders angeordneter und ausgestalteter SMD-Anschlußstreifen 18 vorgesehen ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind jedem Leiterplattenanschlußstreifen zwei entgegengerichtete SMD-Anschlußstreifen zugeordnet.A connection terminal of the type described so far is known, for example, from EP 0 169 970 B1. A first difference is that instead of the solder connection pin there, at least one specially arranged and designed SMD connection strip 18 is provided. In the illustrated embodiments, each circuit board connection strip is assigned two opposing SMD connection strips.
In der Montagestellung (komplett bestückte Anschlußklemme nach den Fig. 1 und 4) ist jeder SMD-Anschlußstreif en 18, 18' von einem Werkstoffsteg 19, 19' des nach unten offenen Klemmenkörpers 11 unterfangen. Die Werkstoffstege 19, 19' sind dabei Bestandteile der beiden Längsseitenwände des Kunststoffgehäuses 11. Der Werkstoffsteg 19, der dem SMD-Anschlußstreif en 18 zugeordnet ist, welcher sich in Richtung des Leiterschutzelements 16 erstreckt, begrenzt den unteren Rand eines mit 20 bezeichneten Fensters in der zugehörigen Seitenwand des Klemmengehäuses 11.In the assembly position (fully assembled terminal according to Fig. 1 and 4), each SMD connection strip 18, 18' is supported by a material web 19, 19' of the terminal body 11, which is open at the bottom. The material webs 19, 19' are components of the two long side walls of the plastic housing 11. The material web 19, which is assigned to the SMD connection strip 18, which extends in the direction of the conductor protection element 16, limits the lower edge of a window designated 20 in the associated side wall of the terminal housing 11.
Die Montage bzw. Bestückung der Anschlußklemme 10 erfolgt so, daß zunächst der Leiteranschlußkorper 13 (ohne Klemmschraube 17) von der Bodenseite des Klemmengehäuses 11 in den Aufnahmeraum 12 eingegeben und sodann der Leiterplattenanschlußstreifen quer dazu (bezüglich Fig. 1 und 4 von links her) derart hinzugefügt wird, daß sein Leiterschutzelement 16 in den Leiteraufnahmeraum 15 des Leiteranschlußkörpers 13 eingreift.The assembly or fitting of the connection terminal 10 is carried out in such a way that first the conductor connection body 13 (without clamping screw 17) is inserted from the bottom side of the terminal housing 11 into the receiving space 12 and then the circuit board connection strip is added transversely to it (from the left with respect to Fig. 1 and 4) in such a way that its conductor protection element 16 engages in the conductor receiving space 15 of the conductor connection body 13.
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Um dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, liegt zunächst, d.h. vor der Bestückung, der SMD-Anschlußstreifen 18 flach-gestreckt vor, wie es mit den gestrichelten Linien in Fig. 1 und 4 veranschaulicht ist. Er wird erst nachträglich durch eine stufige oder auch S- oder wellenförmige Verformung in die Form und Position gebracht, die mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. Diese Verformung wird bevorzugt gleichzeitig an sämtlichen SMD-Anschlußstreifen 18 und 18' einer Anschlußklemme 10 vorgenommen, und zwar vorteilhafterweise in einem einzigen Arbeitsgang mit demselben formbestimmenden Werkzeug. Dabei befinden sich alle Lötflächen 21 in derselben Lötanschlußebene. Hierunter wird eine Ebene verstanden, die etwas unterhalb der korrespondieren Auflagefläche der Leiterplatte liegt, weil die SMD-Anschlußstreifen 18 diese ja mit Federvorspannung kontaktieren sollen. In order to make this possible within the scope of the present invention, the SMD connection strip 18 is initially flat and stretched out, i.e. before assembly, as shown by the dashed lines in Fig. 1 and 4. It is only subsequently brought into the shape and position shown by solid lines by means of a stepped or S-shaped or wave-shaped deformation. This deformation is preferably carried out simultaneously on all SMD connection strips 18 and 18' of a connection terminal 10, and advantageously in a single operation with the same shape-determining tool. All soldering surfaces 21 are located in the same soldering connection plane. This is understood to mean a plane that is slightly below the corresponding contact surface of the circuit board, because the SMD connection strips 18 are intended to contact this with spring preload.
Die Ausführungsbeispiele zeigen jeweils Leiteranschlußplatten 14 mit einem zweiten SMD-Anschlußstreifen 18' außer dem bislang in der Hauptsache beschriebenen SMD-Anschlußstreifen 18. Der zweite SMD-Anschlußstreifen 18' erstreckt sich in gegenläufige Richtung zum SMD-Anschlußstreifen 18. Dieser SMD-Anschlußstreifen 18 ist aus dem - breiteren Grundmaterial des Leiterplattenanschlußstreifens 14 im Bereich eines Basisabschnitts 22 ausgeschnitten (Ausschnitt 23 im Basisabschnitt 22) und um etwa 180° nach außen herausgebogen. Die Verformung des zunächst noch ebenen SMD-Anschlußstreifens 18' in die in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien sowie in den Fig. 2, 3 sowie 5 und 6 dargestellten Endanordnung erfolgt zusammen mit der Verformung der SMD-Anschlußstreifen 18 nach der Bestückung des Klemmenkörpers 11.The embodiments each show circuit board connection plates 14 with a second SMD connection strip 18' in addition to the SMD connection strip 18 mainly described so far. The second SMD connection strip 18' extends in the opposite direction to the SMD connection strip 18. This SMD connection strip 18 is cut out of the wider base material of the circuit board connection strip 14 in the area of a base section 22 (cutout 23 in the base section 22) and bent outwards by approximately 180°. The deformation of the initially flat SMD connection strip 18' into the final arrangement shown in Fig. 1 with solid lines and in Figs. 2, 3, 5 and 6 takes place together with the deformation of the SMD connection strip 18 after the terminal body 11 has been fitted.
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, befindet sich endseits des zentralen Ausschnitts 23 im Basisabschnitt 22 noch ein erweiterter Ausschnitt 24. Hierbei handelt es sich um einen Durchgriff für eine am Leiteranschlußkörper 13 ausgebildete und nach unten weisende Schürze 25, die - was an sich bekannt ist - dazu dient, bei angehobenem Leiteranschlußkörper 13 zu verhindern, daß ein Leiter funktionswidrig unter den Leiteranschlußkörper 13 gesteckt werden kann.As can be seen from Fig. 3, there is an extended cutout 24 at the end of the central cutout 23 in the base section 22. This is a passage for an apron 25 formed on the conductor connection body 13 and pointing downwards, which - as is known per se - serves to prevent a conductor from being inserted improperly under the conductor connection body 13 when the conductor connection body 13 is raised.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 folgt hinsichtlich der Anordnung der SMD-Anschlußstreifen 18 und 18' im Klemmengehäuse 11 den bisher beschriebenen Prinzipien. Jedoch ist der Leiterplattenanschlußstreifen 14 abweichend ausgebildet und erzeugt. Hier wird aus einem Blechstreifen zunächst ein erster Basisabschnitt 26 mit den beiden, in derselben Ebene angeordneten, schmaleren SMD-Anschlußstreifen 18 und 18' ausgestanzt und unmittelbar daneben ein zweiter, breiterer Basisabschnitt 27 mit dem Leiterschutzelement 16 und dem erforderlichen Verbindungsabschnitt 28. Die mit Ausnahme der vor der Bestückung noch ebenen SMD-Anschlußstreifen 18 und 18' notwendige Formgebung erhält der Leiterplattenanschlußstreifen 14 durch Aufeinanderklappen der beiden Basisabschnitte 26 und 27, wie es Fig. 6 deutlich zeigt. Die beiden aufeinanderliegenden Abschnitte sind gelocht und bilden also ebenfalls einen Durchgriff 24 für die Schürze 25 des Leiterplattenanschlußkörpers 13.The embodiment according to Figs. 4 to 6 follows the principles described so far with regard to the arrangement of the SMD connection strips 18 and 18' in the terminal housing 11. However, the circuit board connection strip 14 is designed and produced differently. Here, a first base section 26 with the two narrower SMD connection strips 18 and 18' arranged in the same plane is punched out of a sheet metal strip, and immediately next to it a second, wider base section 27 with the conductor protection element 16 and the required connecting section 28. The circuit board connection strip 14 is given the necessary shape, with the exception of the SMD connection strips 18 and 18', which are still flat before assembly, by folding the two base sections 26 and 27 onto one another, as Fig. 6 clearly shows. The two sections lying on top of each other are perforated and thus also form a passage 24 for the skirt 25 of the circuit board connection body 13.
Zum vollständigen Verständnis der Montage bzw. Bestückung des Klemmengehäuses mit den Anschlußelementen 13, 14 und 17 sei insbesondere im Hinblick auf die Schürze 25 noch folgendes erläutert:To fully understand the assembly and fitting of the terminal housing with the connection elements 13, 14 and 17, the following is explained, particularly with regard to the apron 25:
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Die Bestückung erfolgt in der Regel bei einer gegenüber Fig. 4 auf den Kopf gestellten Anordnung des Klemmengehäuses 11 . Durch die sodann oben angeordnete bodenseitige Öffnung des Klemmengehäuses 11 wird der Leiteranschlußkörper in den Aufnahmeraum 12 eingegeben und durch einen Anschlag in einer Zwischenstellung gehalten, die es gestattet, nunmehr aus einer Richtung quer dazu (bei gegenüber Fig. 1 bzw. 4 gestürzter Anordnung dann also von rechts) den Leiterplattenanschlußstreifen 14 mit dem freien Ende des Leiterschutzelements 16 voran in den Leiteranschlußraum 15 des Leiteranschlußkörpers 13 einschieben zu können, wobei der dem Leiterschutzelement 16 gegenüberliegende und dazu im wesentlichen parallele, den SMD-Anschlußstreifen 18 aufweisende Teil ungehindert die Stirnseite der Schürze 25 passieren kann. Anschließend kann die Schürze 25 dann in den Durchgriff 24 eintauchen .The assembly is usually carried out with the terminal housing 11 in the upside down position compared to Fig. 4. The conductor connection body is inserted into the receiving space 12 through the bottom opening of the terminal housing 11, which is then arranged at the top, and is held in an intermediate position by a stop, which now allows the circuit board connection strip 14 to be pushed into the conductor connection space 15 of the conductor connection body 13 with the free end of the conductor protection element 16 first from a direction transverse to it (in the case of an upside down position compared to Fig. 1 or 4), whereby the part opposite the conductor protection element 16 and essentially parallel to it, which has the SMD connection strip 18, can pass unhindered through the front side of the apron 25. The apron 25 can then be inserted into the passage 24.
Hervorzuheben ist, daß aufgrund der beschriebenen Gestaltung und Anordnung der Leiterplattenanschlußstreifen 14 selbst dann nicht verloren gehen kann, wenn der Leiteranschlußkörper 13 soweit angehoben ist, daß die Schürze 25 nicht mehr im Eingriff mit dem Durchgriff 24 steht. Dies wird durch die Verformung des aus dem Klemmengehäuse 11 austretenden SMD-Anschlußstreifens 18 bewirkt im Zusammenhang mit dem schmalen Fenster 20, durch das der Streifen (bezüglich Fig. 1 und 4 nach links) nicht wieder zurückweichen kann. Es bedarf also keiner besonderen Mittel wie Rastmittel od.dgl., um den Leiterplattenanschlußstreifen 14 sicher am Platze zu halten.It should be emphasized that due to the described design and arrangement, the circuit board connection strip 14 cannot be lost even if the conductor connection body 13 is raised so far that the skirt 25 is no longer in engagement with the passage 24. This is caused by the deformation of the SMD connection strip 18 emerging from the terminal housing 11 in conjunction with the narrow window 20 through which the strip cannot move back (to the left in relation to Fig. 1 and 4). Therefore, no special means such as locking means or the like are required to hold the circuit board connection strip 14 securely in place.
Die aus Fig. 1 und 4 ersichtlichen, an der Unterseite des Klemmengehäuses 11 angespritzten Zapfen sind zum Eingriff in Leiterplattenbohrungen bestimmt und dienen als Zentrier-The pins shown in Fig. 1 and 4, which are molded onto the underside of the terminal housing 11, are intended for engagement in circuit board holes and serve as centering
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und Drehsicherungszapfen, die einerseits die Anschlußklemme in der bestimmungsgemäßen Position auf der Leiterplatte orientieren und einen Versatz der Anschlußklemme bei einwirkenden Verschiebekräften verhindern sollen. Man kann, sofern es sich als zweckmäßig erweist, diese Zapfen auch zur insbesondere unterstützenden mechanischen Lagefixierung heranziehen, indem man sie den Leiterplattendurchbruchen kraft- bzw. klemmschlüssig zuordnet oder sie Steckrastzapfen zur 'snapin '-Montage ausführt.and anti-rotation pins, which on the one hand orient the terminal in the intended position on the circuit board and prevent the terminal from shifting when displacement forces are applied. If it proves to be useful, these pins can also be used to support the mechanical position fixation by assigning them to the circuit board openings in a force-fitting or clamp-fitting manner or by using them as plug-in locking pins for 'snap-in' assembly.
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