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1. WO2020200844 - PRINTED CIRCUIT BOARD CONNECTION TERMINAL

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Leiterplattenanschlussklemme

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanschlussklemme zum Anschließen eines elektrischen Leiters an eine Leiterplatte, mit einer Klemmtasche, welche einen

Anschlussraum aufweist, innerhalb welchem der elektrische Leiter anschließbar ist, mit einer in dem Anschlussraum der Klemmtasche angeordneten Klemmfeder, welche einen Halteschenkel und einen Klemmschenkel aufweist, wobei in einer Klemmstellung des Klemmschenkels der Klemmfeder der anzuschließende Leiter gegen eine erste Seitenwand der Klemmtasche elektrisch kontaktierend geklemmt ist, und mit einem Lötstift, welcher mindestens ein Lötbeinchen zum Kontaktieren mit der Leiterplatte aufweist.

Eine derartige Leiterplattenanschlussklemme ist beispielsweise in der DE 10 2007 035 336 B3 beschrieben. Der Lötstift ist hier einstückig mit der Klemmtasche ausgebildet, so dass beim Stanzen der Klemmtasche der Lötstift mit gestanzt wird. Dabei entstehen nicht nur an der Klemmtasche, sondern auch an dem Lötstift Stanzkanten, welche den Lötprozess der Lötbeinchen des Lötstift auf eine Leiterplatte negativ beeinflussen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Leiterplattenanschlussklemme zur Verfügung zu stellen, bei welcher insbesondere die Lötbarkeit des Lötstifts bzw. der Lötbeinchen des Lötstifts auf einer Leiterplatte verbessert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Leiterplattenanschlussklemme gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Lötstift mittels einer Schweißverbindung an der Klemmtasche angebunden ist.

Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass der Lötstift ein zu der Klemmtasche separat ausgebildetes Bauteil ist und damit separat zu der Klemmtasche als ein

Einzelbauteil hergestellt werden kann. Damit ermöglichen sich viele verschiedene Varianten der Fertigung der Leiterplattenanschlussklemme. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass erst nach der fertigen Ausbildung der Klemmtasche und auch der fertigen Ausbildung des Lötstifts, die Klemmtasche und der Lötstift miteinander verbunden werden. Weiter ist es aber auch möglich, dass der Lötstift an die

Klemmtasche zunächst angebunden wird und erst nach der Anbindung des Lötstifts an der Klemmtasche der Lötstift in seiner Endform geformt, insbesondere gebogen, wird. Das Verbinden des Lötstifts mit der Klemmtasche erfolgt über eine stoffschlüssige Verbindung, indem der Lötstift an der Klemmtasche angeschweißt wird. Die

Schweißverbindung zwischen dem Lötstift und der Klemmtasche ermöglicht eine besonders sichere und feste Verbindung bzw. Befestigung des Lötstifts mit der

Klemmtasche, welche nicht wieder lösbar ist. Klemmtasche und Lötstift können damit über die Schweißverbindung unlösbar miteinander verbunden werden. Bei der

Ausbildung und Ausformung der Klemmtasche muss durch die davon separate

Herstellung des Lötstift keine Rücksicht auf die Formerfordernisse bei dem Lötstift genommen werden, damit der Lötstift eine ausreichende Stabilität und gute Lötbarkeit aufweist. Die Klemmtasche kann damit relativ dünnwandig ausgebildet werden, so dass die Klemmtasche und damit die gesamte Leiterplattenanschlussklemme in

Teilungsrichtung einen möglichst kleinen Platzbedarf bei einem möglichst großen Querschnitt des anzuschließenden Leiters aufweisen kann. Der Lötstift kann hingegen in seinen Abmessungen entsprechend der notwendigen Stromtragfähigkeit des Lötstifts angepasst werden. Damit können sowohl die Klemmtasche als auch der Lötstift in ihren Abmessungen individuell an ihre Erfordernisse im späteren Einsatz in der

Leiterplattenanschlussklemme angepasst werden, ohne dass das jeweils andere Bauteil einen Einfluss darauf ausüben kann. Zudem kann der Lötstift durch die unabhängige Fertigung von der Klemmtasche ohne Stanzkanten ausgebildet werden, so dass eine besonders gute Lötbarkeit des Lötstifts auf die Leiterplatte bei gleichzeitig sicherer und fester Anbindung des Lötstifts an der Klemmtasche erreicht werden kann. Die

Klemmung und damit die elektrische Kontaktierung des anzuschließenden Leiters erfolgt hier unmittelbar an der Klemmtasche, so dass ein zusätzlicher Strombalken hier nicht notwendig ist.

Die Schweißverbindung kann beispielsweise eine Laserschweißverbindung oder eine Widerstandsschweißverbindung sein. Erfolgt das Anschweißen des Lötstifts an der Klemmtasche mittels Laserschweißen oder Widerstandsschweißen kann eine besonders gute Schweißverbindung erreicht werden, die unabhängig von der

Ausgestaltung und der Eigenschaften der Oberfläche der Klemmtasche und/oder des Lötstifts erfolgen kann. Beim Laserschweißverfahren erfolgt ein Verschweißen der Klemmtasche mit dem Lötstift mittels eines Lasers, ohne dass ein Zusatzwerkstoff zugeführt werden muss. Mittels des Laserschweißverfahrens kann eine besonders schmale und schlanke Schweißnahtform erreicht werden. Zudem zeichnet sich eine

Laserschweißnahtverbindung durch einen besonders geringen thermischen Verzug aus. Bei der Ausbildung einer Widerstandsschweißverbindung erfolgt dies durch einen durch die Verbindungsstelle fließenden elektrischen Strom. Die Klemmtasche und der Lötstift werden zumindest im Bereich der Fügestellen bis zum Erreichen der

Schweißtemperatur erhitzt und können an ihrer Berührungsstelle unter der Wirkung einer Kraft durch Erstarren von Schmelze, durch Diffusion oder auch in fester Phase verschweißt werden.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Lötstift an der ersten Seitenwand der

Klemmtasche angebunden sein kann, wobei der Lötstift an einer von dem

Anschlussraum weggerichteten Seitenfläche der ersten Seitenwand angeschweißt sein kann. Die Anschweißung des Lötstifts an der Klemmtasche kann damit an ein und derselben Seitenwand der Klemmtasche ausgebildet sein, wie die Klemmung des anzuschließenden Leiters an die Klemmtasche erfolgt. Dadurch, dass Anschweißung und Klemmung an ein und derselben Seitenwand der Klemmtasche erfolgen kann, kann die gesamte Anordnung und damit die Leiterplattenanschlussklemme besonders kleinbauend und bauraumreduziert ausgebildet sein. Die Klemmung des

anzuschließenden Leiters an der ersten Seitenwand erfolgt vorzugsweise an einer in Richtung Anschlussraum gerichteten Seitenfläche der ersten Seitenwand, so dass die Klemmung des anzuschließenden Leiters und die Anschweißung des Lötstifts an zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen der ersten Seitenwand der Klemmtasche erfolgen kann bzw. ausgebildet sein kann.

Um die Lötbarkeit des Lötstifts bzw. des mindestens einen Lötbeinchens des Lötstifts weiter erhöhen zu können, ist der Lötstift bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, welches verzinnt sein kann. Durch das Verzinnen kann das elektrisch leitfähige Material des Lötstifts mit einem Zinnüberzug versehen sein.

Zusätzlich zu der verbesserten Lötbarkeit durch den Zinnüberzug kann hierdurch auch ein verbesserter Korrosionsschutz für den Lötstift erreicht werden.

Weiter ist es möglich, dass die Klemmtasche aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sein kann, welches verzinnt sein kann. Ist das Material der Klemmtasche mit einem Zinnüberzug versehen, so kann insbesondere die Korrosionsbeständigkeit der Klemmtasche verbessert werden. Die Klemmtasche ist vorzugsweise aus einem Stanz-Biegeteil ausgebildet, welches nach dem Stanz-Biegeprozess verzinnt werden kann. Es ist aber auch möglich, dass die Klemmtasche vor dem Stanz-Biegeprozess bereits verzinnt wird, so dass für die Formung der Klemmtasche ein vorverzinntes Band verwendet werden kann, welches für die Formgebung der Klemmtasche gestanzt und gebogen werden kann.

Es ist dabei möglich, dass die Klemmtasche aus einem anderen Material ausgebildet ist als der Lötstift. Das Material der Klemmtasche kann damit ein sich von dem Material des Lötstifts unterscheidendes Material sein. Durch die Ausbildung des Lötstifts und der Klemmtasche aus unterschiedlichen Materialien können die Eigenschaften der

Klemmtasche und des Lötstifts in Abhängigkeit des jeweils ausgebildeten Materials individuell eingestellt und ausgewählt werden. Beispielsweise kann für die Klemmtasche ein Material ausgewählt sein, welches sich durch eine besonders hohe Festigkeit auszeichnet. Für den Lötstift kann beispielsweise ein Material ausgewählt sein, welches sich durch eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit auszeichnen kann.

Dadurch, dass nunmehr die Klemmtasche und der Lötstift zwei voneinander separate Bauteile sind, können die Klemmtasche und der Lötstift unterschiedliche Abmessungen, insbesondere unterschiedliche Dicken aufweisen. Damit kann der Lötstift eine Dicke aufweisen, welche größer oder kleiner einer Dicke der ersten Seitenwand der

Klemmtasche sein kann. Beispielsweise kann der Lötstift eine größere Dicke aufweisen als die erste Seitenwand der Klemmtasche dick sein kann. Durch die größere Dicke des Lötstifts kann der Lötstift besonders formstabil sein. Die Klemmtasche bzw. die erste Seitenwand der Klemmtasche kann hingegen besonders dünnwandig ausgebildet sein, um einen möglichst geringen Platzbedarf in Teilungsrichtung aufzuweisen. Je nach Bedarf und Anforderungen können somit die Abmessungen und insbesondere die Dicken des Lötstifts und der Klemmtasche separat voneinander ausgebildet und eingestellt sein.

Der Lötstift kann in seiner Form und Ausgestaltung je nach den entsprechenden Anforderungen individuell ausgestaltet sein, so dass hier eine hohe Flexibilität erreicht werden kann. Beispielsweise kann der Lötstift in Form eines Flachdrahts, eines

Vierkantdrahts, eines Runddrahts oder eines Flachbandes ausgebildet sein.

Weiter ist es möglich, dass der Lötstift als THR-Stift (THR = Through Hole Reflow) oder als SMD-Stift (SMD = Surface Mounted Device) ausgebildet sein kann.

Um die Klemmfeder in dem Anschlussraum in der gewünschten Position halten zu können, kann die Klemmtasche eine der ersten Seitenwand gegenüberliegende zweite Seitenwand aufweisen, an welcher der Haltschenkel der Klemmfeder gehalten sein kann. Der Haltschenkel kann vorzugsweise parallel zu der zweiten Seitenwand der Klemmtasche verlaufend angeordnet sein, so dass der Halteschenkel flächig an der zweiten Seitenwand anliegen kann. Mittels des Halteschenkels kann sich die

Klemmfeder gegen die Klemmtasche abstützen. Der Halteschenkel kann durch die Federkraft der Klemmfeder gegen die zweite Seitenwand der Klemmtasche geklemmt und damit gehalten sein. Es ist aber auch möglich, den Halteschenkel durch zusätzliche Befestigungsmittel an der zweiten Seitenwand der Klemmtasche zu befestigen und damit zu halten.

Um die Funktionalität der Leiterplattenanschlussklemme weiter erhöhen zu können, kann die Klemmtasche eine senkrecht zu der ersten Seitenwand angeordnete dritte Seitenwand aufweisen, welche einen Leiterdurchsteckschutz ausbilden kann. Die dritte Seitenwand ist hierfür vorzugsweise quer zur Leitereinführungsrichtung des Leiters in den Anschlussraum angeordnet. Die dritte Seitenwand kann den Anschlussraum in Einführungsrichtung des Leiters in den Anschlussraum begrenzen, so dass ein zu weites Einstecken des Leiters über den Anschlussraum hinaus verhindert werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Leiterplattenanschlussklemme

gemäß der Erfindung vor dem Verbinden des Lötstifts mit der

Klemmtasche der Leiterplattenanschlussklemme,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten

Leiterplattenanschlussklemme mit dem Lötstift und der Klemmtasche in einem verbundenen Zustand,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten

Leiterplattenanschlussklemme mit einem angeschlossenen elektrischen Leiter,

Fig. 4a - 4e mehrere schematische Darstellungen von Lötstiften der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Leiterplattenanschlussklemme in unterschiedlichen

Ausgestaltungsformen.

Fig. 1 zeigt eine Leiterplattenanschlussklemme 100 zum Anschließen eines elektrischen Leiters 200, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Die Leiterplattenanschlussklemme 100 weist eine Klemmtasche 10 auf, welche einen Anschlussraum 11 ausbildet, innerhalb welchem der Anschluss des Leiters 200 erfolgt.

Die Klemmtasche 10 weist eine Hauptwand 12, sowie eine erste Seitenwand 13, eine zweite Seitenwand 14 und eine dritte Seitenwand 15 auf. Die Hauptwand 12 sowie die drei Seitenwände 13, 14, 15 begrenzen den Anschlussraum 11. Die drei Seitenwände 13, 14, 15 sind jeweils in einem rechten Winkel zu der Hauptwand 12 angeordnet. Die drei Seitenwände 13, 14, 15 sind jeweils einstückig mit der Hauptwand 12 verbunden. Die drei Seitenwände 13, 14, 15 sind untereinander vorzugsweise nicht miteinander verbunden. Die erste Seitenwand 13 und die zweite Seitenwand 14 sind parallel zueinander verlaufend angeordnet. Die dritte Seitenwand 15 verläuft quer und damit senkrecht zu der ersten Seitenwand 13 und auch zu der zweiten Seitenwand 14.

In dem Anschlussraum 11 ist eine Klemmfeder 16 angeordnet. Die Klemmfeder 16 ist als Schenkelfeder ausgebildet. Die Klemmfeder 16 weist einen Halteschenkel 17, einen Klemmschenkel 18 und einen bogenförmigen Abschnitt 19 auf, über welchen der Halteschenkel 17 und der Klemmschenkel 18 miteinander verbunden sind.

Mittels des Klemmschenkels 18 erfolgt eine Klemmung des in den Anschlussraum 11 eingeführten Leiters 200 gegen die erste Seitenwand 13 der Klemmtasche 10 in der Klemmstellung des Klemmschenkels 18, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Klemmung des anzuschließenden Leiters 200 erfolgt damit unmittelbar gegen die Klemmtasche 10, so dass ein zusätzlicher Strombalken nicht erforderlich ist.

Gehalten wird die Klemmfeder 16 in dem Anschlussraum 11 über ihren Halteschenkel 17, welcher gegen die zweite Seitenwand 14 der Klemmtasche 10 abgestützt ist. Der Halteschenkel 17 liegt dabei flächig an der zweiten Seitenwand 14 der Klemmtasche 10 an.

Die dritte Seitenwand 15 der Klemmtasche 10 bildet in Leitereinführungsrichtung R einen Leiterdurchsteckschutz aus, so dass ein Einschieben des Leiters 200 über den Anschlussraum 11 hinaus verhindert werden kann. Die dritte Seitenwand 15 erstreckt sich dafür quer zur Leitereinführungsrichtung R.

Um eine Kontaktierung hin zu einer hier nicht gezeigten Leiterplatte erreichen zu können, weist die Leiterplattenanschlussklemme 100 ferner einen Lötstift 20 auf. Der in Fig. 1 bis 3 gezeigte Lötstift 20 weist zwei Lötbeinchen 21 auf, mittels welchen eine Kontaktierung mit einer Leiterplatte erfolgen kann.

Der Lötstift 20 ist, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, als zu der Klemmtasche 10 separates Bauteil ausgebildet, so dass der Lötstift 20 und die Klemmtasche 10 jeweils erst vollständig gefertigt und ausgebildet werden, bevor der Lötstift 20 mit der Klemmtasche 10 verbunden wird. Der Lötstift 20 wird über eine stoffschlüssige Verbindung mit der Klemmtasche 10 verbunden, indem der Lötstift 20 an der Klemmtasche 10

angeschweißt wird und damit im verbundenen Zustand, wie er in Fig. 2 und 3 gezeigt, eine Schweißverbindung 22 zwischen dem Lötstift 20 und der Klemmtasche 10 ausgebildet ist. Die Schweißverbindung 22 kann beispielsweise als

Laserschweißverbindung oder als Widerstandsschweißverbindung ausgebildet sein.

Die Anbindung des Lötstifts 20 an der Klemmtasche 10 erfolgt über die erste

Seitenwand 13 der Klemmtasche 10, gegen welche auch der anzuschließende Leiter 200 geklemmt wird. Der Lötstift 20 ist an einer von dem Anschlussraum 11

weggerichteten Seitenfläche 23 der ersten Seitenwand 13 angeschweißt. An einer in Richtung Anschlussraum 11 zeigenden Seitenfläche 24 der ersten Seitenwand 13 erfolgt die Klemmung des anzuschließenden Leiters 200. Die Anbindung des Lötstifts 20 und die Klemmung des Leiters 200 an der ersten Seitenwand 13 erfolgt damit an zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen 23, 24 der ersten Seitenwand 13.

Sowohl die Klemmtasche 10 als auch der Lötstift 20 sind bevorzugt aus einem elektrischen Material ausgebildet, welche beide vorzugsweise verzinnt sind.

Wie in Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, weist der Lötstift 20 eine Dicke DL auf, welche größer ist als die Dicke Ds der ersten Seitenwand 13 der Klemmtasche 10. Die Seitenwand 13 und damit die gesamte Klemmtasche 10 können damit besonders dünnwandig

ausgebildet sein, wohingegen der Lötstift 20 durch seine dickere Ausgestaltung eine bessere Formstabilität aufweisen kann.

Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltung ist der Lötstift 20 in Form eines

Vierkantdrahts ausgebildet.

Der Lötstift 20 kann dadurch, dass er als ein zu der Klemmtasche 10 separates Bauteil ausgebildet ist, welches unabhängig von der Klemmtasche 10 hergestellt wird, unterschiedliche Formen und Ausgestaltungen aufweisen, wie es beispielhaft in den Fig. 4a bis 4e gezeigt ist.

Wie in Fig. 4a und 4b zu erkennen ist, können die Lötbeinchen 21 der Lötstifte 20 unterschiedlich lang ausgebildet sein. Ferner kann der Lötstift 20 auch nur jeweils ein Lötbeinchen 21 aufweisen, wie in Fig. 4c und 4d zu erkennen ist.

Bei den in Fig. 4a bis 4d gezeigten Ausgestaltungen ist der Lötstift 20 jeweils als THR-Stift ausgebildet.

Fig. 4e zeigt den Lötstift 20 als SMD-Stift, welcher zwei Lötbeinchen 21 aufweist.

Durch das Anschweißen der Lötstifte 20 an die jeweilige Klemmtasche 10 können die unterschiedlichsten Formen an Lötstiften 20 an die jeweilige Klemmtasche 10 stoffschlüssige angebunden und verwendet werden, so dass je nach Einsatzzweck der jeweilige Lötstift 20 individuell, unabhängig von der Ausgestaltung der Klemmtasche 10 ausgewählt werden kann.

Bezugszeichenliste

100 Leiterplattenanschlussklemme

10 Klemmtasche

11 Anschlussraum

12 Hauptwand

13 Erste Seitenwand

14 Zweite Seitenwand

15 Dritte Seitenwand

16 Klemmfeder

17 Halteschenkel

18 Klemmschenkel

19 Bogenförmiger Abschnitt

20 Lötstift

21 Lötbeinchen

22 Schweißverbindung

23 Seitenfläche

24 Seitenfläche

200 Leiter

DL Durchmesser Lötstift

Ds Durchmesser erste Seitenwand

R Leitereinführungsrichtung