DE10100081A1 - Elektrische Klemme zur Bildung eines Klemmenblocks oder Klemmenleiste - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft anreihbare elektrische Klemmen mit seitlichen Rastzapfen und damit korrespondierenden seitlichen Rastaufnahmen, die zu Klemmenblocks oder Klemmenleisten miteinander verrastet werden können, woraufhin die so gebildeten Klemmenblocks oder Klemmenleisten zur Montage auf einer Montagefläche bestimmt sind. Es wird vorgeschlagen, die senkrecht zur Montagefläche gemessene Erstreckungslänge der Rastaufnahmen größer auszuführen als die Erstreckungslänge der Rastzapfen, so daß die Rastzapfen nach dem Einrasten in die Rastaufnahmen in Art eines Schiebers senkrecht zur Montagefläche in den Rastaufnahmen verschiebbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektr. Klemme mit einem Klemmengehäuse aus Isolierstoff, von denen mehrere zur Bildung eines Klemmen­ blocks oder zur Bildung einer Klemmenleiste aneinanderreihbar sind, indem jedes Klemmen­ gehäuse auf der einen Seite vorstehende Rast­ zapfen aufweist, die in Rastaufnahmen auf der anderen Seite des jeweils benachbarten Klemmen­ gehäuses eingreifen, woraufhin die so gebildeten Klemmenblocks oder Klemmenleisten zur Montage auf einer Montagefläche bestimmt sind.

Klemmen des anreihbaren Typs werden vom Hersteller der Klemmen und auf Wunsch der Kunden in jeder benötigten Polzahl, Klemmenausführung, Gehäuse­ farbe und Kennzeichnung etc. zu einer Baugruppe vormontiert und als sogenannte Klemmenblocks oder Klemmenleisten an den Kunden zur Weiter­ verarbeitungs ausgeliefert. Da die Befestigung solcher Klemmenblocks oder Klemmenleisten auf ihrer jeweiligen Montagefläche im Regelfall nur mit zwei endseitigen Befestigungspunkten erfolgt und dennoch jede Einzelklemme genau fluchtend positioniert sein soll (was z. B. bei einer automatischen Verdrahtung der Klemmen mittels eines Verdrahtungsautomaten von wesentlicher Bedeutung ist) wird verlangt, daß die vormontierten Baugruppen eine sehr gute Maßhaltigkeit haben und ihre Planarität innerhalb eines geringen Toleranzbereiches liegt (wobei unter Planarität verstanden wird, daß alle Anschlußkontakte der Einzelklemmen in einer Ebene liegen).

Eine solche Maßhaltigkeit und Planarität wird insbesondere für SMD-Klemmenleisten ge­ fordert, deren bodenseitige Lötkontaktfahnen mit dem bekannten Surface-Mounted-Device-Ver­ fahren auf den Leiterbahnen einer Leiterplatte verlötet werden. Die hierfür verlangte sogenannte Koplanarität aller Lötkontaktfahnen einer SMD-Klemmenleiste soll in einem Toleranz­ bereich kleiner als 0,1 mm liegen.

Das ist bei modular aufgebauten Klemmenleisten mit herkömmlicher Technik und vertretbarem Fertigungsaufwand nicht zu erreichen. Die Klemmenhersteller bieten deshalb SMD-Klemmen­ leisten im Regelfall nur mit einem einteiligen Isolierstoffgehäuse an, wodurch zwar die gehäusebedingten Toleranzen minimiert sind, aber es entfällt die bei modular aufgebauten Klemmenleisten mögliche individuelle Konfiguration der Klemmenleiste nach Kunden­ wunsch oder eine solche individuelle Konfiguration müßte bei Verwendung einteiliger Isolierstoffgehäuse teuer bezahlt werden.

Es ist deshalb versucht worden, den modularen Aufbau von SMD-Klemmenleisten beizubehalten und die geforderte Planarität der Anordnung aller Lötkontaktfahnen dadurch zu erreichen, daß diese in sich federnd ausgeführt werden. Das erfordert natürlich, daß die gesamte Klemmenleiste mit allen federnden Lötkontakt­ fahnen beim Durchlauf durch den SMD-Wärmeofen (zum Aufschmelzen der Lötpaste) mit einer bestimmten Kraft niedergehalten wird, um einen sicheren Kontakt der federnden Lötkontakt­ fahnen zu den jeweiligen Leiterbahnen einer Leiterplatte herzustellen. Die dafür aufzu­ bringenden Niederhaltekräfte können unerwünscht hoch sein und erfordern zusätzliche Maßnahmen sowohl auf seiten des Bestückungsautomaten als auch beim Durchlauf der bestückten Leiter­ platte durch den SMD-Wärmeofen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine anreih­ bare Klemme zu entwickeln, die den Aufbau von Klemmenblocks und/oder Klemmenleisten mit höchster Planarität ihrer jeweiligen Anschluß­ kontakte gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß bei anreihbaren Klemmen, die zur Bildung eines Klemmenblocks oder einer Klemmen­ leiste seitlich Rastzapfen und entsprechende Rastaufnahmen aufweisen, die senkrecht zur jeweiligen Montagefläche gemessene Erstreckungs­ länge der Rastaufnahmen größer ist als die Erstreckungslänge der Rastzapfen derart, daß die Rastzapfen nach dem Einrasten in die Rast­ aufnahmen in Art eines Schiebers senkrecht zur Montagefläche in den Rastaufnahmen verschieb­ bar sind.

Die Klemmen der erfindungsgemäßen Art können ohne besonderen Aufwand mit einer derzeit fertigungstechnisch erreichbaren Maßhaltigkeit hergestellt werden und sie werden in der üblichen Weise zu Klemmenblocks oder Klemmenleisten aneinandergereiht (d. h. miteinander verrastet), wobei jeder Kunde den modularen Aufbau des Klemmenblocks oder der Klemmenleiste nutzen kann und seine gewünschte individuelle Konfiguration erhalten kann.

Nach der Aneinanderreihung der Einzelklemmen wird die vormontierte Baugruppe durch ein kurzzeitiges Aufsetzen auf eine plane Richt­ fläche und das kurzzeitige Aufbringen einer Richtkraft mit höchster Präzision ausgerichtet.

Danach ist die Planarität des ausgerichteten Klemmenblocks bzw. der ausgerichteten Klemmen­ leiste selbsthaltend, d. h. die in die zuge­ ordneten Rastaufnahmen eingreifenden Rastzapfen sind bevorzugt durch Kraftschluß in den Rast­ aufnahmen lagefixiert. Aber auch ein Formschluß zwischen Rastzapfen und zugeordneter Rast­ aufnahme kann zur Lagefixierung gewählt werden, z. B. mittels einer feinstufigen Oberflächen­ verrippung. Nach der Ausrichtung der Klemmen­ blöcke bzw. der Klemmenleisten kann eine Selbsthaltung der Planarität auch durch Verkleben oder Verschweißen (z. B. mittels Ultraschall) der Rastzapfen in den jeweiligen Rastaufnahmen und/oder der aneinanderliegenden Seitenflächen der aneinandergereihten Klemmen­ gehäuse erfolgen.

Die ausgerichteten und ihre Planarität selbsthaltenden Klemmenleisten oder Klemmen­ blocks werden sodann ohne besonderen Aufwand in der derzeit üblichen Weise weiterver­ arbeitet, z. B. im Falle von SMD-Klemmenleisten mittels eines Bestückungsautomaten auf eine Leiterplatte aufgesetzt, woraufhin die be­ stückten Leiterplatten ohne besondere zusätz­ liche Maßnahmen den SMD-Wärmeofen durchlaufen können.

Im Prinzip könnten die Rastzapfen in den jeweils zugeordneten Rastaufnahmen mit punktförmigen Kontakt verrastet sein, wodurch eine hohe Flächenpressung (Kraftschluß) zwischen den aneinanderliegenden Flächen der Rastzapfen und der Rastaufnahmen erreichbar ist. Für das Ausrichten der aneinandergereihten Einzelklemmen zur Erzielung einer möglichst toleranzfreien Planarität werden aber weiche und linear geführte Bewegungsabläufe zwischen den Rastzapfen und den Rastaufnahmen bevor­ zugt, damit die Planarität an der Richt­ fläche problemlos (z. B. ohne unerwünschte Losbrechwiderstände) eingestellt werden kann.

Aus diesem Grunde ist eine besonders vorteil­ hafte Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Rastzapfen und die jeweils zugeordneten Rastaufnahmen miteinander korrespondierende und im verrasteten Zustand aneinanderliegende Formflächen aufweisen, die sich als Spur­ führung linear in Richtung senkrecht zur Montagefläche erstrecken.

Eine absolute Verkantungsfreiheit und präzise Bewegungsabläufe werden beim Ausrichten der aneinandergereihten Einzelklemmen nach Anspruch 3 dann erreicht, wenn mindestens ein Rastzapfen und eine zugeordnete Rastaufnahme Spurführungs-Formflächen besitzen, die eine in Richtung senkrecht zur Montagefläche ge­ messene Länge besitzen, die mindestens doppelt so groß ist wie die quer dazu gemessene Breite der Spurführungs-Formflächen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch, zwei anein­ andergereihte Einzelklemmen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die stirnseitige Ansicht auf eine Klemmenleiste, die aus den Einzelklemmen gemäß Fig. 1 gebildet ist,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang III-III durch die Klemmen­ leiste gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang IV-IV durch die Klemmenleiste gemäß Fig. 2.

Dargestellt sind in den Fig. 1 bis 4 im wesentlichen nur die Klemmengehäuse eines als Beispiel ausgewählten Typs einer an­ reihbaren Anschlußklemme für Leiterplatten, die aneinandergereiht eine sogenannte SMD- Klemmleiste bilden.

Jede Einzelklemme besitzt eine Leiteran­ schlußöffnung 5 zum Anschließen eines externen Drahtleiters und eine Betätigungsöffnung 6 zum Betätigen einer in dem Klemmengehäuse an­ geordneten Leiter-Klemmstelle, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist, da ihre spezielle Konstruktion für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung ist. Die Leiter-Klemm­ stelle ist gehäuseintern elektrisch verbunden mit den Lötkontaktfahnen 7, von denen jeweils zwei bodenseitig aus dem Klemmengehäuse jeder Einzelklemme herausgeführt sind und die beide mit einer Leiterbahn der Leiterplatte verlötet werden, um eine größtmögliche mechanische und elektrische Kontaktfläche zu den empfind­ lichen Leiterbahnen herstellen zu können.

Diese Lötkonktaktfahnen 7 sollen an den empfindlichen Leiterbahnen der Leiterplatte möglichst spannungsfrei angelötet werden. Aus diesem Grunde sind sie nicht-federnd und mit paralleler Ausrichtung zu den Leiterbahnen der Leiterplatte (= Montagefläche) an der Unterseite der Einzelklemmen angeordnet.

Fig. 3 zeigt, daß es in der Praxis wegen des modularen Aufbaus der dargestellten Klemmenleiste schwierig ist, alle Einzel­ klemmen einer Klemmenleiste mit höchster Maßhaltigkeit und toleranzfrei so miteinander zu verrasten, daß alle unteren Lötflächen der Lötkontaktfahnen 7 in einer Ebene liegen, und zwar mit einer Planarität im Toleranzbereich kleiner als 0,1 mm. Siehe hierzu als Beispiel die zu erwartende Planaritäts-Abweichung A in Fig. 3.

Um die geforderte, weitgehend toleranzfreie Planarität aller unteren Lötflächen der Lötkontaktfahnen 7 herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rast­ zapfen 8 und die jeweils zugeordnete Rast­ aufnahmen 9, die an den Seitenwänden der Einzelklemmen in an sich bekannter Weise für das Zusammenrasten der Einzelklemmen zu einer Klemmenleiste vorhanden sind, der­ art ausgebildet sind, daß die senkrecht zur Montagefläche gemessene Erstreckungslänge der Rastaufnahmen 9 größer ist als die Er­ streckungslänge der Rastaufnahmen 8, so daß die Rastzapfen nach dem Einrasten in die Rastaufnahmen in Art eines Schiebers in den Rastaufnahmen verschiebbar sind.

Eine Besonderheit stellt die Rastaufnahme 10 mit dem zugeorndeten Rastzapfen 11 dar, deren Spurführungs-Formflächen 12 eine in Richtung senkrecht zur Montagefläche gemessene Länge besitzen, die ein Vielfaches der quer dazu gemessenen Breite der Spurführungs-Formflächen beträgt. Eine derartige Spurführungs-Verrastung zwischen Rastzapfen und Rastaufnahme ist für besonders weiche und ruckfreie Bewegungsabläufe beim Ausrichten einer Klemmenleiste auf die geforderte Planarität von Vorteil.

Claims (3)

1. Elektr. Klemme mit einem Klemmengehäuse aus Isolierstoff,
von denen mehrere zur Bildung eines Klemmen­ blocks oder zur Bildung einer Klemmenleiste aneinanderreihbar sind, indem jedes Klemmen­ gehäuse auf der einen Seite vorstehende Rast­ zapfen aufweist, die in Rastaufnahmen auf der anderen Seite des jeweils benachbarten Klemmen­ gehäuses eingreifen,
woraufhin die so gebildeten Klemmenblocks oder Klemmenleisten zur Montage auf einer Montage­ fläche bestimmt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die senkrecht zur Montagefläche gemessene Erstreckungslänge der Rastaufnahmen (9, 10) größer ist als die Erstreckungslänge der Rastzapfen (8, 11)
derart, daß die Rastzapfen nach dem Einrasten in die Rastaufnahmen in Art eines Schiebers senkrecht zur Montagefläche in den Rastauf­ nahmen verschiebbar sind.

2. Klemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rastzapfen und die jeweils zugeordneten Rastaufnahmen miteinander korrespondierende und im verrasteten Zustand aneinanderliegende Formflächen aufweisen,
und daß sich die Formflächen als Spurführung linear in Richtung senkrecht zur Montagefläche erstrecken.

3. Klemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klemme mindestens einen Rastzapfen (11) und eine zugeordnete Rastaufnahme (10) besitzt, deren Spurführungs-Formflächen (12) eine in Richtung senkrecht zur Montagefläche gemessene Länge besitzen, die mindestens doppelt so groß ist wie die quer dazu gemessene Breite der Spurführungs-Formflächen.