DE102006004271B4

DE102006004271B4 - Schenkelfeder für eine Federkraftklemme

Info

Publication number: DE102006004271B4
Application number: DE102006004271A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Schrader
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: DE102006004271A1

Abstract

Schenkelfeder für eine Federkraftklemme bestehend aus einem flachen, einstückig durch Biegen umgeformten, mit guten Federeigenschaften sowie schlechter elektrischer Leitfähigkeit ausgestatteten Metallband (1) mit einem einen Strombalken aufnehmenden Basisschenkel (2) und mit einem mit diesem einstückigen Federschenkel (3) und ferner mit einem aus zumindest einem Bogen (5, 6) des Metallbandes (1) gebildeten Biegegelenk (4) zwischen dem Basisschenkel (2) und dem Federschenkel (3), wobei der Federschenkel (3) zum Basisschenkel (2) hin zurückgebogen ist und mit seinem Klemmende (8) aufgrund der Federkraft die Klemmseite (10) des Basisschenkels (2) gegebenenfalls unter Verspannen eines Leiters (16) beaufschlagt, wobei weiter das Metallband (1) im Bereich des Biegegelenks (4) eine zumindest in einem Bereich in Höhe der Klemmseite (10) des Basisschenkels (2) angeordnete Leiterdurchführöffnung (11) aufweist und wobei ferner der Basisschenkel (2) mit einer Ausnehmung (12) versehen ist, in die ein Metallstreifen (13) aus einem Metall mit hoher Leitfähigkeit als vom geklemmten Leiter (16) kontaktierter Strombalken mit...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schenkelfeder für eine Federkraftklemme, die aus einem flachen, einstückig durch Biegen umgeformten, mit Federeigenschaften versehenen Metallband besteht. Das Metallband weist einen Basisschenkel, einen mit diesem einstückigen Federschenkel und ein aus zumindest einem Bogen des Metallbandes gebildetes Biegegelenk zwischen dem Basisschenkel und dem Federschenkel auf. Der Federschenkel ist zum Basisschenkel hin zurückgebogen und beaufschlagt mit seinem Klemmende aufgrund der Federkraft die Klemmseite des Basisschenkels gegebenenfalls unter Verspannen eines Leiters. Das Metallband hat im Bereich des Biegegelenks eine zumindest in einem Bereich in Höhe der Klemmseite des Basisschenkels angeordnete Leiterdurchführöffnung.
Schenkelfedern mit diesen Merkmalen sind in vielfacher Ausführung bekannt, vergleiche: DE 1 246 079 B , US 4,701,000 , DE 198 30 484 C1 , DE 25 53 558 A1 und JP 07-022084 A.
Zum einen werden solche Schenkelfedern als stromleitende Bauteile ausgeführt, wie es aus den Dokumenten DE 10 2005 014 075 B3 und US 4,824,395 hervorgeht. Der zu klemmende Leiter liegt hierbei am Basisschenkel der Schenkelfeder an, die Ableitung des Strompfades erfolgt über am Basisschenkel abgewinkelte Kontaktglieder, die entsprechend mit dem Basisschenkel einstückig sind, vergleiche DE 10 2005 014 075 B3 . So stellen beispielsweise die Kontaktglieder die elektrische Verbindung eines auf der Klemmseite des Basisschenkels geklemmten Leiters zu einer Leiterplatte her. Sind die Schenkelfedern aus einem aus Federstahl bestehenden Metallband hergestellt, muß man die schlechteren Leiteigenschaften des Federstahls aufgrund seines höheren spezifischen Widerstandes in Kauf nehmen. Zum anderen fertigt man Schenkelfedern der in Rede stehenden Art aus einem Kupferband, welches zwar gute elektrische Leiteigenschaften aufgrund des geringen spezifischen Widerstandes von Kupfer aufweist, das jedoch zur Erzielung der Federeigenschaften, die vor allem im Bereich des Biegegelenks und des Federschenkels gegeben sein müssen, besonders aufbereitet werden muß.
Schenkelfedern der eingangs beschriebenen Art kommen ferner in Klemmen oder Anschlußdosen zum Einsatz, bei denen an der Klemmseite des Basisschenkels eine Kontaktplatte oder Steckzunge anliegt, über welche der Strompfad geführt ist, vergleiche DE 1 246 079 B , US 4,701,000 , DE 198 30 484 C1 oder JP 07-022084 A.
Aus dem Dokument DE 203 03 537 U1 ist eine Federkraftklemme mit einer einteilig ausgebildeten Schenkelfeder und einem im Leiterklemmbereich angeordneten Strombalken bekannt, bei welcher der Strombalken aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und die Schenkelfeder aus einem Federstahl besonderer Legierung ausgeführt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schenkelfeder mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, die sowohl gute Federeigenschaften als auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit hat.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mittels einer Schenkelfeder gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der den Strombalken bildende Metallstreifen als sogenanntes Inlay ausgebildet ist, welches in geeigneter Weise fest in die Ausnehmung des Basisschenkels eingesetzt ist. So kann der vorzugsweise aus Kupfer bestehende Metallstreifen durch Klemmen oder Schweißen kraftschlüssig mit dem Basisschenkel der Schenkelfeder verbunden werden. Gemessen an den verbesserten Federungseigenschaften einerseits und der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit andererseits erreicht man mit der erfindungsgemäßen Schenkelfeder eine Materialersparnis vor allem gegenüber den einstückig aus einem Kupferband geformten Schenkelfedern. Des weiteren ist im Zuge der ständigen Miniaturisierung elektrischer und elektronischer Bauteile mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine Verkleinerung der Bauform der Schenkelfeder möglich, ohne Abstriche an der Klemmsicherheit und der Kontaktsicherheit hinnehmen zu müssen.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in perspektivischer, gesprengter Darstellung eine Schenkelfeder in erster Ausführung,
2 in perspektivischer Wiedergabe eine Schenkelfeder in zweiter Ausführung und
3 in perspektivischer Darstellung eine Schenkelfeder in dritter Ausführung einschließlich einem daran geklemmten Leiter.
Im einzelnen zeigt 1 in der oberen Darstellung ein durch Biegen umgeformtes Metallband 1, welches vorzugsweise aus einem Federstahl besteht. Durch die Umformung ist aus dem Metallband 1 ein geradlinig sich erstreckender Basisschenkel 2 gebildet, der einstückig über ein Biegegelenk 4 hinweg in einen Federschenkel 3 übergeht. Im Bereich des Biegegelenks 4 ist das Metallband 1 mittels eines 90°-Bogens 5 abgewinkelt, der in einen geraden Abschnitt 7 übergeht, an den sich ein Bogen 6 des Metallbandes 1 mit einem größeren Krümmungsradius und einem größeren Bogenwinkel so anschließt, daß der Federschenkel 3 zum Basisschenkel 2 hin zurückgebogen ist. Der Federschenkel 3 läuft in einem Klemmende 8 aus, welches aufgrund der Federkraft bestrebt ist, sich an die innere Klemmseite 10 des Basisschenkels 2 anzulegen. Das Klemmende 8 des Federschenkels 3 schließt mit dem Basisschenkel 2 einen spitzen Winkel ein, und es ist mit einer zur Klemmseite 10 des Basisschenkels 2 hin liegenden Klemmkante 9 versehen.
Im Bereich des Biegegelenks 4 weist das Metallband 1 eine Leiterdurchführöffnung 11 auf, die in Höhe der Klemmseite 10 des Basisschenkels 2 liegt. Wie hierzu 3 veranschaulicht, ist durch die Leiterdurchführöffnung 11 hindurch ein zu klemmender Leiter 16 in das Innere der Schenkelfeder einführbar, der mittels des Federschenkels 3 gegen die Klemmseite 10 des Basisschenkels 2 verspannt wird.
Der Basisschenkel 2 ist mit einer Ausnehmung 12 versehen, welche bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als Durchbrechung ausgeführt ist, die sich entlang der Längsmitte des Metallbandes 1 erstreckt. Die Ausnehmung 12 reicht über den gesamten Basisschenkel 2 hinweg und setzt sich im Bereich des Biegegelenks 4 fort, um bis in den Federschenkel 3 hineinzureichen. In die Ausnehmung 12 des Basisschenkels 2 wird der in 2 in der unteren Darstellung wiedergegebene, aus Kupfer bestehende Metallstreifen 13 fest eingesetzt, er bildet dort einen mit der Klemmseite 10 des Basisschenkels 2 flächenbündigen Strombalken, der von dem geklemmten Leiter 16 kontaktiert wird. Zur weiteren elektrischen Kontaktierung weist der entsprechend dem Basisschenkel 2 geradlinige Metallstreifen 13 abgewinkelte Kontaktglieder 14 auf, die in der zusammengefügten Anordnung vom Basisschenkel 2 wegstehen. Der Metallstreifen 13 erstreckt sich über die gesamte Länge des Basisschenkels 2 und begrenzt die Leiterdurchführöffnung 11 nach unten hin.
Für eine sichere Befestigung der Schenkelfeder im Gehäuse einer Federkraftklemme schließt an dem dem Biegegelenk 4 gegenüberliegenden Ende des Basisschenkels 2 ein rechtwinklig abgebogener Steg 15 des Metallbandes 1 an, der einen ausreichenden Abstand vom Klemmende 8 des Federschenkels 3 hat, um dessen Auffedern beim Klemmen eines Leiters nicht zu behindern.
2 zeigt eine Ausführung der Schenkelfeder, bei welcher die Kontaktglieder 14 des fest in den Basisschenkel 2 eingesetzten Metallstreifens 13 in paralleler Richtung zum Basisschenkel 2 vorstehen, wozu der Metallstreifen 13 einen bis auf die Außenseite des Stegs 15 am Metallband 1 reichenden Fortsatz 17 hat, an dem die Kontaktglieder 14 einen gabelförmigen Kontakt bilden. Beim Ausführungsbeispiel nach 3 stellen die Kontaktglieder 14 ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach 1 Lötpins oder Kontaktstifte dar, die bei der Ausführung nach 1 senkrecht vom Basisschenkel 2 und bei der Ausführungsform nach 3 in dessen paralleler Richtung wegstehen. Die Ausnehmung 12 reicht hierbei bis in den abgewinkelten Steg 15 hinein, wodurch der Metallstreifen 13 bis über die Außenseite des Stegs 15 hinaus verlängert sein kann, um daran ein Kontaktpaar anschließen zu lassen.

Claims

Schenkelfeder für eine Federkraftklemme bestehend aus einem flachen, einstückig durch Biegen umgeformten, mit guten Federeigenschaften sowie schlechter elektrischer Leitfähigkeit ausgestatteten Metallband (1) mit einem einen Strombalken aufnehmenden Basisschenkel (2) und mit einem mit diesem einstückigen Federschenkel (3) und ferner mit einem aus zumindest einem Bogen (5, 6) des Metallbandes (1) gebildeten Biegegelenk (4) zwischen dem Basisschenkel (2) und dem Federschenkel (3), wobei der Federschenkel (3) zum Basisschenkel (2) hin zurückgebogen ist und mit seinem Klemmende (8) aufgrund der Federkraft die Klemmseite (10) des Basisschenkels (2) gegebenenfalls unter Verspannen eines Leiters (16) beaufschlagt, wobei weiter das Metallband (1) im Bereich des Biegegelenks (4) eine zumindest in einem Bereich in Höhe der Klemmseite (10) des Basisschenkels (2) angeordnete Leiterdurchführöffnung (11) aufweist und wobei ferner der Basisschenkel (2) mit einer Ausnehmung (12) versehen ist, in die ein Metallstreifen (13) aus einem Metall mit hoher Leitfähigkeit als vom geklemmten Leiter (16) kontaktierter Strombalken mit vom Basisschenkel (2) wegstehenden Kontaktgliedern (14) fest eingesetzt ist.
Schenkelfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) aus einem Federstahl besteht.
Schenkelfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Strombalken bildende Metallstreifen (13) aus Kupfer besteht.
Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) im Basisschenkel (2), in welche der den Strombalken bildende Metallstreifen (13) eingesetzt ist, als zur Klemmseite (10) des Basisschenkels (2) offene Nut ausgebildet ist.
Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) des Basisschenkels (2), in welche der den Strombalken bildende Metallstreifen (13) eingesetzt ist, in Gestalt einer Durchbrechung des Basisschenkels (2) ausgeführt ist.
Schenkelfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) im Basisschenkel (2) sich entlang der Längsmitte des Metallbandes (1) erstreckt.
Schenkelfeder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Durchbrechung ausgeführte Ausnehmung (12) im Basisschenkel (2) bis in den Bereich des Biegegelenks (4) hinein verlängert ist und die Leiterdurchführöffnung (11) durch einen Teilbereich der Ausnehmung (12) gebildet ist.
Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (13) sich über die gesamte Länge des Basisschenkels (2) erstreckt.
Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (13) mit seiner Oberseite flächenbündig mit der Kontaktseite (10) des Basisschenkels (2) ist.
Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (13) die Leitereinführöffnung (11) an deren zum Basisschenkel (2) hin liegenden Seite begrenzt.