DE102006057712B3

DE102006057712B3 - Federkraftklemme zum Anschluß von Leiterenden und Kabelschuhen

Info

Publication number: DE102006057712B3
Application number: DE102006057712A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Feye-Hohmann; Ralf Dipl.-Ing. Beckmann
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-12-08

Abstract

Eine solche Klemme weist eine einzige Einstecköffnung auf und es ist im Inneren des Klemmengehäuses ein Kontaktteil mit einem Klemmwiderlager vorhanden, gegen das zumindest ein Leiterende oder eine Gabel- oder Ringzunge des Kabelschuhs verspannt werden kann. Dazu wirkt mit dem Klemmwiderlager ein Klemmelement zusammen. Um auch die Gabel- oder Ringzunge des Kabelschuhs mittels Federkraft klemmen zu können, besteht das Kontaktteil mit dem Klemmwiderlager aus einem zur Einstecköffnung des Gehäuses hin offenen Kasten und ist an der Öffnungsseite des Kastens eine Schenkelfeder angeordnet, die einstückig mit einem Halterahmen ist. Der Halterahmen sitzt auf zwei einander gegenüberliegenden Kastenwänden auf und zur Fixierung des Halterahmens sind an den Kastenwänden Haltezungen vorgesehen. Die Schenkelfeder weist zumindest einen Klemmschenkel auf, der das mit dem Klemmlager zusammenwirkende Klemmelement bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federkraftklemme, an der wahlweise zumindest ein Leiter mit einem unmittelbar zu kontaktierenden Leiterende oder ein Leiter mit einem am Leiterende angeordneten Kabelschuh mit einer zu kontaktierenden Gabel- oder Ringzunge angeschlossen werden kann.
Eine solche Klemme ist aus dem Dokument DE 10 2004 021 836 A1 bekannt. Das Klemmengehäuse dieser Klemme weist eine einzige, für das zumindest eine Leiterende und die Gabel- oder Ringzunge passende Einstecköffnung auf und in seinem Innern ist ein Kontaktteil mit einem Klemmwiderlager angeordnet, das mit einem das zumindest eine Leiterende oder die Gabel- oder Ringzunge gegen das Klemmwiderlager verspannenden Klemmelement zusammenwirkt. Das Klemmwiderlager wird von einem Kontaktblech gebildet, welches an der Innenseite einer der Wandungen des Klemmengehäuses angeordnet ist. Als Klemmelement dient ein schwenkbarer Nocken, der von einer im Klemmengehäuse geführten Schraube beaufschlagt wird.
Das Dokument WO 2004/027935 A1 beschreibt eine Klemmvorrichtung zum Kontaktieren der Ringzungen von je an einem Leiterende angeordneten Kabelschuhen, bei der ebenfalls exzentrisch schwenkbare Nocken zum Verspannen der Ringzungen gegen ein Klemmwiderlager vorgesehen sind, wobei das Klemmwiderlager elastisch nachgebend aufgelagert ist.
Das nachveröffentlichte Dokument EP 1 768 213 A2 zeigt ebenfalls eine Federkraftklemme, an der Einzelleiter mit und ohne Aufsätze, wie Kabelschuhe oder Aderendhülsen, geklemmt werden können. Dazu dient eine Klemmfeder mit zwei Federschenkeln, die an einem Halterahmen fixiert sind. Die Klemmstelle für das Leiterende oder den Kabelschuh ist zwischen den freien Enden der Federschenkel und einem gegenüberliegenden Widerlager am Halterahmen gebildet.
Das Dokument DE 203 13 855 U1 offenbart eine Federkraftklemme mit einer schlaufenförmigen Schenkelfeder, deren eines Ende aufgrund einer fensterartigen Aussparung nach Art eines Rahmens ausgebildet ist, wobei der zweite Schenkel, der Klemmschenkel, durch die fensterartige Aussparung hindurchgeführt ist. Die Klemmstelle ist zwischen dem Klemmschenkel und einem in die fensterartige Aussparung hineinragenden Teil einer Stromschiene gebildet.
Das Dokument DE 10 2004 046 471 B3 zeigt eine ähnlich ausgeführte Federkraftklemme mit einer Schenkelfeder, deren einer Schenkel eine fensterartige Aussparung aufweist. Mit diesem rahmenförmigen Schenkel sitzt die Schenkelfeder auf einem Kontaktteil auf, welches kastenförmig ist und zur Aufnahme der Schenkelfeder verlängerte, einander gegenüberliegende Wandungen aufweist. An den Enden dieser Wandungen sind Haltezungen angeordnet, die in den rahmenartig ausgebildeten Schenkel der Schenkelfeder eingreifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federkraftklemme zu schaffen, die ein stabiles Kontaktteil aufweist, welches nicht nur die unterschiedlichen Klemmkräfte zum Klemmen von Einzelleitern und Kabelschuhen aufbringt sondern auch die für das Klemmen von Kabelschuhen höheren Klemmkräfte innerhalb des Kontaktteils sicher kompensiert.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß das Kontaktteil mit dem Klemmwiderlager und die Schenkelfeder mit dem zumindest einen Klemmschenkel auch den Anschluß einer Gabel- oder Ringzunge eines Kabelschuhs mit ausreichender Kontaktsicherheit ermöglichen. Die entsprechend großen, vom Klemmschenkel der Schenkelfeder aufzubringenden Klemmkräfte schließen sich über den mit der Schenkelfeder einstückigen Halterahmen, der auf dem das Klemmwiderlager bildenden Kasten lagesicher fixiert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Draufsicht auf eine Klemme mit daran angeschlossenem Kabelschuh,
2 eine perspektivische, gesprengte Darstellung der Klemme nach 1,
3 eine perspektivische Ansicht des das Klemmwiderlager aufweisenden Kontaktteils der Klemme nach den 1 und 2,
4 in perspektivischer Wiedergabe das nach Art einer Federkraftklemme ausgeführte Klemmelement der Klemme nach den vorstehenden Figuren,
5 eine perspektivische Draufsicht auf die aus dem Kontaktteil und dem Klemmelement zusammengefügte Einheit und
6 eine der 5 entsprechende Draufsicht der aus dem Kontaktteil und dem Klemmelement bestehenden Einheit bei Klemmung einer Ringzunge eines Kabelschuhs.
1 zeigt im einzelnen ein Klemmengehäuse 1, welches aus einem Isoliermaterial besteht. An seiner Oberseite weist das Klemmengehäuse 1 eine Einstecköffnung 2 auf, die aus einem ersten Öffnungsteil 2.1 und einem zweiten Öffnungsteil 2.2 besteht, die beide im Querschnitt annähernd kreisrund sind. Die beiden Öffnungsteile 2.1 und 2.2 sind über einen in 2 dargestellten Spalt 2.3 miteinander verbunden, so daß insoweit die gesamte Einstecköffnung 2 quer zum Spalt 2.3 eine Länge hat, die erheblich größer ist als sie für die Klemmung eines im Querschnitt kreisrunden Leiters benötigt wird. Zwei solcher Leiter bzw. Leiterenden können durch die Teilöffnungen 2.1 und 2.2 bis in das Innere des Gehäuses 1 hinein eingesteckt werden. Dargestellt ist in den 1, 2 und 6 der Anschluß eines Kabelschuhs 3, der üblicherweise am Ende eines Leiters angeordnet ist, der in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. Der Kabel schuh 3 wird im Bereich seiner Ringzunge 3.1 kontaktiert, worauf nachstehend noch näher eingegangen werden wird.
1 veranschaulicht weiter, daß an der Oberseite des Klemmengehäuses 1 weitere Einfuhröffnungen 4 vorgesehen sind, die zum Einstecken einer Werkzeugklinge 5 dienen, um die geklemmten Leiter oder den geklemmten Kabelschuh 3 aus dem Klemmengehäuse 1 beschädigungsfrei wieder herausziehen zu können. Weiter läßt 1 ebenso wie 2 erkennen, daß das Klemmengehäuse 1 aus zwei Gehäusehälften 1.1 und 1.2 besteht, die im wesentlichen spiegelbildlich zueinander ausgeführt sind und zusammengefügt werden können. Zur Fügeseite der Gehäusehälften 1.1 und 1.2 hin öffnen Aufnahmeräume 1.3, in denen in zusammengefügter Anordnung des Klemmengehäuses 1 die Kontaktbauteile angeordnet sind.
Zu den Kontaktbauteilen gehört ein aus Metall geformter Kasten 6, dessen Aufbau sich aus 3 ergibt. Der Kasten 6 hat einen im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Grundriß und weist eine vordere Kastenwand 8 sowie eine rückwärtige Kastenwand 9 auf. Die beiden Kastenwände 8, 9 sind über den rundum geschlossenen Kasten 6 nach oben hinaus vorstehend verlängert und zwischen den beiden verlängerten Abschnitten der Kastenwände 8, 9 befindet sich ein Raum 7, der zumindest teilweise als Klemmraum genutzt wird, wie sich aus dem Nachstehenden noch ergibt. An der vorderen Kastenwand 8 stehen über ihren oberen Rand 10 nach oben hinaus zwei Haltezungen 11 vor, in gleicher Weise findet sich eine solche nach oben vorstehende Haltezunge 12 an der rückwärtigen Kastenwand 9. Der Kasten 6 ist aus einem einstückigen flachen Metallteil hergestellt, welches ausgestanzt wird. Durch Biegen wird die Raumform des Kastens 6 erzielt, mittig im Bereich der Vorderwand 8 erkennt man eine Stoßfuge 6.1, entlang der die Endkanten des Stanzteils aneinandergefügt sind.
4 zeigt das weitere Kontaktbauteil, welches aus einer Schenkelfeder 14 und aus einem Halterahmen 15 besteht, wobei die Schenkelfeder 14 und der Halterahmen 15 in einem Stück aus einem metallenen Stanzteil mit entsprechenden Federeigenschaften geformt sind. Der Halterahmen 15 weist, wie auch 5 veranschaulicht, eine im Umriß quadratische oder rechteckige Form auf, wobei sein vorderer Steg 16, seine Seitenstege 17 und sein rückwärtiger Steg 18 in einer gemeinsamen Ebene liegen. An dem rückwärtigen Steg 18 des Halterahmens 15 schließt mit einer Biegung von etwa 90° ein Federschenkel 19 als Teil der Schenkelfeder 14 an. Der Federschenkel 19 geht über zwei Biegegelenke 21 in zwei Klemmschenkel 20 über, die entsprechend der Biegung im Bereich der Biegegelenke 21 zum Halterahmen 15 hin zurückgebogen sind. Der Halterahmen 15 umschließt mit seinen Stegen 16–18 eine Rahmenöffnung 23, und durch diese Rahmenöffnung 23 ragen die Klemmenden 22 der Klemmschenkel 20 hindurch. Die Klemmschenkel 20 sind zumindest im Bereich der Biegegelenke 21 bereits voneinander getrennt und ihre Klemmenden 22 weisen einen Abstand voneinander auf. Zwischen den Klemmenden 22 der Klemmschenkel 20 erstreckt sich eine Nase 24, die vom vorderen Steg 16 des Halterahmens 15 aus in die Rahmenöffnung 23 hineinragt und mit ihrem Ende bis über die Unterseite des Halterahmens 15 in den Klemmraum 7 vorstehend abgebogen ist.
Der Halterahmen 15 dient dazu, die Schenkelfeder 14 auf die am Kasten 6 vorstehenden Kastenwände 8, 9 aufsetzen zu können, wobei die Unterseite des Halterahmens 15 auf den oberen Rändern 10 der Kastenwände aufsitzt. Die Haltezungen 11 an der Kasten-Vorderwand 8 und die Haltezungen 12 an der Kasten-Rückwand 9 greifen hierbei durch die Rahmenöffnung 23 hindurch. Sie sind in Abstimmung auf die die Rahmenöffnung 23 umgrenzende Innenkontur des Halterahmens 15 so angeordnet, daß der Halterahmen 15 mitsamt der Schenkelfeder 14 auf dem Kasten 6 bzw. den Kastenwänden 8, 9 fixiert ist. So liegt der vordere Steg 16 des Halterahmens 15 unter der Kraft der Klemmschenkel 20 der Schenkelfeder 14, die sich vom Federschenkel 19 weg aufzuweiten suchen, an den Außenseiten der Haltezungen 11 des Kastens 6 an. Die Haltezungen 11 bilden mit ihren voneinander abgewandten Außenkanten 11.1 Anlagestellen für die seitlichen Stege 17 des Halterahmens 15. Im rückwärtigen Steg 18 des Halterahmens 15 sind Konturen 18.1 in Gestalt von in Richtung zu dem vorderen Steg 17 offenen Aussparungen eingeformt, in die die rückwärtigen Haltezungen 12 formschlüssig derart eingreifen, daß auch hier ein Verschieben des Halterahmens 15 in der Längsrichtung seines rückwärtigen Steges 18 nicht möglich ist.
Die vordere Wand 8 des Kastens 6 bildet mit ihrer Innenseite ein ebenflächiges Klemmwiderlager 13, an welches die vorderen Haltezungen 11 flächenbündig anschließen. In ihrem weiteren Bereich nach oben hin sind die Haltezungen 11 jedoch in Richtung von den Klemmschenkeln 20 der Schenkelfeder 14 weg geneigt, so daß sich zwischen der Innenseite jeder Haltezunge 11 und der ihr gegenüberliegen-den Außenseite des Klemmendes 22 des betreffenden Klemmschenkels 20 ein sich in Richtung zum Klemmraum 7 vor dem Klemmwiderlager 13 verjüngender Zwickelraum ergibt, der das Einführen der zu klemmenden Leiter oder der zu kontaktierenden Ringzunge oder Gabelzunge eines Kabelschuhs zur Klemmstelle hin erleichtert.
6 zeigt die Klemmung der Ringzunge 3.1 des Kabelschuhs 3, die von den beiden Klemmenden 22 der Klemmschenkel 20 der Schenkelfeder 14 gegen das Klemmwiderlager 13 an der Innenseite der vorderen Kastenwand 8 verspannt wird. Anstelle der Ringzungen 3.1 des Kabelschuhs 3 können auch zwei Leiter je für sich geklemmt werden, die durch die Teilöffnungen 2.1 und 2.2 an der Oberseite des Gehäuses 1 (2) eingeführt werden und je für sich durch einen der Klemmschenkel 20 der Schenkelfeder 14 gegen das Klemmwiderlager 13 an der Innenseite der vorderen Gehäusewand 8 verspannt werden. Um sowohl die einzelnen Leiter als auch die Ringzunge 3.1 des jeweiligen Kabelschuhs 3 beschädigungsfrei bis zum Klemmwiderlager 13 hin einführen und von dort weg zurückziehen zu können, wird, wie es die 1 und 2 veranschaulichen, der betreffende Klemmschenkel 20 oder werden beide Klemmschenkel 20 der Schenkelfeder 14 beaufschlagt, um deren Klemmenden 22 vom Klemmwiderlager 13 oder von den geklemmten Leitern bzw. der Ringzunge 3.1 abzuheben.
Die besondere Gestaltung des Klemmengehäuses 1 und die Bauform des Kastens 6 sowie der Schenkelfeder 14 mit dem Halterahmen 15 erlauben eine einfache Montage der Klemme, wie vor allem 2 erkennen läßt. Die Kontaktbauteile, nämlich der Kasten 6 und die Schenkelfeder 14 mit dem daran einstückigen Halterahmen 15, sind miteinander vormontierbar, indem der Halterahmen 15 selbsthaltend auf der Vorderwand 8 und der Rückwand 9 des Kastens 6 oberseitig aufgesetzt wird. Bei zentraler Ausrichtung zwischen den Gehäuseteilen 1.1 und 1.2 sind die Gehäuseteile 1.1, 1.2 zusammenfügbar, hierbei finden die Kontaktbauteile Platz in den Aufnahmeräumen 1.3 der Gehäusehälften 1.1, 1.2. Um die als Kunststoffspritzgußteile zu fertigenden Gehäuseteile 1.1, 1.2 günstiger fertigen zu können, ist es zweckmäßig, das Volumen der Aufnahmeräume 1.3, insbesondere deren Öffnungen zur Fügeseite der Gehäusehälften 1.1, 1.2 hin, klein zu halten. Deshalb ist der Kasten 6, wie aus 3 weiter hervorgeht, mit Seitenwänden 6.1 versehen, die eine weitaus geringere Höhe als die Vorderwand 8 und die Rückwand 9 des Kastens 6 aufweisen. Die in der Höhenrichtung nicht benötigten Abschnitte 6.2 der Seitenwände 6.1 des Kastens 6 sind in das Kasteninnere hinein abgebogen und liegen sich ebenengleich einander gegenüber, wobei sie zur Unterseite des Kastens 6 parallel sind. Die Breite der Wandabschnitte 6.2 entspricht dem Abstand der vorderen Kastenwand 8 zur rückwärtigen Kastenwand 9 in Höhe dieser Wandabschnitte 6.2, so daß sich die vordere Kastenwand 8 und die rückwärtige Kastenwand 9 an den Seitenkanten der Wandabschnitte 6.2 abstützen, wodurch insbesondere bei oberseitig daran aufgenommenen Halterahmen 15 der gesamte Kasten 6 stabilisiert ist.
Wie 2 weiter veranschaulicht, erfolgt die Verbindung der Gehäusehälften 1.1, 1.2 durch Verrastung mittels Rastzapfen und -buchsen 1.4. In der zusammengefügten Anordnung sind die Teilöffnungen 2.1 und 2.2 der Einstecköffnung miteinander über die Spalte 2.3 derart miteinander verbunden, daß die Ringzunge 3.1 des Kabelschuhs 3, an deren Dicke die Spaltweite angepaßt ist, in beide Teilöffnungen 2.1 und 2.2 sowie durch die deckungsgleichen Spalte 2.3 hindurch zugleich eingesteckt werden kann, um mittels beider Klemmschenkel 20 der Schenkelfeder 14 die Ringzunge 3.1 gegen das Klemmwiderlager 13 zu verspannen. Hierbei wird, wie man 6 entnimmt, durch Eingriff der Nase 24 am vorderen Steg 16 des Halterahmens 15 in die Öffnung der Ringzunge 3.1 noch eine besondere Auszugsicherung für den Kabelschuh 3 erzielt.

Claims

Federkraftklemme zum wahlweisen Anschluß zumindest eines Leiters mit einem unmittelbar zu kontaktierenden Leiterende oder eines Leiters mit einem am Leiterende angeordneten Kabelschuh mit einer zu kontaktierenden Gabel- oder Ringzunge, wobei das Klemmengehäuse (1) eine einzige, für das zumindest eine Leiterende und die Gabel- oder Ringzunge passende Einstecköffnung (2) aufweist und im Inneren des Gehäuses (1) ein Kontaktteil (6) in Gestalt eines zur Einstecköffnung (2) des Gehäuses hin offenen Kastens (6) mit einem von einer der Kastenwände (9) mit ihrer Innenseite gebildeten Klemmwiderlager (13) angeordnet ist, welches mit einer das zumindest eine Leiterende oder die Gabel- oder Ringzunge gegen das Klemmwiderlager (13) verspannenden Schenkelfeder (14) zusammenwirkt, wobei diese Schenkelfeder an der zur Einstecköffnung (2) des Gehäuses (1) hinliegenden, offenen Seite des Kastens (6) angeordnet und einstückig mit einem auf einander gegenüberliegenden Kastenwänden (8, 9) aufsitzenden Halterahmen (15) ist, wobei an den Kastenwänden (8, 9) Haltezungen (11, 12) nach oben hin vorstehen, die in den Halterahmen (15) eingreifen, und wobei die Schenkelfeder (14) an der kastenabgewandten und von der das Klemmwiderlager (13) bildenden Kastenwand (8) wegliegenden Seite an den Halterahmen (15) schlaufenförmig anschließt und zumindest einen Klemmschenkel (20) als Klemmelement aufweist, der zum Halterahmen (15) zurückgebogen ist und mit seinem Klemmende (22) durch die Rahmenöffnung (23) hindurchragt.
Federkraftklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (14) zwei Klemmschenkel (20) aufweist, die miteinander identisch sowie in nicht klemmender Lage parallel miteinander sind.
Federkraftklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber jedem der Klemmschenkel (20) an der Kastenwand (8), an der das Klemmwiderlager (13) sich befindet, je eine Haltezunge (11) oberseitig vorsteht und durch die Öffnung (23) des Halterahmens (15) hindurchragt, wobei diese beiden Haltezungen (11) mit ihren den Klemmschenkeln (20) zugewandten Seiten flächenbündig an die Kastenwand (8) anschließen.
Federkraftklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haltezungen (11) gegenüber den Klemmschenkeln (20) mit ihren voneinander wegliegenden Außenkanten (11.1) Anlagestellen für quer dazu verlaufende Rahmenstege (17) zur Lagefixierung des Halterahmens (15) bilden.
Federkraftklemme nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haltezungen (11) gegenüber den Klemmschenkeln (20) der Schenkelfeder (14) in Richtung von den Klemmschenkeln (20) weg geneigt sind.
Federkraftklemme nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kastenwand (9), die der das Klemmwiderlager (13) bildenden Kastenwand (8) gegenüberliegt, zumindest zwei Hal tezungen (12) vorstehen, die formschlüssig in eine in einen rückwärtigen Rahmensteg (18) eingeformte Kontur (18.1) zur Lagefixierung des Halterahmens (15) in Richtung dieses Rahmenstegs (18) eingreifen.
Federkraftklemme nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmensteg (16) des Halterahmens (15), welcher der das Klemmwiderlager (13) bildenden Kastenwand (8) benachbart ist, eine Nase (24) vorsteht, die zwischen den Klemmenden (22) der Klemmschenkel (20) angeordnet ist und in den Klemmraum vor dieser Kastenwand (8) hineinragt.
Federkraftklemme nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmengehäuse (1) aus zwei miteinander spiegelbildlichen Gehäusehälften (1.1, 1.2) besteht, deren Fügeebene parallel zu den offenen Stirnseiten der schlaufenförmigen Schenkelfeder (14) liegt, wobei zur Fügeebene hin offene Aufnahmeräume (1.3) für den Kasten (6), die Schenkelfeder (14) und den Halterahmen (15) in die Gehäusehälften (1.1, 1.2) eingeformt sind.