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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Anschlussflansch insbesondere
für eine elektrische Anschlussklemme oder ein anderes elektrisches
Bauteil, welches ein Gehäuse und einen daran vorgesehenen
Schacht zur Aufnahme einer Schraube umfasst, wobei der Schacht eine
Schachtwand insbesondere aus einem elastischen Material aufweist
und wobei eine Sicherungseinrichtung vorgesehen ist, um die Schraube
verliersicher in dem Schacht aufzunehmen. Obwohl die Erfindung im
Folgenden mit Bezug auf den Einsatz als Anschlussflansch beschrieben
wird, kann die Erfindung auch zur Sicherung von Schrauben in den
Schächten an elektrischen Bauteilen im Allgemeinen eingesetzt
werden.
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Im
Stand der Technik sind Sicherungsanordnungen für Schrauben
bekannt geworden. Beispielsweise ist aus der
DE 296 21 267 U1 eine Schraubklemme
bekannt geworden, bei der der Schraubenkopf durch ein Abdeckgehäuse
bis auf eine Schraubendreheröffnung abgedeckt ist. Über
den Umfang verteilt sind in dem Abdeckgehäuse in axialer
Richtung ausgebildete Rippen vorgesehen, die gegeneinander einen
kleinsten Abstand aufweisen, der kleiner als der Durchmesser des
Schraubenkopfes ist. Beim Eindrehen der Klemmschraube werden bei
diesem Stand der Technik die Rippen verformt und abgerieben. Durch
die Elastizität der Rippen bedingt wird die Schraube verliersicher
in dem Abdeckgehäuse aufgenommen.
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Nachteilig
bei dieser bekannten Lösung ist allerdings, dass die sich
in Längsrichtung der Schraube am Abdeckgehäuse
erstreckenden Rippen in genauer Abstimmung mit der zu verwendeten
Schraube angefertigt werden müssen, um eine sichere Funktion
zu gewährleisten.
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Die
einzuhaltenden Toleranzen sind sehr eng bemessen, da die Rippen
einerseits ein Eindrehen der Schraube ermöglichen müssen
ohne das Abdeckgehäuse durch Überdehnen zu zerstören,
während andererseits die Schraube nach dem Einführen sicher
gehalten werden muss. Das führt zu der Notwendigkeit, die
Maße exakt einzuhalten und bewirkt einen hohen Fertigungsaufwand
und somit höhere Kosten bei der Herstellung.
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Aus
der
DE 30 28 958 C2 ist
eine Reihenklemme bekannt geworden, bei der die Klemmschraube in
einem Schacht eines Körpers versenkbar angeordnet ist.
In dem Schacht ist eine Profilierung vorgesehen, die sich beim Eindrehen
der Schraube und beim Überstreichen des Kopfes elastisch
deformieren lässt. Nach dem Überstreichen der Profilierung
verformt sich die Profilierung nur teilweise elastisch zurück,
sodass die als Wulst ausgeführte Profilierung als Sicherung
dient.
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Auch
bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung ist eine
sehr enge Abstimmung der Baumaße und das Einhalten sehr
enger Fertigungstoleranzen erforderlich, um eine Zerstörung
des Bauteils beim Eindrehen und einen Verlust der eingesetzten Schraube
zuverlässig zu verhindern.
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Des
Weiteren sind Vorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt geworden,
bei denen in dem die Schraube aufnehmenden Schacht eine umlaufende
Rippe vorgesehen ist, die einen kleineren freien Innendurchmesser
aufweist als der größte Außendurchmesser
des Schraubenkopfes. Wird eine Schraube in einen solchen Schacht
eingeführt und an der ringförmigen Rippe vorbeigeführt,
so ist sie in dem Schacht verliersicher aufgenommen. Auch diese
an sich funktionierende Lösung erfordert allerdings eine
genaue Abstimmung der Fertigungstoleranzen, da es bei automatischer
Schraubenmontage ansonsten zu dem Abreißen des Schraubenflansches
kommen kann, wenn nämlich die Dehnungskräfte beim
Durchtritt des Schraubenkopfes die Haltbarkeit des Bauteils übersteigen.
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Ein
solches System funktioniert bei langsamer Montage per Hand oder
auch bei exakter Einhaltung der Toleranzen, was wiederum aber einen
erheblichen fertigungstechnischen Aufwand und somit höhere
Kosten verursacht.
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Vor
dem angeführten Stand der Technik ist es deshalb die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur verliersicheren
Aufnahme einer Schraube an einem elektrischen Bauteil und insbesondere
an einer Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, wobei
größere Fertigungstoleranzen zulässig
und eine hohe Zuverlässigkeit der Verliersicherung erzielbar
sind.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Anschlussflansch mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen definiert. Weitere Vorteile
und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Ein
erfindungsgemäßer Anschlussflansch ist insbesondere
für eine elektrische Anschlussklemme oder ein sonstiges
elektrisches Bauteil vorgesehen und umfasst wenigstens ein Gehäuse
und wenigstens einen darin vorgesehenen Schacht zur Aufnahme einer
Schraube. Bei dem erfindungsgemäßen Anschlussflansch
weist der Schacht eine Schachtwand aus einem elastischen Material
auf. An der Schachtwand ist eine Sicherungseinrichtung ausgebildet
oder vorgesehen, sodass die Schraube von dem Schacht wenigstens
in nicht verschraubtem Zustand verliersicher aufnehmbar ist. Dazu
ist die Länge eines Innenumfangs der Sicherungseinrichtung an
die Länge des Außenumfangs der Schraube angepasst.
Weiterhin weisen ein freier Querschnitt der Sicherungseinrichtung
und der größte Querschnitt der Schraube unterschiedliche
Formen auf.
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Die
Erfindung bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass
durch die unterschiedlichen Querschnittsformen bedingt die Schraube
in dem Schacht auch in nicht verschraubten Zustand verliersicher
aufgenommen ist.
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Da
zusätzlich die Länge des Innenumfangs der Sicherungseinrichtung
an die Länge des Außenumfangs der Schraube angepasst
ist, bedeutet dies, dass der Schraubendurchmesser an wenigstens
einer Stelle größer ist als der entsprechende
freie Durchmesser des Schachtes. Als Ergebnis ergibt sich eine natürliche
Verliersicherung für die Schraube in dem Schacht.
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Erfindungsgemäß wird
die Schraube unter Ausnutzung der elastischen Eigenschaften der Schachtwand
eingeführt. Dadurch, dass die Länge des Außenumfangs
der Schraube und des Innenumfangs der Sicherungseinrichtung aneinander
angepasst sind, bedeutet dies, dass zwar beim Einführen der
Schraube eine lokale Verformung der Schachtwand auftreten muss,
damit die Schraube einführbar ist, aber da die Umfangslängen
angepasst sind, muss keine Dehnung des kompletten Umfangs der Schachtwand
erfolgen, sondern es reichen jeweils lokale Biegungen aus, die aber
nicht zu einer Dehnung des Schachtes insgesamt führen.
Nach dem Durchführen der Schraube oder des Schraubenkopfes
verformt sich die Schachtwand elastisch zurück, sodass die
Schraube verliersicher aufgenommen ist.
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Insbesondere
entspricht die Länge des Innenumfangs der Sicherungseinrichtung,
also etwa der Länge des Außenumfangs der Schraube,
wobei die Länge des Innenumfangs der Sicherungseinrichtung
insbesondere etwas größer als die Länge
des Außenumfangs der Schraube ist, um so sicher zu stellen,
dass insgesamt keine Dehnung der Schachtwand über den gesamten
Umfang auftritt oder erforderlich ist. Dies bedeutet, dass der Innenumfang
der Sicherungseinrichtung beispielsweise 1%, 3% oder auch ca. 5%
oder mehr länger ist, als der Außenumfang der
Schraube.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Querschnittsform
des Schachtes mehreckig ausgebildet ist, während die Schraube
einen abgerundeten Querschnitt aufweist.
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Möglich
ist auch eine mehreckige Schraube, welche eine Eckenzahl aufweist,
die deutlich höher als die Eckenzahl des Schachtes ist.
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Dadurch,
dass die Umfangslängen aufeinander angepasst sind wird
durch das Einführen der Schraube in den mehreckigen Schacht
eine leichte lokale Verformung der Schachtwände bewirkt,
wobei insbesondere an den Ecken des Schachtes die Schachtwand lokal
verbogen wird.
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Vorzugsweise
weist die Schachtwand an der Sicherungseinrichtung zwischen vier
und acht Ecken auf, wobei die Ecken auch abgerundet ausgeführt sein
können.
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In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Querschnittsform
der Schraube mehreckig ausgebildet, während der Schacht
einen abgerundeten oder runden Querschnitt aufweist. Bei dieser
Ausgestaltung wird analog zur vorhergehenden Ausgestaltung jeweils
lokal eine Stauchung und eine Streckung des Materials bewirkt, wobei
insgesamt eine komplette Streckung des Schachtumfangs zuverlässig
vermieden wird, wodurch eine Überbelastung des Schachtes
beim Einführen der Schraube verhindert wird.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Schraube einen
ovalen Querschnitt und der Schacht einen runden oder abgerundeten Querschnitt
auf oder es ist umgekehrt herum und die Schraube weist einen runden
Querschnitt und der Schacht einen ovalen Querschnitt auf. Dabei
ist aufgrund der angepassten Umfangslängen der kleinste Durchmesser
des ovalen Querschnitts kürzer und der größte
Durchmesser des ovalen Querschnitts länger als der Durchmesser
des runden Querschnitts, sodass bei der Einführung der
Schraube lokal Material elastisch verdrängt wird, welches
nach dem Durchführen der Schraube sich wenigstens im wesentlichen
wieder elastisch zurückverformt. Dadurch wird die Schraube
zuverlässig von der Sicherungseinrichtung in den Schacht
aufgenommen.
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In
bevorzugten Weiterbildungen aller zuvor beschriebenen Ausgestaltungen
besteht die Schachtwand vorzugsweise wenigstens teilweise aus einem
isolierenden Material. Vorzugsweise ist die Schachtwand dünnwandig
ausgebildet, um die Elastizität zu erhöhen.
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Bei
massiveren Körpern kann die Schachtwand dünnwandig
ausgebildet sein und radial außen wenigstens abschnittsweise
von einem Graben oder dergleichen umgeben sein, der sich vorzugsweise von
der Oberfläche aus tiefer erstreckt, als der Abstand der
Sicherungseinrichtung von der Oberfläche ist. Dadurch wird
die Elastizität des Schachtes erhöht, da sich
lokal das Material der Schachtwand radial nach außen verbiegen
kann. Außerdem wird die Verbiegung der Schachtwand radial
nach innen erleichtert, da die Schachtwand dort durch den Graben bedingt
keinen Kontakt mit dem umgebenden Material des Körpers
hat.
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In
allen Ausgestaltungen besteht das Gehäuse wenigstens teilweise
aus einem Kunststoff und insbesondere aus einem thermoplastischen
Kunststoff, welcher elastische Eigenschaften hat.
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Vorzugsweise
ist die Sicherungseinrichtung an oder in der Nähe des zugänglichen
Endes des Schachtes angeordnet, wodurch die benötigte Bautiefe
begrenzt wird.
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In
bevorzugten Ausgestaltungen umfasst die Sicherungseinrichtung wenigstens
eine nach innen ragende Halteeinrichtung oder Halterung. Bevorzugt sind
insbesondere auch zwei etwa gegenüber liegende und jeweils
nach innen ragende Halterippen an dem Gehäuse oder an der
Wand des Schachtes vorgesehen. Durch zwei gegenüber liegenden
Halterippen wird ein zuverlässiger Halt erzielt.
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In
allen Ausgestaltungen weist die Schachtwand auf ihrer Außenseite
im Bereich der Sicherungseinrichtung vorzugsweise eine Phase auf.
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Vorteilhafterweise
besteht der Schacht wenigstens teilweise aus einem isolierenden
Material. Im Regelfall ist die Schraube mit einem vergrößerten Schraubenkopf
und einem Schaft mit einem Gewindeabschnitt ausgerüstet.
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In
der Tiefe des Schachtes erstreckt sich hinter der Sicherungseinrichtung
vorzugsweise ein mittlerer Abschnitt des Schachtes, in welchem die Schraube
oder der Schraubenkopf voll umfänglich mit Spiel aufnehmbar
ist, sodass die Sicherungseinrichtung einen Hinterschnitt bildet,
der sich über einen Winkelabschnitt oder mehrere Winkelabschnitte oder
auch vollumfänglich um den Schacht herum erstreckt.
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Vorzugsweise
ist in diesem mittleren Abschnitt des Schachtes der Schacht rund
ausgebildet und dort ist der Innenumfang des Schachtes deutlich größer
als der Außenumfang des Schraubenkopfes bzw. der Schraube.
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Der
erfindungsgemäße Anschlussflansch erlaubt die
verliersichere Aufnahme von Schrauben bei deutlich reduzierter Anforderung
an die Genauigkeit der Fertigung, sodass eine kostengünstigere
Fertigung bei gleichzeitig höherer Qualität möglich
ist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung des Ausführungsbeispieles, dass im Folgenden mit
Bezug auf die folgenden Zeichnungen erläutert wird.
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Darin
zeigen:
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1 einen
Anschlussflansch gemäß der Erfindung in einer
Aufsicht;
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2 den
Anschlussflansch nach 1 im Querschnitt A-A mit einer
schematisiert dargestellten Schraube;
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3 eine
Schraube für den Anschlussflansch nach 1;
und
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4 die
Querschnitte des Schachtes und des Schraubenkopfes des Anschlussflansches
nach 2.
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Mit
Bezug auf die beiliegenden Figuren wird nun ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In 1 ist
eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Anschlussflansch 1 dargestellt,
der insbesondere zum Einsatz an elektrischen Anschlussklemmen kommt.
Dazu kann die Anschlussklemme zur Aufnahme eines oder mehrerer Leiter
dienen und beispielsweise an einem oder beiden Enden des Gehäuses
mit einem erfindungsgemäßen Anschlussflansch versehen
sein, um eine solche Anschlussklemme an einem weiteren Bauteil zu
befestigten. Möglich ist es aber auch, die Erfindung zum
Sichern eines Leiters an einer Anschlussklemme zu verwenden.
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Der
erfindungsgemäße Anschlussflansch 1 weist
ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Schacht 3 vorgesehen
ist, in dem die Schraube 4 aufgenommen wird, wie sich insbesondere
aus der Darstellung nach 2 ergibt. In 2 ist
der Querschnitt A-A aus 1 dargestellt.
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Das
Gehäuse 2 und insbesondere die Schachtwand 5 des
Schachtes 3 sind hier im Ausführungsbeispiel aus
einem elastischen Material hergestellt und bestehen insbesondere
aus einem thermoplastischen Kunststoff, der sich elastisch verformen lässt.
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In 2 ist
die nur schematisch dargestellte Schraube 4 abgebildet,
die mit einem Schraubenkopf 24 und mit einem mit einem
Gewinde versehenen Schraubenschaft 25 ausgerüstet
ist. Die Schraube 4 wird in dem Schacht 3 des
Gehäuses 2 verliersicher aufgenommen, so dass
sich der in 2 dargestellte Zustand 7 ergibt,
in welchem die Schraube auch und insbesondere im nicht-verschraubten
Zustand verliersicher aufgenommen ist.
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Dazu
weist die Schachtwand 5 eine Sicherungseinrichtung 6 auf,
die in der Art eines Hinterschnittes ausgeführt ist und
bewirkt, dass der freie Durchmesser des Schachtes 3 an
wenigstens einer Stelle kleiner ist als der entsprechende Durchmesser der
Schraube 4 an dieser Stelle. Allgemein gesagt weist der
größte Durchmesser der Schraube 4 einen anderen
Querschnitt auf als der kleinste Querschnitt des Schachtes 3,
während die Umfangslängen des größten
Schraubenquerschnitts und die Umfangslänge des kleinsten
Schachtquerschnittes wenigstens etwa aufeinander angepasst sind.
Das hat zur Folge, dass der kleinste Schachtdurchmesser größer
ist als der kleinste Schraubendurchmesser, sodass die Schraube 4 nach
dem Überstreichen der Sicherungseinrichtung 6 verliersicher
in dem Schacht 3 aufgenommen ist.
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Wie
insbesondere aus der Darstellung nach 4 entnommen
werden kann, in der der größte Querschnitt 9 der
Schraube 4 und der freie Querschnitt 8 der Sicherungseinrichtung 6 dargestellt sind,
entnommen werden kann, ist hier der größte Durchmesser 9 des
hier rund ausgebildeten Schraubenkopfes 24 größer
als der kleinste Durchmesser 19 des gestrichelt dargestellten
und hier achteckig ausgeführten freien Querschnitts 8 der
Sicherungseinrichtung 6. Gleichzeitig sind die acht Ecken 12 der Sicherungseinrichtung 6 radial
außerhalb des größten Durchmessers 9 des
Schraubenkopfes 24 vorgesehen, sodass der Schraubenkopf 24 durch
die Halterippen 14 der Sicherungseinrichtung 6 verliersicher in
dem Schacht 3 aufgenommen wird, während die Umfangslängen
der Sicherungseinrichtung des Schraubenkopfes aufeinander angepasst
sind.
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Das
bedeutet hier, dass die Länge des Innenumfanges 10 der
Sicherungseinrichtung 6 angepasst ist auf die Länge
des Außenumfangs 11 der Schraube 4 bzw.
hier des Schraubenkopfes 24. Hier im Ausführungsbeispiel
ist die Länge des Innenumfangs der Sicherungseinrichtung 6 etwas
größer als die Länge des Außenumfangs 11 des
Schraubenkopfes 24, damit eine Dehnung des gesamten Umfanges der
Sicherungseinrichtung 6 bei Einführen der Schraube 4 zuverlässig
verhindert wird, denn in solchen Fällen kann das zu Beschädigungen
des Bauteils führen.
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Der
Unterschied der Umfangslängen kann einige Prozent betragen
z. B. 5% oder 10% oder auch 15%. Wesentlich ist, dass sich die Schachtwand 5 beim Überstreichen
des Schraubenkopfes 24 lokal deformieren kann, sodass bei
der elastischen Verformung im Wesentlichen eine Biegung und keine Überdehnung
der Schachtwand 5 erfolgt.
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Hier
im Ausführungsbeispiel beträgt die Breite des
Anschlussflansches 1 etwa 5,4 mm, während die
freien Durchmesser 20, 21 und 22 gleich
sind und etwa 3,9 mm betragen. Der freie Durchmesser 19 im Bereich
der Sicherungseinrichtung 6 ist kleiner und beträgt
hier 3,65 mm, während die Schachtwand 5 im Bereich
des zugänglichen Endes 13 ebenfalls einen freien
Durchmesser 18 von 3,9 mm aufweist. Das bedeutet, dass
sich im Bereich der Sicherungseinrichtung 6 der freie Durchmesser 18 durch
die Halterippen 14 der Sicherungseinrichtung 6 bedingt
von 3,9 auf 3,65 mm reduziert. Somit wird ein leichtes Einführen
der Schraube in das zugängliche Ende 13 des Schachtes 3 ermöglicht,
bis die Schraube auf die Sicherungseinrichtung 6 stößt.
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In 3 ist
die Schraube 4 für den Anschlussflansch 1 detaillierter
dargestellt. Die den Schraubenkopf 24 und den Schraubenschaft 25 aufweisende
Schraube 4 hat hier im Ausführungsbeispiel einen
kreisrund ausgestalteten Kopf, der einen Durchmesser von 3,8 mm
aufweist. Um die Schraube mit einem Werkzeug drehen zu können,
ist der Schraubenkopf 24 mit einem Schlitz 26 versehen.
In anderen Ausgestaltungen kann auch ein Kreuzschlitz oder ein Innen-
oder Außensechskant der dgl. vorgesehen sein.
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Während
die Länge des Schraubenkopfes hier etwa 1,4 mm beträgt,
weist der Schraubenschaft 25 eine Länge von 6,2
mm auf und ist über den größeren Teil
seiner Länge mit einem Außengewinde 30 versehen,
welches hier als M 2,5-Gewinde ausgeführt ist. Der Schraubenschaft 25 wird
durch das untere Durchgangsloch 23 des Anschlussflansches 1 durchgeführt.
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In
anderen Ausgestaltungen sind andere Abmessungen des Anschlussflansches 1 und
des Schachtes 3, sowie der Schraube 4 möglich.
Dabei können die Abmessungen jeweils größer
und auch kleiner sein.
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Um
die Verformung der Schachtwand 5 im Bereich der Sicherungseinrichtung 6 zu
erleichtern und um die Herstellung des erfindungsgemäßen
Anschlussflansches 1 zu erleichtern, ist im Bereich der Sicherungseinrichtung 6 auf
der Außenseite der Schachtwand 5 eine Phase 16 vorgesehen,
die die Elastizität der Schachtwand erhöht.
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Obwohl
der Schraubenkopf hier im Ausführungsbeispiel rund ausgestaltet
und die Schachtwand 5 einen mehreckigen Querschnitt aufweist,
ist es auch möglich, die Schraube 4 unrund und
den Schacht 3 rund zu gestalten.
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In
allen Ausgestaltungen ist wenigstens im Bereich des Schachtbodens 33 der
freie Durchmesser des Schachtes 5 überall größer
als der Außendurchmesser der Schraube 4, um eine
leichte und ungestörte Drehbarkeit der Schraube 4 in
dem Schacht 3 zu ermöglichen.
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- 1
- Anschlussflansch
- 2
- Gehäuse
- 3
- Schacht
- 4
- Schraube
- 5
- Schachtwand
- 6
- Sicherungseinrichtung
- 7
- nicht
verschraubter Zustand
- 8
- freier
Querschnitt der Sicherungseinrichtung
- 9
- größter
Querschnitt der Schraube
- 10
- Innenumfang
- 11
- Außenumfang
- 12
- Ecke
- 13
- zugängliches
Ende
- 14
- Halterippe
- 15
- Außenseite
- 16
- Phase
- 17
- Breite
- 18
- Durchmesser
- 19
- kleinster
Durchmesser
- 20
- Durchmesser
- 21
- Durchmesser
- 22
- Durchmesser
- 23
- Durchgangsloch
- 24
- Schraubenkopf
- 25
- Schraubenschaft
- 26
- Schlitz
- 27
- Kopfdurchmesser
- 28
- Kopflänge
- 29
- Schaftlänge
- 30
- Gewindedurchmesser
- 31
- Abstand
- 32
- größter
Schraubendurchmesser
- 33
- Schachtboden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29621267
U1 [0002]
- - DE 3028958 C2 [0005]