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Die Erfindung richtet sich auf eine Klemmfeder.
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Derartige Klemmfedern werden in schraubenlosen Anschlussklemmen verwendet, wie sie beispielsweise aus der
EP 303 818 B1 bekannt sind. Bei der Weiterentwicklung der Anschlussklemmen ist es ein Ziel, die Baugröße der Anschlussklemme weiter zu reduzieren. Dies bedeutet, dass für die Klemmfeder innerhalb einer Klemme nur ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht. Diesem begrenzten Einbauraum steht die Notwendigkeit gegenüber, größere Klemmfedern für die Konfektionierung von Leitern mit großen Leiterquerschnitten vorzusehen. Somit wird der maximal anschließbare Leiterquerschnitt durch den Einbauraum für die Klemmfeder in der Anschlussklemme begrenzt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Klemmfeder für eine Anschlussklemme zur Verfügung zu stellen, mittels welcher auch Leiter mit großen Leiterquerschnitten in einem begrenzten Einbauraum sicher geklemmt werden können.
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Bei einer Klemmfeder der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Klemmfeder ein erstes eine erste Feder und eine der ersten Feder gegenüberliegend angeordneten zweiten Feder aufweisendes Federpaar und ein zweites eine dritte Feder und eine der dritten Feder gegenüberliegend angeordneten vierten Feder aufweisendes Federpaar umfasst, wobei das zweite Federpaar in einem von dem ersten Federpaar ausgebildeten Innenraum angeordnet ist, so dass in einem gespannten Zustand der Klemmfeder das erste Federpaar auf das zweite Federpaar drückt.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Klemmfeder der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Klemmfeder aus vier Federn ausgebildet ist, welche zwei Federpaare bilden. Hierdurch kann die Federkraft gegenüber herkömmlichen Klemmfedern erhöht werden, so dass eine größere Klemmkraft auf einen anzuschließenden Leiter mittels der Klemmfeder aufgebracht werden kann. Durch diese größere Klemmkraft kann bei einer Klemmfeder gleicher Baugröße und gleicher Biegebeanspruchung ein vergleichsweise größerer Leiterquerschnitt geklemmt werden. Soll kein Leiter mit einem größeren Querschnitt geklemmt werden, kann aufgrund der größeren Klemmkraft der Federkraftklemme die Federkraftklemme selber und damit die gesamte Anschlussklemme kleiner dimensioniert werden, wodurch der notwendige Bauraum reduziert werden kann. Die Klemmfeder ist dabei derart ausgestaltet, dass die Klemmfeder mit einer Außenfläche des ersten Federpaares, welche von dem innenliegenden zweiten Federpaar weggerichtet ist, auf einer Umfangsfläche des zu klemmenden Leiters aufliegt. Ein zu klemmender Leiter wird somit bei dieser Klemmfeder nicht in einen Innenraum der Klemmfeder eingeführt, sondern die Klemmung findet außerhalb der Klemmfeder statt. Die beiden Federpaare sind ineinanderliegend angeordnet, wobei die Außenumfangsfläche des zweiten Federpaares von der Innenumfangsfläche des ersten Federpaares umschlossen ist. Das erste Federpaar ist unmittelbar mit dem zweiten Federpaar verbunden, indem die erste Feder des ersten Federpaares mit der vierten Feder des zweiten Federpaares und die zweite Feder des zweiten Federpaares mit der dritten Feder des zweiten Federpaares unmittelbar verbunden ist. Das zweite Federpaar ist in seiner Form an die Form des ersten Federpaares angepasst, wobei beide Federpaare im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind, so dass die beiden Federn eines Federpaares sich gegenüberliegen. In einem gespannten Zustand der Klemmfeder drückt das erste Federpaar auf das in dem ersten Federpaar liegende zweite Federpaar, wodurch die Klemmkraft der gesamten Klemmfeder erhöht werden kann.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in einem ungespannten Zustand der Klemmfeder das erste Federpaar umlaufend geschlossen ausgebildet und das zweite Federpaar weist entlang seines Umfanges eine Durchgangsöffnung auf. Hierdurch kann eine hohe Druckkraft von dem ersten Federpaar auf das zweite Federpaar aufgebracht werden und die Veränderung des zweiten Federpaares aufgrund der Druckkraft erfolgt innerhalb eines durch das erste Federpaar begrenzten Raumes, so dass das erste Federpaar als eine Art Käfig für das zweite Federpaar dient. Die Durchgangsöffnung des zweiten Federpaares ist derart ausgebildet, dass in diesem Bereich die sich beiden gegenüberliegenden Federn, die dritte und die vierte Feder, keine unmittelbare Verbindung miteinander aufweisen.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass bei einer Überführung der Klemmfeder von einem ungespannten Zustand in einen gespannten Zustand die Position des zweiten Federpaares relativ zu der Position des ersten Federpaares innerhalb des von dem ersten Federpaar ausgebildeten Innenraumes veränderbar ist. Hierfür ist die Klemmfeder derart ausgestaltet, dass die beiden Federpaare relativ zueinander bewegbar sind, wodurch ein dynamisches Klemmverhalten der Klemmfeder erreicht wird, mittels der eine automatische Anpassung der durch die Klemmfeder auf einen Leiter aufzubringenden Klemmkraft erreicht werden kann.
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Ferner ist die Klemmfeder bevorzugt derart ausgebildet, dass die erste Feder unmittelbar mit der zweiten Feder verbunden ist und die dritte Feder über die erste Feder und über die zweite Feder mit der vierten Feder verbunden ist. Bei dem ersten Federpaar sind somit bevorzugt die beiden Federn des ersten Federpaares über einen ihrer Endabschnitte unmittelbar miteinander verbunden. Die Federn des zweiten Federpaares sind hingegen über die Federn des ersten Federpaares miteinander verbunden. Hierdurch kann eine automatische Kraftanpassung der Klemmfeder besonders gut realisiert werden, da aufgrund der Verbindung der Federn des ersten Federpaares und des zweiten Federpaares untereinander ein besonders gutes dynamisches Verhalten der Klemmfeder erzielt werden kann.
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Die Federn sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die erste Feder einen ersten U-förmig ausgebildeten Biegebereich, die zweite Feder einen zweiten U-förmig ausgebildeten Biegebereich, die dritte Feder einen dritten U-förmig ausgebildeten Biegebereich und die vierte Feder einen vierten U-förmig ausgebildeten Biegebereich aufweist. Alle Federn sind somit vorzugsweise als Schenkelfedern ausgebildet, welche jeweils zwei über den jeweiligen Biegebereich miteinander verbundene Schenkel aufweisen. Hierdurch ist eine besonders gute Biegsamkeit und damit eine besonders gute Anpassbarkeit der Klemmfeder an die jeweiligen Erfordernisse des zu klemmenden Leiters erzielbar.
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Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der Klemmfeder gemäß der Erfindung sieht vor, dass die erste Feder mit der vierten Feder verbunden ist und in einem Übergangsbereich zwischen der ersten Feder und der vierten Feder eine erste nutförmige Ausnehmung ausgebildet ist und dass die dritte Feder mit der zweiten Feder verbunden ist und in einem Übergangsbereich zwischen der dritten Feder und der zweiten eine zweite nutförmige Ausnehmung ausgebildet ist, wobei die erste nutförmige Ausnehmung in die zweite nutförmige Ausnehmung eingreift. Durch die beiden ineinandergreifenden nutförmigen Ausnehmungen sind die beiden Federpaare derart miteinander verbunden, dass ein Schrägstellen der Federpaare bzw. der Federn zueinander verhindert werden. Die nutförmigen Ausnehmungen dienen somit als Führung bei einer Veränderung der Position der beiden Federpaare zueinander. Die beiden ineinandergreifenden nutförmigen Ausnehmungen sind vorzugsweise an einer Stelle der Klemmfeder vorgesehen, wo die Klemmfeder mit einer Außenfläche des ersten Federpaares an einem zu klemmenden Leiter anliegt.
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Ferner weist vorteilhafterweise die dritte Feder einen ersten freien Endabschnitt und die vierte Feder einen zweiten freien Endabschnitt auf, wobei der erste freie Endabschnitt gegenüberliegend zu dem zweiten freien Endabschnitt angeordnet ist und wobei der erste freie Endabschnitt und der zweite freie Endabschnitt in einen von dem zweiten Federpaar ausgebildeten Innenraum zeigend gebogen ausgebildet sind. Die beiden gebogen ausgebildeten freien Endabschnitte der beiden Federn des innenliegenden zweiten Federpaares bewirken eine Erhöhung der Klemmkraft, wenn die beiden freien Endabschnitte bei einem Spannen der Klemmfeder aneinanderstoßen. Die beiden freien Endabschnitte sind dabei derart in der Klemmfeder ausgebildet, dass sie erst ab einem bestimmten Spannungsgrad der Klemmfeder aneinanderstoßen. Bei einem niedrigen Spannungsgrad sind die beiden Endabschnitte beabstandet voneinander, so dass sie nicht in Wirkverbindung zueinander stehen und dadurch die Durchgangsöffnung entlang des Umfanges des zweiten Federpaares ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung der freien Endabschnitte des innenliegenden zweiten Federpaares kann insbesondere die Klemmung von Leitern mit einem großen Querschnitt verbessert werden, da hier die Klemmkraft noch einmal verstärkt werden kann.
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Um die Klemmfeder sicher, insbesondere verschieb- und verkippsicher, in einem Gehäuse, beispielsweise einem Klemmengehäuse einer Anschlussklemme, anordnen zu können, ist vorzugsweise an dem ersten Federpaar eine Aussparung zur Befestigung der Klemmfeder an einem Gehäuse ausgebildet. Die Aussparung ist vorzugsweise gegenüberliegend zu den beiden nutförmigen Ausnehmungen an dem Übergangsbereich zwischen der ersten Feder und der zweiten Feder des ersten Federpaares an der Klemmfeder ausgebildet.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass an einer Außenumfangsfläche des ersten Federpaares ein Rasthaken zum Befestigen der Klemmfeder an einem zu klemmenden Leiter ausgebildet ist. Hierbei kann genau ein Rasthaken vorgesehen sein oder auch mehr als ein Rasthaken. Bevorzugt sind zwei Rasthaken vorgesehen. Die Rasthaken sind vorzugsweise im Bereich der nutförmigen Ausnehmungen an der ersten Feder und der zweiten Feder des ersten Federpaares ausgebildet, wobei die Rasthaken vorzugsweise an jeweils einem Randbereich der nutförmigen Ausnehmungen ausgebildet sind in Form einer Kante der ersten Feder bzw. der zweiten Feder, welche von dem durch das erste Federpaar ausgebildeten Innenraum weggebogen ist.
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Die Klemmfeder ist ferner bevorzugt aus einem Metallband gebogen ausgebildet. Die beiden ineinanderliegenden Federpaare sind somit bevorzugt aus einem Stück gebogen ausgebildet, wodurch die Stabilität und die Haltbarkeit der Klemmfeder erhöht werden kann und damit auch die aufbringbare Klemmkraft der Klemmfeder erhöht werden kann. Zudem sind auch der Herstellungsaufwand und damit die Herstellungskosten einer derartigen Klemmfeder reduziert.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Klemmfeder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Position in einer Seitenansicht,
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2 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Klemmfeder in einer zweiten Position in einer Seitenansicht,
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3 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Klemmfeder in einer dritten Position in einer Seitenansicht,
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4 eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Klemmfeder in einer vierten Position in einer Seitenansicht, und
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5 eine schematische Darstellung einer Klemmfeder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.
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In 1 bis 4 ist eine Klemmfeder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Positionen bei einem Übergang von einem ungespannten Zustand in einen gespannten Zustand gezeigt. In 1 befindet sich die Klemmfeder in einem ungespannten Zustand.
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Die Klemmfeder ist aus einem ersten Federpaar 1 und einem zweiten Federpaar 2 ausgebildet. Das erste Federpaar 1 weist eine erste Feder 3 und eine der ersten Feder 3 gegenüberliegend angeordneten zweiten Feder 4 auf. Das zweite Federpaar 2 weist eine dritte Feder 5 und eine der dritten Feder 5 gegenüberliegend angeordneten vierten Feder 6 auf. Somit sind beide Federpaare 1, 2 aus jeweils zwei Federn 3, 4, 5, 6 ausgebildet. Die Federn 3, 4, 5, 6 sind als Schenkelfedern ausgebildet, so dass die erste Feder 3 einen ersten Schenkel 7 und einen zweiten Schenkel 8 aufweist, welche über einen ersten U-förmig ausgebildeten Biegebereich 9 miteinander verbunden sind, die zweite Feder 4 einen ersten Schenkel 10 und einen zweiten Schenkel 11 aufweist, welche über einen zweiten U-förmig ausgebildeten Biegebereich 12 miteinander verbunden sind, die dritte Feder 5 einen ersten Schenkel 13 und einen zweiten Schenkel 14 aufweist, welche über einen dritten U-förmig ausgebildeten Biegebereich 15 miteinander verbunden sind, und die vierte Feder 6 einen ersten Schenkel 16 und einen zweiten Schenkel 17 aufweist, welche über einen vierten U-förmig ausgebildeten Biegebereich 18 miteinander verbunden sind.
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Die beiden Federpaare 1, 2 weisen jeweils eine im Wesentlichen rechteckförmige Form auf, wobei das zweite Federpaar 2 in seiner Außenumfangsgröße kleiner ist als das erste Federpaar 1. Das zweite Federpaar 2 ist in einem von dem ersten Federpaar 1 ausgebildeten Innenraum angeordnet, so dass das zweite Federpaar 2 von dem ersten Federpaar 1 umschlossen ist. Das erste Federpaar 1 ist somit im Wesentlichen umlaufend geschlossen ausgebildet und das zweite Federpaar 2 weist entlang seines Umfanges eine Durchgangsöffnung 19 auf.
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Die Klemmfeder ist aus einem Metallband geformt, welches entsprechend gebogen ausgebildet ist. Die beiden freien Endabschnitte des Metallbandes bilden den zweiten Schenkel 14 der dritten Feder 5 und den zweiten Schenkel 17 der vierten Feder 6.
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Die beiden Federn 3, 4 des ersten Federpaares 1 sind unmittelbar miteinander verbunden. Die beiden Federn 5, 6 des zweiten Federpaares 2 sind hingegen nicht unmittelbar miteinander verbunden, sondern sie sind über die beiden Federn 3, 4 des ersten Federpaares 1 miteinander verbunden, indem die erste Feder 3 angrenzend zu der vierten Feder 6 und die zweite Feder 4 angrenzend zu der dritten Feder 5 angeordnet ist.
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Wie insbesondere in der in 5 gezeigten perspektivischen Darstellung einer Klemmfeder zu erkennen ist, ist in dem Übergangsbereich zwischen der ersten Feder 3 und der vierten Feder 6 eine erste nutförmige Ausnehmung 20 und in dem Übergangsbereich zwischen der dritten Feder 5 und der zweiten Feder 4 eine zweite nutförmige Ausnehmung 21 ausgebildet. Die beiden nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 greifen ineinander ein, so dass in diesem Bereich eine Überkreuzung des Metallbandes ausgebildet ist. Die beiden nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 bilden eine Führung für die beiden Federpaare 1, 2 aus, wodurch die Position des zweiten Federpaares 2 relativ zu der Position des ersten Federpaares 1 veränderbar ist und die Federn 5, 6 des zweiten Federpaares 2 relativ zu den Federn 3, 4 des ersten Federpaares 1 verschoben werden können.
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Die beiden Federn 5, 6 des zweiten Federpaares 2 weisen jeweils einen freien Endabschnitt 23, 24 auf, welche gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und derart gebogen ausgebildet sind, dass diese in einen von dem zweiten Federpaar 2 ausgebildeten Innenraum gerichtet sind.
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Ferner ist an dem ersten Federpaar 1 im Übergangsbereich zwischen der ersten Feder 3 und der zweiten Feder 4 eine Aussparung 25 in Form von zwei Öffnungen ausgebildet, über welche die Klemmfeder in einem hier nicht gezeigten Gehäuse befestigt werden kann.
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1 zeigt die Klemmfeder in einem ungespannten Zustand, bei welchem kein Leiter mittels der Klemmfeder beispielsweise an eine Stromschiene geklemmt ist. 4 zeigt die Klemmfeder hingegen in einem gespannten Zustand und die 2 und 3 zeigen die Klemmfeder in jeweils einem Zwischenzustand bis die Klemmfeder ausgehend von dem ungespannten Zustand den gespannten Zustand erreicht. Bei der Überführung von dem ungespannten Zustand in den gespannten Zustand findet eine Relativverschiebung des zweiten Federpaares 2 innerhalb des durch das erste Federpaar 1 gebildeten Innenraumes statt. Dies ist dadurch möglich, dass in dem ungespannten Zustand nicht alle Schenkel 13, 14, 16, 17 der beiden Federn 5, 6 des zweiten Federpaares 2 an den Schenkeln 7, 8, 10, 11 der beiden Federn 3, 4 des ersten Federpaares 1 aneinander anliegen.
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Bei dem in 1 gezeigten ungespannten Zustand, der ersten Position der Klemmfeder, liegt der erste Schenkel 13 der dritten Feder 5 an dem ersten Schenkel 7 der ersten Feder 3 an und der erste Schenkel 16 der vierten Feder 6 liegt an dem ersten Schenkel 10 der zweiten Feder 4 an. Die übrigen Schenkel der Federn 3, 4, 5, 6 sind beabstandet zueinander angeordnet. Bei der Überführung der Klemmfeder in den gespannten Zustand verändert sich der Radius der U-förmig ausgebildeten Biegebereiche 9, 12, 15, 18 der Feder 3, 4, 5, 6, indem dieser kleiner wird. Dadurch verschieben sich auch die Federn 5, 6 des zweiten Federpaares 2 derart, dass nunmehr nicht mehr die zuvor genannten Schenkel aneinander anliegen, sondern jetzt der zweite Schenkel 14 der dritten Feder 5 an dem zweiten Schenkel 8 der ersten Feder 3 und der zweite Schenkel 17 der vierten Feder 6 an dem zweiten Schenkel 11 der zweiten Feder 4 anliegt.
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Beim Überführen der Klemmfeder von dem ungespannten Zustand in den gespannten Zustand werden die beiden Federpaare 1, 2 zusammengedrückt, so dass sich die Höhe der Klemmfeder reduziert und die Breite der Klemmfeder erhöht.
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Wie in 4 gezeigt, stoßen in dem gespannten Zustand die beiden freien Endabschnitte 23, 24 der dritten Feder 5 und der vierten Feder 4 aneinander an und die Durchgangsöffnung 19 ist durch die beiden freien Endabschnitte 23, 24 geschlossen, wodurch die Klemmkraft der gesamten Klemmfeder noch einmal erhöht werden kann.
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Der zu klemmende Leiter, hier nicht gezeigt, wird unterhalb der Klemmfeder angeordnet, so dass der Leiter an einer Außenfläche des ersten Federpaares 1 im Bereich der nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 anliegt. Um ein Verrutschen des Leiters relativ zu der Klemmfeder zu verhindern, können daher im Bereich der nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 an der Außenumfangsfläche der beiden Federn 3, 4 des ersten Federpaares 1 Rasthaken 22, wie sie bei der in 5 gezeigten Ausführungsform einer Klemmfeder dargestellt sind, vorgesehen sein, die in den zu klemmenden Leiter, insbesondere in die Isolierung des zu klemmenden Leiters, einhaken können. Bei der Darstellung in 5 ist nur ein Rasthaken 22 erkennbar. Vorzugsweise sind jedoch zwei Rasthaken 22 vorgesehen, welche sich gegenüberliegend und versetzt zueinander angeordnet sind. Die Rasthaken 22 sind im Bereich der nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 an der ersten Feder 3 und der zweiten Feder 4 des ersten Federpaares 1 ausgebildet, wobei die Rasthaken 22 vorzugsweise an jeweils einem Randbereich der nutförmigen Ausnehmungen 20, 21 in Form einer Kante der ersten Feder 3 bzw. der zweiten Feder 4 ausgebildet sind, welche von dem durch das erste Federpaar 1 ausgebildeten Innenraum weggebogen ist.
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Die in 5 gezeigte Ausführungsform entspricht somit im Wesentlichen der in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform, wobei bei der in 5 gezeigten Ausführungsform lediglich zusätzlich Rasthaken vorgesehen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Erstes Federpaar
- 2
- Zweites Federpaar
- 3
- Erste Feder
- 4
- Zweite Feder
- 5
- Dritte Feder
- 6
- Vierte Feder
- 7
- Erster Schenkel
- 8
- Zweiter Schenkel
- 9
- Erster Biegebereich
- 10
- Erster Schenkel
- 11
- Zweiter Schenkel
- 12
- Zweiter Biegebereich
- 13
- Erster Schenkel
- 14
- Zweiter Schenkel
- 15
- Dritter Biegebereich
- 16
- Erster Schenkel
- 17
- Zweiter Schenkel
- 18
- Vierter Biegebereich
- 19
- Durchgangsöffnung
- 20
- Erste nutförmige Ausnehmung
- 21
- Zweite nutförmige Ausnehmung
- 22
- Rasthaken
- 23
- Erster Endabschnitt
- 24
- Zweiter Endabschnitt
- 25
- Aussparung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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