DE10232256B4

DE10232256B4 - Klemmfedervorichtung für eine Federkraftklemme

Info

Publication number: DE10232256B4
Application number: DE10232256A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Feye-Hohmann
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: CN100379086C; CN1476125A; ITMI20031461A1; DE10232256A1; US20040014353A1; US6945811B2

Abstract

Klemmfedervorrichtung für eine Federkraftklemme zum Anschluß zumindest eines elektrischen Leiters (6), der litzenförmig und entsprechend flexibel oder als dünner Vollleiter ausgeführt ist, mit einem dem Leiter (6) zugeordneten Aufnahmeraum (5), in den der Leiter (6) in seiner Längsrichtung zwischen einer Klemmkante (4) an der Stirnseite eines am Ende eines Federschenkels (2) angeordneten Klemmschenkels (3) und einer freistehenden Kante (7) an einer zum Klemmschenkel (3) hinliegenden Seite eines Widerlagers (1) hindurch einführbar sowie dazwischen klemmbar ist, wobei der Klemmschenkel (3) unter einem spitzen Winkel derart gegen das Widerlager (1) gerichtet ist, daß sich der Aufnahmeraum (5) zwischen dem Klemmschenkel (3) und dem Widerlager (1) von der Leitereinführseite zur Klemmstelle hin verengt, dadurch gekennzeichnet, daß die freistehende Kante (7) am Widerlager (1) vom Rand eines im Widerlager (1) angeordneten Lochs (9) gebildet ist und die Klemmkante (4) des Klemmschenkels (3) sich in der Klemmlage in Leitereinführrichtung gesehen auf Höhe des Lochs...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmfedervorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Klemmstelle einer Klemmfedervorrichtung für eine Federkraftklemme nach dem Stand der Technik. Die Funktionsweise dieser Klemmfedervorrichtung ist im Einzelnen in der Figurenbeschreibung beschrieben. Die Klemmfedervorrichtung weist ein Widerlager und einen Klemmschenkel mit einer Klemmkante auf, zwischen denen ein biegsamer Leiter aufgrund von Abwicklungen und Reibung fixierbar ist.
Das Dokument DE 42 10 020 A1 beschreibt eine elektrische Federkraftklemme mit einer solchen Klemmfedervorrichtung. Der geklemmte Leiter wird an dieser Klemmstelle zwischen der Klemmkante des Klemmschenkels und der freistehenden Kante des Klemm-Widerlagers im wesentlichen nur verspannt. Allerdings wird hier ein dünner oder ein aus einer flexibleren Litze bestehender Leiter zwar an der Klemmkante des Klemmschenkels abgelenkt, nicht jedoch von der freien Kante am Widerlager, weshalb eine gute Auszugsicherung des Leiters nicht erzielt werden kann. Dies liegt daran, daß in der Klemmlage sich die freistehende Klemmkante am Widerlager in der Leitereinführrichtung gesehen hinter der den Leiter beaufschlagenden Klemmkante des Klemmschenkels befindet.
Das Dokument WO 02/13319 A1 beschäftigt sich mit Federkraftklemmen, bei denen ein ähnliches Problem besteht. Bei diesen Klemmen gibt es bei der Klemmung dünner, leicht biegsamer Leiter praktisch keinen Abstand zwischen der Klemmkante am Widerlager und der Klemmkante am Klemmschenkel, denn hier steht sozusagen Kante auf Kante.
Aus dem Dokument DD 217 938 A1 geht eine elektrische Kontaktklemme hervor, bei der in Leitereinführrichtung hintereinander mehrere scharfkantige Kontaktzungen angeordnet sind. Mittels Blattfedern wird der Leiter gegen diese Kontaktzungen in den Klemmlage gedrückt, was sich jedoch nur für relativ steife Leiter eignet. Denn ein Abheben des geklemmten Leiters von einer oder mehreren der scharfkantigen Kontaktzungen wäre für die gewünschte Auszugsicherung in diesem Falle nachteilig.
Im übrigen beschreiben die Dokumente DE 197 36 739 A1 , DE 200 05 072 U1 und DE 298 24 519 U1 Anschlußklemmen, deren Klemmschenkel zum Teil Bestandteil einer Kastenfeder sind. Bei diesen bekannten Ausführungen ist das dem Klemmschenkel jeweils gegenüberliegende Widerlager flächig ohne Klemmkante ausgebildet, womit man für dünne, flexiblere Leiter kaum eine Auszugsicherung in der Klemmlage erreichen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmfedervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die geklemmten, dünnen oder flexiblen Leiter gegen Auszug durch ein Verhaken besser gesichert sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Klemmfedervorrichtung der vorgenannten Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist die Biegung des Leiters aus der Leitereinführrichtung heraus wichtig. "Biegung" im Sinne der Erfindung bedeutet nicht, den Leiter exakt an die Kontur der freistehenden Kante des Widerlagers oder die der Klemmkante des Klemmschenkels anzulegen. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Biegung dahin zu verstehen, daß der Leiter bei Beaufschlagung durch die Klemmkante des Klemmschenkels an der Klemmstelle im Bereich des Lochs am Widerlager aus seinem im übrigen geradlinigen Verlauf eine Verbiegung oder Abwinklung erfährt und die dadurch bedingte Leiterverformung eine zusätzliche Auszugsicherung bietet. Indem der Leiter sich sowohl um die freistehende Widerlagerkante am Lochrand des Widerlagers als auch um die Klemmkante des Klemmschenkels herumbiegt, stellt sich aufgrund des Widerstandes des Leitermetalls gegen ein Rückbiegen ein Verhaken des geklemmten Leiters ein. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der in die Klemmfedervorrichtung eingeführte Leiter erst dann geklemmt und gebogen wird, wenn der durch eine Hilfsvorrichtung vom Widerlager abgehobene Klemmschenkel zum Einfedern in seine Klemmlage freigegeben wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 in schematischer, teilgeschnittener Ansicht die Klemmstelle einer Klemmfedervorrichtung nach dem Stand der Technik,
2 in einer der 1 entsprechenden Darstellung die Klemmstelle einer Klemmfedervorrichtung mit einem Widerlager gemäß der beanspruchten Erfindung,
3 in teilgeschnittener Wiedergabe die Draufsicht auf die Klemmstelle der Klemmfedervorrichtung nach 2,
4 eine perspektivische Darstellung einer Klemmvorrichtung in praktischer Ausführung gemäß den 2 und 3 in Gestalt einer Kastenfeder,
5 eine perspektivische Rückansicht der Kastenfeder nach 4 und
6 eine perspektivische Vorderansicht der Kastenfeder nach den 4 und 5 mit eingesetztem Drücker.
Im einzelnen zeigt 1 ein Widerlager 1, an dessen einer Seite, der Klemmseite, ein Federschenkel 2 angeordnet ist. Der Federschenkel 2 ist in der betreffenden Federkraftklemme in geeigneter Weise abgestützt, um in Gestalt eines Federblattes mit einem freien Ende sich gegen das Widerlager 1 verspannen zu können. Der Federschenkel 2 hat an seinem freien Ende einen Klemmschenkel 3 mit einer Klemmkante 4, die zum Widerlager 1 hin gerichtet ist und unter der Federkraft des Federschenkels 2 in Richtung zum Widerlager 1 hin gezwungen wird.
Der Klemmschenkel 3 am Federschenkel 2 verläuft zu dem Widerlager 1, welches zumindest im Bereich gegenüber dem Klemmschenkel 3 plattenförmig ausgebildet ist, unter einem spitzen Winkel. Dadurch ist zwischen dem Widerlager 1 und dem Klemmschenkel 3 ein sich zu der Klemmstelle hin verengender Anschlußraum 5 gebildet, in den ein in 1 nicht dargestelltes Spreizelement eintauchen kann, um den federbelasteten Klemmschenkel 3 vom Widerlager 1 abzuheben. Dies dient zur Einführung eines elektrischen Leiters 6, bei dem es sich um eine leichter biegsame Litze aus mehreren Leiterdrähten handelt. Nach Freigabe des Federschenkels 2 bzw. des Klemmschenkels 3 durch das erwähnte Spreizelement wird der zwischen dem Widerlager 1 und dem Klemmschenkel 3 in seiner Längsrichtung hindurchgeführte Leiter 6 an der Klemmstelle aufgrund von Abwinklungen und Reibung an der Klemmkante 4 und dem Widerlager 1 fixiert.
Bei der Klemmung wird der zunächst in gerader Richtung sich erstreckende Leiter 6 an der Klemmstelle abgebogen, was eine bleibende Verformung des Leiters an der Klemmstelle bewirkt. Vor und hinter der Klemmstelle kann sich der Leiter 6 nach wie vor in der ursprünglichen geraden Richtung weiter erstrecken, entscheidend ist die Umlenkung des Leiters 6 um ein Hindernis herum. Dieses wird durch eine freistehende Kante 7 am Widerlager 1 gebildet, die ebenso wie die Klemmkante 4 am Klemmschenkel 3 in die Richtung entgegen der Leiterauszugrichtung weist. Zudem steht die Kante an der ansonsten ebenen Seite des Widerlagers 1 zum Klemmschenkel 3 hin vor. In der Leitereinführrichtung gesehen sind die freistehende Kante 7 am Widerlager 1 und die Klemmkante 4 am Klemmschenkel 3 zueinander versetzt. Die Klemmkante 4 am Klemmschenkel 3 liegt in der Einführrichtung des Leiters 6 gesehen hinter der freistehenden Kante 7 des Widerlagers 1, damit an der freistehenden Kante 7 des Widerlagers 1 eine erste Abwinklung des Leiters 6 aus seiner ursprünglichen Richtung und an der Klemmkante 4 des Klemmschenkels 3 eine nochmalige Ablenkung des Leiters 6 in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Dadurch wird der ge klemmte Leiter 6 in eine solche Form gebogen, die in Ergänzung des gegebenen Reibschlusses einen Formschluß bewirkt, der auf der trotz der Biegsamkeit des Leiters noch vorhandenen Reststeifigkeit des Leitermetalls beruht.
Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist die freistehende Kante 7 durch eine freigeschnittene Zunge 8 am Widerlager 1 gebildet. Zugleich ist die Zunge 8 geringfügig aus der Ebene des Widerlagers 1 in Richtung zum Federschenkel 2 bzw. zum Klemmschenkel 3 hin herausgedrückt, um die zum Klemmschenkel 3 hin vorstehende Kante 7 zu bilden, die sich am Ende der Zunge 8 befindet.
Beim Ausführungsbeispiel nach 2 ist die freistehende Kante 7 des Widerlagers 1 durch den Rand eines Lochs 9 gebildet, welches als Durchgangsloch im Widerlager 1 angeordnet ist. Auch hier weist die Kante 7 in die Richtung von der Leitereinführseite weg, um eine Verhakung des um sie herumgebogenen Leiters 6 zu bewirken. Die Klemmkante 4 am Klemmschenkel 3 des Federschenkels 2 liegt in der Leitereinführrichtung gesehen etwa auf Höhe der Mitte des Lochs 9, womit bei dem über das Loch 9 hinaus sich erstreckenden Leiter 6 eine Dreifachumlenkung erzielt ist. Die erste Umlenkung erfolgt an dem die freistehende Kante 7 bildenden Lochrand, die zweite an der Klemmkante 4 des Klemmschenkels 3 und die dritte an dem der Kante 7 gegenüberliegenden Lochrand 10, der somit ebenfalls eine den Leiter 6 umlenkende Kante bildet. Anders betrachtet wird durch die Kraft des Federschenkels 2 in der Klemmlage der Leiter 6 von der Klemmkante 4 des Klemmschenkels 3 in das Loch 9 hineingebogen. So wird an der Kante 7 eine erste Abwinklung und an der Klemmkante 4 des Klemmschenkels 3 eine zweite Abwinklung zwecks formschlüssiger Verhakung erzielt.
3 veranschaulicht, daß die an der zum Widerlager 1 hinliegenden Seite des Klemmschenkels 3 vorhandene Klemmkante 4 eine Einbuchtung 11 aufweist, die durch eine konkave Rundung der Klemmkante 4 gebildet ist. Diese Ausformung ermöglicht es, den aus einer Mehr- oder Vielzahl von Drähten bestehenden Leiter 6 bei Beaufschlagung durch die Klemmkante 4 zu bündeln, um so ein Spleißen des Leiters zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann die Einbuchtung 11 auch eine andere Gestalt haben, indem sie V-förmig oder in Form eines Trapezes ausgeführt ist.
Die 4, 5 und 6 zeigen eine Kastenfeder 12 für eine Federkraftklemme, die mit zwei Klemmfedervorrichtungen der vorstehend erörterten, prinzipiellen Art ausgestattet ist. Die Kastenfeder weist eine vordere Wandung 13 und eine rückwärtige Wandung 14 auf, deren Grundflächen in zueinander parallelen Ebenen liegen. Die vordere Wandung 13 bildet mit ihrer Innenseite das Widerlager 1 der Klemmfedervorrichtungen und weist zwei Durchgangslöcher 9 auf, deren Ränder die in 5 erkennbaren Klemmkanten 7 und 10 bilden.
Aus der Rückwand 14 der aus Metall bestehenden Kastenfeder 12 sind zwei Federschenkel 2 für je eine Klemmfedervorrichtung freigeschnitten. Die daran endseitigen Klemmschenkel 3 sind zur Vorderwand 13 der Kastenfeder 12 hin abgewinkelt.
Es versteht sich, daß die Klemmkanten 4 der Klemmschenkel 3 an den Federschenkeln 2 in Höhe der Durchgangslöcher 9 in der Vorderwand 13 der Kastenfeder 12 liegen. Wie aus 5 hervorgeht, liegt der hier rechts dargestellte Federschenkel 2 mit seinem Klemmschenkel 3 ohne Klemmung eines Leiters auf der durch den Rand des betreffenden Lochs 9 gebildeten, freistehenden Kante 7 auf. Damit ein auch leicht biegsamer Leiter 6 zwischen die Klemmkante 4 des Klemmschenkels 3 und das Widerlager 1 im Bereich des Loches 9 eingeführt werden kann, wird – wie bereits erwähnt – der Klemmschenkel 3 vom Widerlager 1 abgehoben. Dazu dient ein in der Kastenfeder 12 verschiebliches Druckerteil 15, welches in 6 dargestellt ist. Am Innenende hat das Druckerteil 15 Spreizelemente 16, die sich nach Art eines Keils zwischen das Widerlager 1 und den Federschenkel 2 bzw. den daran befindlichen Klemmschenkel 3 bei Betätigung des Druckerteils 15 zwängen und dadurch den Klemmschenkel 3 vom Widerlager 1 wegbewegen. Mit dem Loslassen bewegt sich das Druckerteil 15 mit seinen Spreizelementen 16 aufgrund der Federkraft der Federschenkel 2 selbstätig in seine Ausgangslage zurück, so daß dann ein in den Anschlußraum 5 zwischen dem Widerlager 1 und dem Klemmschenkel 3 eingeführter Leiter 6 in der vorstehend beschriebenen Weise geklemmt wird.
In 6 ist lediglich zur Veranschaulichung der rechts dargestellte Klemmschenkel 3 in seiner vom Widerlager 1 abgehobenen Position wiedergegeben, obwohl das Druckerteil 15 nicht in seiner eingedrückten Lage dargestellt ist.

Claims

Klemmfedervorrichtung für eine Federkraftklemme zum Anschluß zumindest eines elektrischen Leiters (6), der litzenförmig und entsprechend flexibel oder als dünner Vollleiter ausgeführt ist, mit einem dem Leiter (6) zugeordneten Aufnahmeraum (5), in den der Leiter (6) in seiner Längsrichtung zwischen einer Klemmkante (4) an der Stirnseite eines am Ende eines Federschenkels (2) angeordneten Klemmschenkels (3) und einer freistehenden Kante (7) an einer zum Klemmschenkel (3) hinliegenden Seite eines Widerlagers (1) hindurch einführbar sowie dazwischen klemmbar ist, wobei der Klemmschenkel (3) unter einem spitzen Winkel derart gegen das Widerlager (1) gerichtet ist, daß sich der Aufnahmeraum (5) zwischen dem Klemmschenkel (3) und dem Widerlager (1) von der Leitereinführseite zur Klemmstelle hin verengt, dadurch gekennzeichnet, daß die freistehende Kante (7) am Widerlager (1) vom Rand eines im Widerlager (1) angeordneten Lochs (9) gebildet ist und die Klemmkante (4) des Klemmschenkels (3) sich in der Klemmlage in Leitereinführrichtung gesehen auf Höhe des Lochs (9) im Widerlager in einem eine Umlenkung des geklemmenten Leiters (6) erzwingenden Abstand von der freistehenden Kante (7) des Widerlagers (1) befindet, wobei die Klemmkante (4) des Klemmschenkels (3) am Federschenkel (2) eine den geklemmten Leiter (6) teilweise um fassende Einbuchtung (11) hat.
Klemmfedervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freistehende Kante (7) am Widerlager (1) in Richtung zum Klemmschenkel (3) hin vorsteht.
Klemmfedervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkante (4) des Klemmschenkels (3) sich in der Klemmlage in Leitereinführrichtung gesehen auf Höhe der Mitte des Lochs (9) im Widerlager (1) befindet und der der freistehenden Kante (7) des Widerlagers (1) in dieser Richtung gegenüberliegende Lochrand (10) ebenfalls eine freistehende, eine weitere Umlenkung des Leiters (6) erzwingende Kante bildet.
Klemmfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (8) als Durchgangsloch im Widerlager (1) ausgebildet ist.
Klemmfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Federschenkel (2) mit je einem Klemmschenkel (3) und einer Klemmkante (4) einem gemeinsamen Widerlager (1) gegenüber angeordnet sind, an welchem eine entsprechende Anzahl von Klemmstellen mit der freistehenden Kante (7) vorhanden sind.
Klemmfedervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei oder mehrere der an den Federschenkeln (2) angeordneten Klemmschenkel (3) eine gemeinsame freistehende Kante (7) entsprechender Länge am Widerlager (1) vorgesehen ist.
Klemmfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (1) aus einer im Klemmbereich ebenen Metallplatte besteht.
Klemmfedervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (1) und der Federschenkel (2) mit dem Klemmschenkel (3) Teile einer einstückigen Kastenfeder (12) mit Wandungen (13, 14) an einander gegenüberliegenden Seiten sind, von denen die erste Wandung (13) das Widerlager (1) und die zweite Wandung (14) mit einem daraus freigestanzten Abschnitt den Federschenkel (2) bildet.