DE19715971C1 - Zugfederklemme mit aus einem Federblatt gebogener Klemmfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugfederklemme der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Es sind solche Zugfederklemmen bekannt, bei denen die Klemm­ feder aus einem Federblatt gebogen ist, welches über den ge­ samten Biegebereich hinweg gleich breit und gleich dick ist, vergl. DE 295 14 509 U1. Dies gilt auch für ähnlich ausge­ führte Zugfederklemmen, wie sie in den Schriften DE 32 37 832 A1 und DE 26 19 035 C2 beschrieben sind. Bei den bekannten Ausführungen ergibt sich entlang dem Biegebereich ein un­ gleichmäßiger Spannungsverlauf in der Klemmfeder, was mit dem Hebelarm zusammenhängt, den die Klemmfeder selbst zwischen ihrer Stütz- oder Befestigungsstelle und ihrer Kraftablei­ tungsstelle bildet. Dadurch werden die nahe der Stütz- oder Befestigungsstelle liegenden Bereiche der Klemmfeder stärker beansprucht, während die zur Kraftableitungsstelle hin lie­ genden Bereiche der Klemmfeder an der Aufbringung der Klemm­ kraft gar nicht oder nur in einem geringen Maße beteiligt sind. Folglich haben die bekannten Klemmfedern bezogen auf ihre Baugröße keine optimale Federkapazität, außerdem ergibt sich in den stark beanspruchten Bereichen der Klemmfeder eine größere Auslenkung, durch die sich partielle Materialermüdun­ gen ergeben können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zugfe­ derklemme der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Klemmfeder einen gleichmäßigen, mechanischen Spannungsverlauf zwischen der Befestigungs- bzw. Stützstelle und der Kraft­ ableitungsstelle aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Zugfederklemme der gattungsbil­ denden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die Klemmfeder unabhän­ gig davon, ob sie sich in vorgespannter Ruhelage oder in der Spannlage befindet eine gleichmäßige Spannungsverteilung auf­ weist, insbesondere zwischen der Stütz- oder Befestigungs­ stelle oder der Kraftableitungsstelle nur Zugspannungen auf­ treten. Dadurch wird der Biegebereich der Klemmfeder insge­ samt verlängert, ohne daß die Dimension der Klemmfeder geän­ dert werden muß. Bei gleicher Baugröße ergibt sich hierdurch eine größere Federkraft, andererseits kann für eine geforder­ te Federkraft die Baugröße der Feder verkleinert werden. Dies hat für die gesamte Zugfederklemme erhebliche Bedeutung, weil die Klemmfeder einen erheblichen Teil des Innenraums im Ge­ häuse einer Zugfederklemme beansprucht.

Die Querschnittsschwächung der Klemmfeder im Bereich zu ihrer Kraftableitungsstelle hin läßt sich in unterschiedlicher Wei­ se realisieren. Vorteilhaft ist, wenn die Querschnittsschwä­ chung der Klemmfeder zur Kraftableitungsstelle hin möglichst stetig zunimmt, was voraussetzt, daß der Querschnitt der Fe­ der in demselben Bereich gleichmäßig abnimmt. Da die Feder­ blätter, aus denen Zugfederklemmen der in Rede stehenden Art gebogen werden, eine durchgehend gleiche Dicke haben, kommt in der Praxis für die erfindungsgemäß angestrebte Quer­ schnittsschwächung nur eine Verringerung der Breite der Klemmfeder zur Kraftableitungsstelle hin in Betracht. Hier kommt es nicht auf die Außenbreite der Klemmfeder sondern auf deren resultierende Breite an, weswegen die Querschnitts­ schwächung nicht nur mittels einer Verschmälerung der Klemm­ feder sondern auch durch eine darin eingebrachte Aussparung, die beidseits von Federstegen begrenzt ist, erzielt werden kann.

Im einzelnen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Aus­ führungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine auf einen Stromschiene aufgesetzte Klemmfeder für eine Zug­ federklemme in erster Ausführung,

Fig. 2 eine solche Klemmfeder in ähnlicher Darstellung in einer zweiten Ausführung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Zugfederklemme mit einer Klemmfeder in einer dritten Ausfüh­ rung und

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Längsschnitt durch eine Zugfederklemme mit einer Klemm­ feder in vierter Ausführung.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Stromschiene, wie er in das Gehäuse einer üblichen Zugfederklemme eingeführt ist, um dar­ in unter Federkraft einen einsteckbaren elektrischen Lei­ ter zu kontaktieren. Dazu ist auf die Stromschiene 1 eine Klemmfeder 2 aufgesetzt, die aus einem flachen Federblatt ge­ bogen ist. Über den gebogenen Bereich hinweg gliedert sich die Klemmfeder 2 in verschiedene Bereiche mit einer Stütz- oder Befestigungsstelle 3, mit der die Klemmfeder 2 auf der Stromschiene 1 aufsitzt. Daran schließt sich ein erster Bie­ gebereich 4 an, in welchem die Klemmfeder 2 die Ausgangsbrei­ te "B" hat, wie in Fig. 1 eingezeichnet ist. An den Biegebe­ reich 4 schließt sich ein zweiter Biegebereich 5 an, über den hinweg sich die Klemmfeder 2 in ihrer Breite bis hin zu einer Kraftableitungsstelle 6 verjüngt. Kurz vor dem Übergang in den Bereich der Kraftableitungsstelle 6 hat die Klemmfeder 2 die gegenüber der Ausgangsbreite B verringerte Breite "b", die durch seitliche Einschnürungen oder Einbuchtungen 11 be­ dingt ist. Die Abnahme der Breite über den zweiten Biegebe­ reich 5 hinweg erfolgt stetig, weshalb die ein- oder beidsei­ tig vorgesehenen Einbuchtungen 11 vom ersten Biegebereich 4 der Klemmfeder 2 bis zur Kraftableitungsstelle 6 in einem stetigen Bogen verlaufen. Im übrigen ist das die Klemmfeder 2 bildende Federblatt von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 bis zur Kraftableitungsstelle 6 hin stetig gebogen, in ande­ rer Ausführung kann die Klemmfeder 2 auch gerade Bereiche oder Bereiche mit wechselnder Biegung aufweisen, zur Vermei­ dung von Spannungsspitzen ist es allerdings zweckmäßig, Knickstellen im gesamten Biegebereich 4, 5 der Klemmfeder 2 zu vermeiden.

An der Kraftableitungsstelle 6 geht die Klemmfeder 2 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einstückig in ein Klemmstück 7 über, welches nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise an der Aufbringung der Klemmkraft beteiligt ist. Das Klemmstück 7 hat ein Fenster 8 mit einer hier untenliegenden Klemmkante 9 zwischen der und der nach unten ausgebuchteten Klemmseite 10 der Stromschiene 1 der betreffende elektrische Leiter ein­ geklemmt wird. Dies geschieht, indem von oben her auf die Klemmfeder 2 gedrückt wird, damit sich das Fenster 8 des Klemmstücks 7 unterhalb der Stromschiene 1 zum Einführen des elektrischen Leiters öffnet, wonach nach dem Loslassen die Klemmfeder 2 in ihre Klemmlage zurückfedert und hierbei mit­ tels der Klemmkante 9 im Bereich des Fensters 8 des Klemm­ stücks 7 den elektrischen Leiter gegen die Seite 10 der Stromschiene 1 verspannt.

Wichtig ist, daß über den gesamten Biegebereich 4, 5 hinweg die Feder eine Zugspannung aufbringt, die Klemmfeder 2 sich also über diesen gesamten Bereich hinweg gleichmäßig ela­ stisch verformt. Daran ist nicht nur wie bei den bekannten Federn der nahe der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 gelegene Biegebereich 4 sondern auch der zur Kraftableitungsstelle hin angeordnete Biegebereich 5 beteiligt. Dies ist auf die Ver­ jüngung der Klemmfeder 2 infolge der Verringerung ihrer Brei­ te bis zur Kraftableitungsstelle 6 hin bedingt.

Fig. 2 zeigt eine Klemmfeder 2 für eine Zugfederklemme in an­ derer Bauform, jedoch in ähnlicher Funktion. Hier beschreibt der Biegebereich 4, 5 der Klemmfeder 2 von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 bis hin zu der Kraftableitungsstelle 6 etwa einen Viertelkreis, über den hinweg wiederum eine gleichmäßige Spannungsverteilung in der Klemmfeder 2 erreicht ist. Dazu ist auch hier die Breite der Klemmfeder von der Ausgangsbreite B bis zu der Breite b an der Kraftableitungs­ stelle 6 stetig verringert, womit auch hier der zweite Biege­ bereich 5 der aufgrund der beschriebenen Breitenverringerung eine stetige Querschnittsschwächung bis hin zur Kraftablei­ tungsstelle 6 aufweist, aktiv an der Aufbringung der Feder­ kraft beteiligt ist.

Auch bei der Ausführung nach Fig. 2 weist die Klemmfeder 2 ein einstückig daran angeformtes Klemmstück 7 mit einem Fen­ ster 8 auf, dessen Klemmkante 9 von der Klemmseite 10 der Stromschiene 1 durch Druck auf das freie Ende des Klemmstücks 7 wegbewegt werden kann.

In gleicher Weise wird die Klemmfeder 2 der Zugfederklemme nach Fig. 3 betätigt. Dazu ist in dem Gehäuse 14 der Zugfe­ derklemme eine Führung 16 angeordnet, in dem ein Schieber 15 mit einem von außen erreichbaren Betätigungsknopf 17 geführt ist. Die Einführung des zu klemmenden Leiters in das Gehäuse 14 erfolgt durch eine oberseitige Gehäuseöffnung 19, die mit dem Fenster 8 des Klemmstücks 7 an der Klemmfeder 2 dann fluchtet, wenn durch Druck auf den Betätigungsknopf 17 das Klemmstück 7 gemäß der gewählten zeichnerischen Darstellung nach links verschoben ist.

Die Besonderheit der auch hier über den gesamten Biegebereich 4, 5 hinweg etwa entlang eines Viertelkreises verlaufenden Klemmfeder 2 liegt in einem Vorsprung 12, der sich an der Kraftableitungsstelle 6 im Übergangsbereich zum Klemmstück 7 hin findet. Der Vorsprung 12 ist an derjenigen Seite des Klemmstücks 7 angeordnet, der von der Stütz- oder Befesti­ gungsstelle 3 der Klemmfeder 2 weg liegt. Trotz der vorgege­ benen Lage des Klemmstücks 7 kann damit die Länge der Klemm­ feder 2 vergrößert werden, womit sich zugleich der aktive Biegebereich der Klemmfeder 2 verlängert. Entsprechend greift die Klemmfeder 2 am Ende des Vorsprungs 2 des Klemmstücks 7 an, dort liegt also die Kraftableitungsstelle 6 der Klemmfe­ der 2, bis zu der hin auch bei dieser Ausführung die Breite des die Klemmfeder 2 bildenden Federblattes stetig verringert ist. Aufgrund der besonderen Ausführung der Klemmfeder 2 kann der hierfür innerhalb des Gehäuses 14 zur Verfügung stehende Innenraum 13 optimal genutzt werden, um mit der etwa einen Viertelkreis beschreibenden Klemmfeder 2 eine höchstmögliche Federkraft aufzubringen.

Dasselbe gilt bezüglich der Zugfederklemme mit der zugehöri­ gen Klemmfeder 2 nach dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4. Auch hier ist der Kraftangriffspunkt der Klemmfeder 2 am Klemmstück 7 von der Stütz- oder Befestigungsstelle 3 wegver­ legt, dazu ist auf der von dieser Stütz- oder Befestigungs­ stelle 3 abliegenden Seite am Klemmstück 7 als Vorsprung 12 eine Lasche herausgebogen. Das Klemmstück 7 ist hier nicht einstückig mit der Klemmfeder 2, entsprechend stützt sich ein freies Ende der Klemmfeder 2 an diesem Vorsprung 12 ab, womit an der Kraftableitungsstelle 6 zwischen dem Klemmstück 7 und der Klemmfeder 2 ein Gelenk gebildet ist. Damit läßt sich ein noch günstigerer Spannungsverlauf innerhalb der Klemmfeder 2 erzielen, was sich letztlich in einer weiter erhöhten Feder­ kraft bei gleicher Baugröße niederschlägt.

Weiter veranschaulicht die Klemmfeder 2 nach dem Ausführungs­ beispiel von Fig. 4, daß die über den zweiten Biegebereich 5 hinweg vorgenommene Querschnittsschwächung durch eine beider­ seits von Stegen der Klemmfeder 2 begrenzte Aussparung 18 er­ zielt werden kann. Entsprechend der gewünschten stetigen Querschnittsschwächung der Klemmfeder zur Kraftableitungs­ stelle 16 verbreitert sich die Aussparung 18 zum Ende der Klemmfeder 2 hin, womit die die beidseits der Aussparung 18 verlaufenden Federstege 20 sich über den zweiten Biegebereich 5 der Klemmfeder 2 hinweg in Richtung zur Kraftableitungs­ stelle 6 verjüngen bzw. schmaler werden. Bei dieser Ausfüh­ rung kann die Ausgangsbreite der Klemmfeder 2 bis zur Kraf­ tableitungsstelle 6 hin beibehalten werden. Im gespannten oder vorgespannten Zustand muß die Klemmfeder 2 über ihren zweiten Biegebereich 5 hinweg, in welchem die Querschnitts­ schwächung vorgenommen ist, nicht bogenförmig verlaufen. So­ wohl die Klemmfeder des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 4 als auch die des nach Fig. 3 zeigen die Klemmfeder 2 mit ei­ nem annähernd geradlinigen Verlauf zur Kraftableitungsstelle 6 hin, allerdings handelt es sich hier in der Einbaulage um den gespannten Zustand der Klemmfeder 2.

Claims (8)

1. Zugfederklemme mit einer Stromschiene und einer aus einem Federblatt gebogenen Klemmfeder (2), mittels der ein elektrischer Leiter gegen die Stromschiene (1) unter Kontaktierung verspannbar ist und die von einer Stütz- und Befestigungsstelle (3) bis zu einer Kraftableitungsstelle (6) verläuft, an der an die Klemm­ feder (2) ein den elektrischen Leiter gegen die Strom­ schiene (1) verspannendes Klemmstück (7) einstückig angeformt ist, wobei die Klemmfeder (2) zumindest in einem zur Stütz- oder Befestigungsstelle (3) hin liegenden Bereich eine stetige Krümmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) in ihrem zur Kraftableitungsstelle (6) hin liegariden Biegebereich (5) im Querschnitt relativ zu ihrem übrigen Bereich geschwächt ist.

2. Zugfederklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung der Klemmfeder (2) zur Kraftableitungsstelle (6) hin zunimmt.

3. Zugfederklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) im Biegebereich (5) mit der Quer­ schnittsschwächung sich in ihrer Breite bis zur Kraft­ ableitungsstelle (6) hin verjüngt.

4. Zugfederklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) im Biegebereich (5) mit der Quer­ schnittsschwächung eine gegenüber ihrer Ausgangsbreite (B) im übrigen Biegebereich (4) durch eine ein- oder beidsei­ tige Einbuchtung (11) verringerte Breite (b) hat.

5. Zugfederklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmfeder (2) im Biegebereich (5) mit der Quer­ schnittsschwächung eine fensterartige Aussparung (18) hat.

6. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß über den gesamten Biegebereich (4, 5) hinweg die Klemmfeder (2) etwa die Form eines Viertelkreises hat.

7. Zugfederklemme nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kraftableitungsstelle (6) das den elektrischen Leiter gegen die Stromschiene (1) verspannende Klemm­ stück (7) an der Klemmfeder (2) angelenkt ist.

8. Zugfederklemme nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (7) an der von der Stütz- oder Befesti­ gungsstelle (3) der Klemmfeder (2) abgelegenen Seite einen an dieser Seite vorstehenden Vorsprung (12) hat, an dessen Ende die Kraftableitungsstelle (6) liegt und entsprechend die Klemmfeder (2) angreift.