DE19736119A1 - Schneidklemme für einen feinen Draht mit harter Isolierung sowie Verfahren zur Herstellung einer Schneidklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf eine Schneid­ klemme für einen feinen Draht mit harter Isolierung, insbe­ sondere für einen Lackdraht, mit wenigstens zwei Klemmschen­ keln, die einen Klemmschlitz zur Aufnahme des Drahtes begren­ zen, wobei zum Entfernen der Drahtisolierung zumindest ein Abschnitt eines Klemmschenkels mit einer Schneidkante in Querrichtung des Klemmschlitzes vorsteht.

Derartige Schneidklemmen sind bekannt. Feine Drähte mit harter Isolierung, die man im Falle einer Lackschicht-Isolie­ rung als Lackdrähte bezeichnet, werden herkömmlich für Trans­ formatoren oder Schaltdrähte verwendet. Eine große Schwierig­ keit stellt dabei immer die sichere Kontaktierung des Drahtes in der Schneidklemme dar. Dafür muß beim Einführen des Drahtes in den Klemmschlitz der Schneidklemme die Isolierung des Drahtes durchbrochen werden, damit die Klemmschenkel in einen sicheren elektrischen Kontakt zu dem leitenden Draht gebracht werden können.

Aus der US 4 557 544 ist eine in einen Kontaktträger einsteckbare Schneidklemme bekannt, bei der in die beiden Klemmschenkel jeweils L-förmige Einschnitte eingebracht sind, wobei jeweils ein horizontaler L-Schenkel quer zum Klemm­ schlitz steht und ein vertikaler L-Schenkel parallel zur Ein­ führrichtung des Drahtes in den Klemmschlitz ausgerichtet ist. Der Klemmschlitz definiert in Verbindung mit dem quer dazu eingeschnittenen horizontalen L-Schenkel eine Kante, die durch den Einschnitt allein jedoch noch keine Schneidfunktion hat. Durch Prägen eines Werkstoffbereichs, der von dem L-artigen Einschnitt und dem Klemmschlitz begrenzt ist, lot­ recht zur Ebene des Klemmschenkels, wird der Werkstoffbereich aus der Klemmschenkelebene herausgebogen. In einem zweiten Arbeitsschritt wird der Werkstoffbereich anschließend wieder in die Klemmschenkelebene hinein zurückgebogen. Aufgrund der Hin- und Zurückbewegung ist der Werkstoffbereich im Endzu­ stand zum Klemmschlitz hin geringfügig ausgeschert. Zur Erzielung dieser aus zwei Schritten bestehenden beidseitigen Prägung wirkt jeweils ein Prägestempel lotrecht zur Ebene des Klemmschenkels auf den Werkstoffbereich ein.

In der endgültigen Lage des Werkstoffbereichs ist bedingt durch den Schervorgang die Schneidekante im Klemm­ schlitz positioniert. Beim Einführen eines isolierten Drahtes in den Klemmschlitz trifft der Draht auf die vorstehende Schneidekante, die beim weiteren Einführen des Drahtes in den Klemmschlitz die relativ dünne Isolierungsschicht abschabt. Dabei schneidet die Schneidekante geringfügig in das leitende Drahtmaterial ein. Der Draht wird dann in Einführrichtung weiterbewegt und gelangt schließlich in den eigentlichen Kon­ takt- und Haltebereich der Schneidklemme. Da die Isolier­ schicht des Drahtes an den entsprechenden Drahtbereichen bereits abgeschabt ist, können die Kontaktierabschnitte der Klemmschenkel auf einfache Weise in das innere Drahtmaterial eindringen und einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Klemmschenkeln und dem Draht bilden.

Die Dicke der Isolierungsschicht auf dem Draht liegt in der Größenordnung von einigen zehn µ-Metern und weist relativ geringe Toleranzen auf. Daher ist es wünschenswert, auch die Schneidkante in den Klemmschlitz um eine exakt definierte Strecke vorstehen zu lassen, die entsprechend größer, aber nicht sehr viel größer ist als die Decke der Isolierschicht, damit nicht unnötig tief in das leitende Drahtmaterial einge­ schnitten wird. Hierdurch könnte der Draht ansonsten geschwächt werden.

Die im US-Patent 4 557 544 beschriebene Schneidkante kann unterschiedlich weit in den Klemmschlitz hinein vorste­ hen, da der durch das zweifache Verbiegen lotrecht zur Ebene des Klemmschenkels erzeugte Schervorgang in der Ebene des Klemmschenkels nicht genau reproduzierbar ist. Außerdem sind die beiden Arbeitsschritte relativ aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schneidklemme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine Schneidkante auf einfache Weise bereitstellt und diese um eine exakt definierte Strecke in den Klemmschlitz hinein vor­ stehen läßt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß zur Bildung jeder Schneidkante eine sich quer zum Klemmschlitz erstreckende und zu diesem hin offene Aus­ nehmung in den zugehörigen Klemmschenkel eingebracht ist, die auf ihrer der Schneidkante gegenüberliegenden Seite einen Werkstoffbereich begrenzt, der in der Ebene des Klemmschen­ kels derart verformt ist, daß er unter Freistellung der Schneidkante die Ausnehmung klemmschlitzrandnah schließt.

Das Prinzip der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, daß in den Klemmschenkel zunächst eine Ausnehmung ein­ gebracht wird, die später durch Verformen des Werkstoffberei­ ches unter Bereitstellung der Schneidkante teilweise wieder verschlossen wird. Da der Verformungsvorgang des Werkstoffbe­ reiches genau definiert ist, ist die Verformung reproduzier­ bar und schafft eine exakt in den Klemmschlitz hinein vor­ stehende Schneidkante. Es sind im Vergleich zu der im US-Patent 4 557 544 dargestellten Schneidkante nur noch zwei Schritte notwendig, nämlich das Freischneiden der Ausnehmung und des Schlitzes und das anschließende Verformen des Werk­ stoffbereiches. Ein Hin- und Zurückbiegen des Werkstoffberei­ ches, das bei der obigen Schneidklemme notwendig ist, ent­ fällt.

Ein wesentlicher Unterschied zu der im US-Patent 4 557 544 beschriebenen Schneidklemme besteht darin, daß nicht ein dem Schlitzgrund näherer Abschnitt des Klemmschen­ kels zum Klemmschlitz hin verformt wird, sondern nun ein dem Schlitzgrund fernerer Abschnitt des Klemmschenkels vom Klemm­ schlitz weg verformt wird. Damit wird gerade der die Schneid­ kante tragende Abschnitt des Klemmschlitzes nicht verformt. Der dem Schlitzgrund fernere Abschnitt des Klemmschenkels ist einem Verformungswerkzeug leichter zugänglich. Die Verformung kann somit durch Einwirkung eines Verformungswerkzeuges in der Ebene des Klemmschenkels ausgeführt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine den Werkstoffbereich freistellende zweite Ausnehmung im Klemm­ schenkel vorgesehen, die zusammen mit der zum Klemmschlitz hin offenen Ausnehmung eine Verformung des Werkstoffbereichs in der Ebene des Klemmschenkels begünstigt. Diese beiden Aus­ nehmungen schwächen den zu verformenden Werkstoffbereich der­ art, daß eine Biegung um einen genau definierten Biegebereich stattfindet. Insbesondere der Biegeradius ist dadurch festge­ legt.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Her­ stellung einer erfindungsgemäßen Schneidklemme. Aufgabe die­ ser Erfindung ist es, ein entsprechendes Herstellungsverfah­ ren vorzuschlagen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

• - Freischneiden des Klemmschlitzes und mindestens einer sich quer zum Klemmschlitz erstreckenden und zu diesem hin offenen Ausnehmung in wenigstens einem Klemmschenkel,
• - Schaffen eines von der Ausnehmung auf ihrer der Schneid­ kante gegenüberliegenden Seite begrenzten Werkstoffbereichs, und
• - Verformen des Werkstoffbereichs in der Ebene des Klemm­ schenkels in Längsrichtung des Klemmschlitzes, bis eine der Schneidkante gegenüberliegende Kante der Ausnehmung klemmschlitzferner als die Schneidkante auf der der Schneid­ kante zugehörigen Seite der Ausnehmung zur Auflage kommt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den zusätzlichen Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Schneid­ klemme mit darin eingeklemmtem Draht, die in einer Kontaktbuchse gehalten ist, an die eine Anschlußlei­ tung angecrimpt ist,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung der Schneidklemme aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Schneidklemme aus Fig. 1 ohne Draht,

Fig. 4 einen erheblich vergrößerten Ausschnitt der Schneid­ klemme aus Fig. 3,

Fig. 5 die Schneidklemme gemäß Fig. 3 mit einem bewegbaren Druckstempel, und

Fig. 6 die Schneidklemme nach Fig. 5, bei der zwei schlitz­ öffnungsnahe Werkstoffbereiche verformt sind.

An die in Fig. 1 in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Schneidklemme ist eine Kontaktbuchse 11 angesteckt, an die eine Anschlußleitung 12 angebunden ist. Die Schneidklemme 10 umfaßt zwei Klemmschenkel 14, die über eine gemeinsame Basis 20 miteinander verbunden sind und einen dünnen Draht 13 zwi­ schen sich klemmend halten. Die Klemmschenkel 14 und die Basis 20 sind über einen Fußbereich 15 der Schneidklemme 10 mit einem Flachmesser 16 verbunden, das von Gabelschenkeln 17 der Kontaktbuchse 11 kontaktierend übergriffen ist.

Die Kontaktbuchse 11 und die Schneidklemme 10 sind hier nur beispielhaft ausgeführt. Es sind beliebige Arten von Anschlußsteckverbindern 11 und Schneidklemmen 10 verwendbar, beispielsweise auch Doppel-Schneidklemmen mit zwei miteinan­ der fluchtenden Paaren von Klemmschenkeln 14.

Die beiden Klemmschenkel 14 begrenzen zusammen mit der Basis 20 einen Klemmschlitz 18, in den der Draht 13 einge­ führt wird. Der Draht 13 ist mit einer Isolierung, beispiels­ weise mit einer Lackschicht versehen, die während des Einfüh­ rens zumindest partiell entfernt werden muß, damit der einge­ führte Draht 13 von der Schneidklemme 10 gut und sicher elek­ trisch kontaktierbar ist.

Die Schneidklemme 10 ist bezüglich der Längsachse L des Klemmschlitzes 18 symmetrisch. Quer zum Klemmschlitz 18 und zum Klemmschlitz 18 hin offen ist in jedem Klemmschenkel 14 eine Ausnehmung 19 angeordnet, die wie der Klemmschlitz 18 aus dem Werkstück freigeschnitten, insbesondere ausgestanzt, wird. Die der Basis 20 zugewandte Seite 22 der Ausnehmung 19 definiert gemeinsam mit einer Innenkante 24 des Klemmschlit­ zes 18 eine Schneidkante 21, deren Funktion im folgenden deutlich wird.

Jede Ausnehmung 19 begrenzt mit ihrer von der Basis 20 abgewandten Seite 23 jeweils einen Werkstoffbereich 25, der zur Basis 20 hin biegbar ist. Um die Verformung des Werk­ stoffbereichs 25 zur Basis 20 hin zu erleichtern, ist in jedem Klemmschenkel 14 eine weitere Ausnehmung 26 vorgesehen, die den Werkstoffbereich 25 fern des Klemmschlitzes 18 begrenzt. Der Werkstoffbereich 25 ist somit nur noch über einen schmalen Biegebereich 29 an den Klemmschenkel 14 ange­ bunden, so daß eine exakt definierte Biegezone geschaffen ist.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Druckstempel 30, der in Einführrichtung E des Drahtes zur Basis 20 hin bewegbar ist. Die Einführrichtung E entspricht dabei der Längsrichtung L des Klemmschlitzes 18. Durch Einwirken des Druckstempels 30 ausschließlich in der Ebene des Klemmschenkels 14 wird der Werkstoffbereich 25 zur Basis hin verformt, wobei die Ausneh­ mung 19 teilweise wieder verschlossen wird. Dabei kommt eine der Schneidkante 21 gegenüberliegende Kante 28 auf der der Basis 20 nahen Seite 22 der Ausnehmung 19 zum Aufliegen. Ist der Werkstoffbereich 25 verformt, liegt die gegenüberliegende Kante 28 um eine genau definierte Strecke bezüglich der Schneidekante 21 vom Klemmschlitz 18 beabstandet auf der der Basis 20 nahen Seite 22 der Ausnehmung 19 auf. Durch diesen Verformungs- bzw. Umbiegevorgang wird die Schneidkante 21 in Position gebracht und steht nun in den Klemmschlitz 18 hinein vor. Der Draht 13 trifft somit beim Einführen in den Klemm­ schlitz 18 auf die Schneidkanten 21, die seine Isolierung abschaben können.

Die zweiten Ausnehmungen 26 müssen nicht vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Anordnung der Ausnehmungen 19 und 26 bietet jedoch weitere Vorteile. Die Längsachsen der beiden Ausnehmungen 19, 26 stehen etwa unter einem rechten Winkel zueinander. Damit hat die Biegezone 29 an einer Stelle eine geringste Breite B, in deren Mittenbereich M die Achse der Verformungsbewegung liegt. Dadurch ist eine Achse für den Biegevorgang und damit auch ein Biegeradius sehr genau defi­ niert. Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten haben nur einen sehr geringen Einfluß auf die endgültige Lage der gegenüberliegenden Kante 28 bezüglich der Schneidkante 21.

Außerdem findet der Werkstoffbereich 25 mit seiner der Basis 20 nahen begrenzenden Seite 23 einen Anschlag auf der gegenüberliegenden Seite 22. Der Druckstempel 30 kann bis zum Auftreffen auf diesen leicht detektierbaren Anschlag in Ein­ führrichtung E bewegt und nach Erreichen des Anschlags zurückgezogen werden.

Der Werkstoffbereich 25 ist weiterhin von zwei randbil­ denden Abschnitten 27a, 27b begrenzt, die beim Ausführungs­ beispiel geradlinig ausgebildet sind und unter einem Winkel von ca. 30° zueinander stehen. Der der Basis 20 nähere Abschnitt 27a des Werkstoffbereichs 25 steht dabei vor der Verformung des Werkstoffbereichs 25 unter einem Winkel von ca. 20° zur Einführrichtung E des Drahtes 13. Nach der Ver­ formung des Werkstoffbereichs 25 steht der Abschnitt 27a mög­ lichst parallel zur Einführrichtung E des Drahtes 13, so daß der Draht 13 während seiner Bewegung entlang dem Abschnitt 27a auf keinen zusätzlichen Widerstand trifft.

Der der Basis 20 fernere Rand-Abschnitt 27b des Werk­ stoffbereichs 25 steht vor der Verformung des Werkstoffbe­ reichs 25 etwa unter einem Winkel von 50° bezüglich der Längsrichtung L des Klemmschlitzes 18 und nach der Verformung des Werkstoffbereichs 25 zur Basis 20 hin unter einem Winkel von etwa 30° zur Längsrichtung L des Klemmschlitzes 18.

Damit bildet der der Basis 20 fernere Abschnitt 27b des Randes des verformten Werkstoffbereichs 25 eine Einführ­ schräge für den Draht 13 aus. Dieser wird somit beim Einfüh­ ren in den Klemmschlitz 18 zentriert zu den Schneidkanten 21 geführt.

Es kann auch daran gedacht werden, die Abschnitte 27a und 27b auf andere Weise, beispielsweise insgesamt bogenför­ mig auszubilden.

Der Klemmschlitz 18 umfaßt bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel einen Abschnitt 31, der sich in Längs­ richtung des Klemmschlitzes 18 von den Schneidkanten 21 zur Basis 20 hin verbreitert. Ein zweiter Abschnitt 32 des Klemm­ schlitzes 18, der näher an der Basis 20 angeordnet ist, hat eine konstante Breite. Zwischen den beiden Abschnitten 31 und 32 ist eine Verengung 33 des Klemmschlitzes 18 angeordnet. Der der Basis 20 nähere Abschnitt 32 des Klemmschlitzes 18 stellt den endgültigen Halte- und Kontaktbereich des Klemm­ schlitzes 18 für den Draht 13 dar. Nach dem Passieren des Drahtes 13 an den Schneidkanten 21 vorbei ist die harte Iso­ lierung, beispielsweise die Lackschicht des Drahtes 13, abge­ schabt oder abgekratzt. Passiert der Draht 13 bei einer Wei­ terbewegung zur Basis 20 hin die Verengung 33, können in den Klemmschlitz 18 hineinstehende Kontaktierbereiche 34 nun auf einfache Weise in das relativ weiche, elektrisch leitende Innenmaterial des Drahtes 13 eindringen. Da der Einführvor­ gang des Drahtes 13 in den Klemmschlitz 18 derart erfolgt, daß sich der Draht 13 parallel zur Ebene des Klemmschenkels 14 bewegt, treffen die von der Isolierung befreiten Bereiche des Drahtes 13 exakt auf die Verengung 33 mit den Kontaktbe­ reichen 34. Somit ist eine dauerhaft sichere elektrische und mechanische Kontaktierung der Schneidklemme 10 mit einem Draht 13 gewährleistet, ohne daß unnötig tief in das innere, elektrisch leitende Drahtmaterial eingeschnitten werden muß.

Dies könnte unter ungünstigen Umständen eine Schwächung des Drahtes 13 zur Folge haben, die gegebenenfalls zu einem Bruch des Drahtes 13 und/oder zu einer Fehlkontaktierung führt.

Hier läßt sich die Problematik von zu weit in den Klemm­ schlitz 18 hineinstehenden Schneidkanten 21 beim Stand der Technik erkennen. Sowohl die Schneidkanten 21 wie auch die Kontaktbereiche 34 ragen nur um winzige Strecken in den Klemmschlitz 18 hinein. Der oft nur einige hundert µ-Meter dicke Draht 13 sollte zur Kontaktierung nur einige zehn µ-Meter tief von den Kontaktbereichen 34 eingeschnitten werden. Steht die Schneidkante 21 unbeabsichtigt weit vor, so kann es geschehen, daß die Schneidkanten 21 den passierenden Draht 13 bereits so tief einschneiden, daß die Kontaktbereiche 34 im folgenden keine Schneidwirkung mehr entfalten und ihn damit auch nicht sicher kontaktieren können.

Stehen die Schneidkanten 21 jedoch nicht genügend weit vor, so müssen die Kontaktbereiche 34 gleichzeitig die Iso­ lierung des Drahtes entfernen und in sein inneres Material einschneiden. Dabei kann Isolierschicht-Material zwischen die Kontaktbereiche 34 und das innere leitende Material gelan­ gen, wodurch unter ungünstigen Umständen ein schlechter elek­ trischer Kontakt zustande kommt.

Vorteilhafterweise sind der Klemmschlitz 18 und die zum Klemmschlitz 18 hin offene Ausnehmung 19 nacheinander aus dem Werkstück gestanzt, womit sich eine besonders scharfe Schneidkante 21 erzielen läßt.

Um bei Drähten 13 mit einer besonders harten Isolierung die Wirkung der Schneidkante 21 weiter zu verbessern, können der Abschnitt 27b oder die beiden Abschnitte 27a und 27b als Vorschneidekante ausgebildet sein. In diesem Fall wird der Draht 13 vor dem Einführen in den Klemmschlitz 18 auf eine Messerschneide geführt, die die besonders harte Isolierung des Drahtes 13 vorschneidet, so daß es beim weiteren Einfüh­ ren des Drahtes 13 in den Klemmschlitz 18 der Schneidkante 21 gelingt, die noch verbleibende, nun dünnere oder schwächere Isolierschicht zu durchbrechen.

Claims (9)

1. Schneidklemme für einen feinen Draht mit harter Iso­ lierung, insbesondere für einen Lackdraht, mit wenigstens zwei Klemmschenkeln, die einen Klemmschlitz zur Aufnahme des Drahtes begrenzen, wobei zum Entfernen der Drahtisolierung zumindest ein Abschnitt eines Klemmschenkels mit einer Schneidkante in Querrichtung des Klemmschlitzes vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung jeder Schneidkante (21) eine sich quer zum Klemmschlitz (18) erstreckende und zu diesem hin offene Ausnehmung (19) in den zugehörigen Klemm­ schenkel (14) eingebracht ist, die auf ihrer der Schneidkante (21) gegenüberliegenden Seite (23) einen Werkstoffbereich (25) begrenzt, der in der Ebene des Klemmschenkels (14) der­ art verformt ist, daß er unter Freistellung der Schneidkante (21) die Ausnehmung (19) klemmschlitzrandnah schließt.

2. Schneidklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine den Werkstoffbereich (25) freistellende zweite Ausnehmung (26) im Klemmschenkel (14) vorgesehen ist, die zusammen mit der zum Klemmschlitz (18) hin offenen Ausnehmung (19) eine Verformung des Werkstoffbereichs (25) in der Ebene des Klemmschenkels (14) begünstigt.

3. Schneidklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klemmschlitz (18) und die zum Klemmschlitz (18) hin offene Ausnehmung (19) nacheinander aus dem Werkstück ausgestanzt sind.

4. Schneidklemme nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der verformte Werkstoffbe­ reich (25) von den beiden Ausnehmungen (19, 26) und einem Randbereich begrenzt ist, der zwei im wesentlichen geradli­ nige Abschnitte (27a, 27b) umfaßt, die unter einem Winkel von ca. 30° zueinander stehen.

5. Schneidklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der der Klemmschlitzöffnung fernere Abschnitt (27a) des Randbereichs im wesentlichen parallel zur Längsrichtung (L) des Klemmschlitzes (14) steht.

6. Schneidklemme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der der Klemmschlitzöffnung nähere Abschnitt (27b) des Randbereiches eine Einführschräge für den Draht (13) aus­ bildet.

7. Schneidklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest der der Klemmschlitzöffnung nähere Abschnitt (27b) des Randbereiches als Vorschneidkante ausge­ bildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Schneidklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Freischneiden des Klemmschlitzes (18) und mindestens einer sich quer zum Klemmschlitz (18) erstreckenden und zu diesem hin offenen Ausnehmung (19) in wenigstens einem Klemmschenkel (14),
• - Schaffen eines von der Ausnehmung (14) auf ihrer der Schneidkante (21) gegenüberliegenden Seite (23) begrenzten Werkstoffbereichs (25), und
• - Verformen des Werkstoffbereichs (25) in der Ebene des Klemmschenkels (14) in Längsrichtung (L) des Klemmschlitzes (18), bis eine der Schneidkante (21) gegenüberliegende Kante (28) der Ausnehmung (19) klemmschlitzferner als die Schneid­ kante (21) auf der der Schneidkante (21) zugehörigen Seite (22) der Ausnehmung (19) zur Auflage kommt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Werkstoffbereichs (25) von einem in Längsrichtung (L) des Klemmschlitzes (18) bewegbaren Druck­ stempel (30) bewerkstelligt wird.