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Klerninelement zum Anschluß isolierter elektrischer leiter Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein Klemmelement zum Anschluß isolierter elektrischer
Leiter, das mit Mitteln zur Durchdringung der Leiterisolation ausgestattet ist.
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Derartige Elemente sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt.
Neben Klemmelementen, die durch einen einen oder mehrere Klemmschlitze aufweisenden
Metallstreifen gebildet sind, wobei die Isolation der elektrischen Leiter bei ihrem
Einbringen in den oder die Schlitze durchtrennt und somit eine elektrische Verbindung
des jeweiligen Leiters mit dem Element hergestellt wird, sind weitere Klemmelemente
bekannt, bei denen ein-elektrischer Leiter in ein metallisches und zwingenartig
ausgebildetes Teil eingelegt wird, das anschließend mittels eines entsprechenden
Werkzeuges verformt wird. Dabei durchdringen am Zwingenteil angeordnete hakenartige
Ansätze die Isolation des Leiters, so daß eine elektrische Verbindung des Leiters
mit dem Klemmelement erfolgt. Wiederum andere Klemmelemente bestehen aus zwei Xlemmbacken,
die Aufnahmen für elektrische Leiter aufweisen und mittels einer Schraube zueinander
bewegt werden. In den Aufnahmen für die Leiter sind Zähne vorgesehen, die wiederum
beim Zusammenschrauben der Klemmbacken die Leiterisolation durchdringen und die
elektrische Verbindung zwischen dem Klemmelement und der Leiterseele bewirken.
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Alle genannteS ERemmelemente haben neben einem relativ komplizierten
Aufbau und dadurch bedingt entsprechend hohen
Herstellungskosten
noch den weiteren Nachteil, daß zu ihrer Handhabung zumeist speziell gestaltete
Werkzeuge, z.B. formmäßig entsprechende Quetschznngen bzw. Schraubenschlüssel benötigt
werden.
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daher Der vorliegenden Erfindung liegt / die Aufgabe zugrunde, ein
Klemmelement zu schaffen, das bei guter Kontaktgabe ein einfaches und rationelles
Anschließen von elektrischen Leitern gestattet. Weiterhin soll das Element so gestaltet
sein, daß bei einer automatischen Verdrahtung eine endlose Verarbeitung des Leiters
möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Element
zumindest eine aus einem im wesentlichen ebenen Teil herausgedrückte Zunge besitzt,
so daß eine Aufnahme zum Einbringen eines Leiters geschaffen ist und daß nach dem
Zurückdrücken der Zunge in die Ebene des genannten Teils der Abstand zwischen dem
freien Zungenende und der diesem Zungeneude gegenüberliegenden und die Aufnahme
begrenzenden Kante so bemessen ist, daß er gleich oder etwas geringer ist als der
Durchmesser der Leiterseele.
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Bei diesem erfindungsgemäß gestalteten Klemmelement erfolgt das Anschließen
des Leiters in der Weise, daß dieser zunächst in die durch die herausgedrückte Zunge
gebildete Aufnahme eingebracht wird. Anschließend wird durch Zurückbiegen der Zunge,
die eine in der obengenannten Weise bemessene Länge besitzt, die Isolation des Leiters
durch die scharfen Kanten des ZunCenendes durchtrennt und die elektrische Verbindung
des Klemmelementes mit der Leiterseele bewirkt. Wird dabei z.B. die Länge der Zunge
so gewählt, daß der Abstand zwischen dem Zungenende und der diesem gegenüberliegenden,
die Aufnahme begrenzender Kante etwas geringer ist als der Leiterseelendurchmesser>
so werden bein Kontatierungsvorgang eventuell auf der Leiterseelenoberfläche befindliche
Oxydschichten
weggeschabt, so daß in jedem Fall ein einwandfreier
Kontakt zustande kommt. Als vorteilhaft ist es bei dieser Art der Kontaktierung
anzusehen, daß durch eine relativ geringe Betätigungskraft, die beim Zurückbiegen
der Zunge aufgewendet werden muß, eine verhaltnismäßig hohe spezifische Kontaktkraft
erreichbar ist. Die erfindungsgemäße Verbindung zeichnet sich weiterhin durch eine
einfache Ausbildung und Handhabung aus, so daß die bei der Fertigung wie auch Verwendung
des Klemmelementes anfallenden Kosten, die bei derartigen Massenartikeln so gering
wie möglich gehalten werden sollen, als niedrig angesehen werden können.
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Das Lösen der Verbindung erfolgt durch Zurückbiegen der Zunge in ihre
Ausgangslage und anschließender Herausnahme des Leiters aus der Aufnahme.
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Bei diesem Klemmelement kann die Zunge zB. aus dem streifenförmigen
Teil mittel eines Scherschnittes herausgedrückt werden, so daß eine Öffnung gebildet
iat, in die der anzuklemmende Leiter eingefädelt werden kann. Eine sehr einfache
Handhabung eines solchen Klemmelementes ergibt sich jedoch in dem Fall, in dem die
Zunge aus dem Randbereich des ebenen Teils heLausgerissen ist. Hierbei, kann, insbesondere
bei räumlich engen Verhältnissen, der Leiter leicht und schnell in den dadurch gebildeten
Schlitz eingeschoben und anschließend kontaktiert werden. Dabei kann das freie Zungenende
in seinem zur Außenkante des Elementes weisenden Bereich zunächst auf seinem Teil
seiner Länge parallel zu der ihm gegenüberliegenden und den Schlitz begrenzenden
Kante verlaufen, während der restliche Teil des Zungenendes einen winkligen Verlauf
zu dieser Kante aufweisen kann. Dadurch wird eine sich zum Elementeninneren erweiternde
Aufnahme gebildet, aus der der angeklemmte Leiter auch bei auf ihn ausgeübten Rtittel-
und Stoßbeanspruchungen nicht herausgleiten
kann.
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Es besteht weiter die Möglichkeit, die Zunge an ihrem freien Ende
sowie die dem Zungenende gegenüberliegende Kante der Aufnahme mit Ausschnitten in
der Weise zu versehen, daß sich diese auf einer Fluchtlinie befinden.
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Diese Ausschnitte, die z.B. halbkreisförmig oder prismenformig gestaltet
sein können, sind in den Fällen von Vorteil, in denen Liter unterschiedlicher Stärke
angeklemmt werden sollen, wobei durch entsprechende Bemessung der Ausschnitte das
Element an die jeweiligen Beitarstärken angepaßt werden kann. Hierbei ergeben sich
infolge der Keilwirkung höhere Kontaktkräfte, wodurch wiederum eine höhere elektrische
Belastbarkeit und damit eine größere elektrische Sicherheit erzielbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Aufnahme
mit einer Ausdrückung versehen werden, s0 daß das Anklemmen eines Leiters, der einen
größeren als für derartige Klemmen vorgesehenen Durchmesser besitzt, vorgenommen
werden kann, da in diesem Fall eine geringfügige Streckung des Elementes im Bereich
der Aufnahme eintritt.
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Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Elementes kann darin
gesehen werden, daß die Zunge gekröpft ausgebildet ist, wobei ihr abgebogenes Ende
in Richtung auf die Aufnahme weist.
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Durch Kröpfung der Zunge wird einmal eine minimale kreisförmige Bewegung
beim Kontaktieren erreicht, zum anderen verläuft die Hauptbewegung der Zunge se:tkrecht
zur Achse des Leiters.
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Aufgrund dieser Ausbildung können vorzugsweise Litzenleiter angeklemmt
werden, die z.B. bei gezahnter Ausbildung des Zungenendes mit diesem einen Mehrfachkontakt
eingehen.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
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Es zeigen Fig. 1 und Fig. 2 das Festlegen eines Leiters an dem erfindungsgemäß
gestalteten Klemmelement zu Beginn und nach Beendigung des Anklemmvorganges.
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Fig. 3 bis Fig. 13 verschiedene Ausführungsformen des Klemmelementes
Fig. 14 die Anwendung des Klemmelementes in einem Steckverbinder Fig. 15 und Fig.
16 die Anwendung des Klemmelementes in einem Verdrahtungsfeld.
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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Klemmelement ist als streifenförmiges
Element ausgebildet, aus dem eine Zunge 3 z.B. durch einen Scherschnitt herausgedrückt
ist, so daß die öffnung 8 gebildet ist. Diese Zunge 3 ist, wie Figur 2 zeigt, in
ihrer Länge so bemessen, daß der Abstand zwischen ihrem freien Ende und dem diesen
gegenüberliegenden, die Öffnung 8 begrenzenden Teil des Klemmelementes gleich oder
geringer ist als der Durchmesser der Seele 5 des anzuklemmenden Leiters 9. Zum Anklemmen
des Leiters 9, der z.B.
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in der Öffnung oder Bohrung 10 eines Isolierstoffgehäuses 2 geführt
ist, wird dieser zunächst durch die Öffnung 8 des Klemmelementes 1 geführt. Anschließend
wird mittels eines einfachen Werkzeuges 4 die Zunge 3 wiederum in die Ebene des
Klemmelementes zurückgebogen, wobei die durch den Scileschnitt gebildeten scharfen
Kanten der Zunge sowie die die Öffnung begrenzenden Bereiche des Elementes die Isolation
6 des Leiters 9 durchtrennen und teilweise in die Oberfläche der Leiterseele 5 eindringen.
Durch dieses teilweise Eindringen werden gegebenenfalls auf der Leiterseelenoberflächebefindliche
Oxydschichten weggeschabt, so daß eineinwandfreier
Kontakt zustandekommt.
Ein Lösen dieser Klemmverbindung erfolgt dabei durch Aufbiegen der Zunge 3 in die
in Fig. 1 gezeigte Lage und anschließendes Herausziehen des Leiters 9 aus der Öffnung
8.
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Die Fig. 3 bis 13 zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungrsgemäßen
Klemmelementes. Während die Fig. 3 und Fig. 4 nochmals die in Fig. 1 und Fig. 2
gezeigte Grundform des Klemmelementes in einer Seitenansicht und in einer Aufsicht
darstellen, ist in Fig. 4 ein streifenförmiges Klemmelement 11 gezeigt, dessen herausgedrückte
Zunge 12 einen halbrunden Ausschnitt 13 aufweist. Die diesem Ausschnitt 13 gegenüber
liegende und die Öffnung 14 begrenzende Kante besitzt ebenfalls einen halbkreisförmigen
Ausschnitt 14, so daß z.B.
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durch Wahl der Auss chnittsgröß.e Leiter verschiedenen Seelendurchmessers
an dieses Element anklemmbar sind. Die in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiele
weisen jeweils mit prismenförmigen Ausschnitten 15 bzw. 16 versehene Zungen 17 bzw.
18 auf, wobei die ihnen gegenüberliegenden, die Öffnung 19 bzw. 20 begrenzenden
Kanten ebenfalls mit einem prismenförmigen Ausschnitt 21 bzw. 22 versehen sind.
Mit prismenförmig gestalteten Auschnitten lassen sich infolge der Keilwirkung erhöhte
Kontaktkräfte erzielen, die wiederum eine höhere elektrische Belastbarkeit und dadurch
bedingt eine größere Kontaktsicherheit ergeben. Bei zwei nebeneinander liegenden
prismenförmigen Ausschnitten kann in einfacher Weise eine Verdopplung der Anschluß
punkte erreicht werden.
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Um ein Anklemmen eines Leiters ohne ein Durchstecken durch eine Öffnung
im streifenförmigen Element vornehmen zu können, ist gemäß Fig. 8 im Randbereich
des Klemmelementes 23 eine Zunge 24 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform kann
der festzulegende Leiter seitwärts in den Schlitz 25 eingeschoben und durch anschließendes
Zurückbiegen der Zunge 24 mit dem Element 23 kontaktiert werden.
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Das in Fig. 9 gezeigte Klemmelement 26 besitzt aufgrund der Ausdrückung
27 einen Federweg, so daß auch ein Anklemmen eines Leiters, der einen größeren als
für derartig dimensionierte Klemmen vorgesehene Durchmesser aufweist, vorgenommen
werden kann, da in diesem Fall eine geringfügige Streckung des Elenietes erfolgt.
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Die Fig. 10 und Fig. 11 stellen in einer Seitenansicht und in einer
Aufsicht ein Element 28 mit Zungen 29 dar, das eine schnelle Durchverbindung und
zweifache Kontakt ierung eines Leiters 30 oder das Anklemmen zweier Leiter ermöglicht.
Dieses Element 28 eignet sich s.B. zum elektrischen Verbinden mehrerer Punkte gleichen
Potentials mittels eines Leiters von der Rolle, so daß ein zeitraubendes Abtrennen
und erneutes Ansetzen eines Leiters zum Weiterverbinden entfallen kann.
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Die Fig. 12 zeigt schließlich ein Klemmelement 31 mit übereinanderliegenden
Zungen 32, während in Fig. 13 ein Element 33 mit einer gekröpften Zunge 34 dargestellt
ist. Das in Fig. 12 dargestellte Klemmelement kann z.B. vorzugsweise in den Fällen
eingesetzt werden, in denen durch eine Vielfachkontaktierung Wert auf eine-hohe
elektrische Sicherheit gelegt wird, während bei dem in Fig. 13 dargestellten Element
die Zunge aufgrund ihrer Kröpfung nur eine minimale kreisförmige Bewegung ausführt.
Dadurch, daß die Hauptbewegung der Zunge senkrecht zur Achse des Leiters verläuft,
eignet sich diese Ausführungsform besonders zum Kontaktieren von Litzenleitern.
Das freie Ende der Zunge kann darüberhinaus noch zahnförmig ausgebildet werden,
so daß die ZII:age mit dem Leiter einen Mehrfachkontakt eingeht.
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Die Fig. 14 stellt die Anwendung des erfindungsgemäßen Klemmelementes
als Anschlußfahne in einem Steckverbinder dar. Hierbei sollen an in untersctiedlichen
Ebenen eines Gehäuseteils 35 befindliche Anschlußelemente 36 Leiter 37 angeschlossen
werden.
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Dazu werden die Leiter 37 durch Öffnungen, die durch herausgedrückte
Zungen 38 gebildet sind, hindurchgesteckt, wobei durch anschließendes Hineindrücken
der Zungen 38 in die Klemmelementenebene (angegebene Pfeilrichtung) die Kontaktierung
erfolgt. Diese Ausführungsform bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit des
gleichzeitigen Anschlagens sämtlicher Anschlüsse in einem Arbeitshub, so daß mittels
eines geeigneten Werkzeuges ein automatisierbares Anschließen der Leiter erfolgen
kann.
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Bei der in Fig. 15 in einer Aufsicht und zwei Seitenansichten dargestellten
Ausführungsform, die z.B. in einem Verdrahtungsfeld zur Anwendung gelangen kann,
sind an den freien Schenkelenden 39 eines U-förmigen Elementes 40 jeweils in den
Innenraum des Elementes weisende Zungen 41 herausgedrückt. In den dadurch entstandenen
Schlitz 42 wird der isolierte Leiter 43 eingelegt. Dieser Zustand ist in der linken
Bildhälfte dargestellt. Durch Auseinanderspreizen der Zungen 41 in der angegebenen
Pfeilrichtung mittels des stempelartigen Werkzeuges 44, das in das U-formige Element
40 in Pfeilrichtung bewegt wird, kehren die Zungen 41 in ihre Ijrsprungslage zurück,
durchtrennen dabei, wie in der rechten Bildhälfte gezeigt ist, die Leiterisolation
und stellen die elektrische Verbindung des Elementes mit dem Leiter 43 her.
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Das in Fig. 16 ebenfalls in einer Aufsicht und zwei Seitenansichten
gezeigte Element 45 weist eine U-Porm auf, wobei in den freien Schenkelenden 46
von ihnen wegweisend Zungen 47 herauegedrückt sind. Durch Herausdrücken von jeweils
zlsei Zungen 47 an einem Schenkel, die, wie in der linken Bildhälfte erkennbar,
winklig zueinander verlaufen, wird ein Schlitz 48 geschaffen, der ein bequemes Einlegen
des isolierten Leiters 49 gestattet, so daß diese Ausführungsform in den Fällen
bevorzugt zur Anwendung gelangen kann, in
denen eine Vielzahl von
Anschlußpunkten, z.B. in einem Verdrahtungsfeld, schnell und sicher verdrahtet werden
sollen.
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Wie in der rechten Bildhälfte gezeigt, werden die Zungen 47 nach Einlegen
des Leiters 49 durch das Werkzeug 50 in der angegebenen Pfeilrichtung in die Schenkelebene
zurückgedrückt, durchtrennen dabei die Beiterisolation an jeweils sich gegenüberliegenden
Stellen und kontaktieren somit den Leiter 49 mit dem Element 45.
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9 Patentansprüche 16Figuren