DE4322790C2 - Schraubklemme mit u-förmigem Klemmkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schraubklemme zum Anschließen elektrischer Leiter ist durch die EP 00 23 234 A1 bekannt und dort beispielsweise in Verbindung mit einer einstückig angeformten Steckbuchse als Kontaktelement für einen Kabelsteckverbinder eingesetzt. In das für solche Schraubklemmen erforderliche dünne Federblech lassen sich keine Gewindezüge einbringen und mit einer einfachen Bohrung zur Aufnahme der Klemmschraube läßt sich das geforderte Anzugsdrehmoment nicht erreichen. Deshalb ist zwischen den Schenkeln eine ausreichend dicke Mutter (Kreuzmutter) vorgesehen die mit seitlichen Schultern in Ausnehmungen der beiden Schenkel gehalten ist. Dadurch kann der lichte Schenkelabstand auf den Durchmesser der Gewindebohrung reduziert und somit eine minimale Breite der Schraubklemme erzielt werden, wobei zweckmäßiger­ weise der Durchmesser des Schraubenkopfes höchstens dieser Breite entspricht.

Bei dieser Ausführung ist allerdings eine relativ große Schenkellänge erforderliche, damit der Schen­ kelteil zwischen den Ausnehmungen und der freien Oberkante stark genug ist, um die durch das ge­ forderte Anzugsdrehmoment der Klemmschraube erzeugten Klemmkräfte aufnehmen zu können. Die Klemmenhöhe, d. h. die Abmessung in Richtung der Schraubenachse, ist aus diesem Grunde für viele Anwendungen, insbesondere den Einsatz in Miniatursteckverbindern zu groß.

Außerdem können bei dieser bekannten Schraubklemme unter der Einwirkung hoher Klemmkräfte die Schenkel um mehr als die Materialstärke des Bleches, also soweit auseinandergedrückt werden, daß die Kreuzmutter zumindest aus einer Ausnehmung herausgezogen wird und damit keine sichere Klemmkontaktierung mehr gewährleistet ist. Häufig wird die Schraubklemme bei diesem Vorgang so­ gar so deformiert, daß sie unbrauchbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schraubklemme der eingangs genannten Art auf möglichst einfache und kostensparende Weise derart weiterzubilden, daß bei zumindest gleicher Stabilität in Richtung der Schraubenachse die Klemmenhöhe verringert und das Aufspreizen der Klemmschenkel auch bei hohen Klemmkräften sicher verhindert ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch diesen mit minimalem Mehraufwand (lediglich ein zusätzlicher Biegevorgang) realisierten Auf­ bau ist es möglich, die Innenfläche des Endteiles des zweiten Schenkels direkt auf der Kreuzmutter aufliegend anzuordnen, so daß der zur Aufnahme der Klemmkräfte erforderliche Höhenbereich auf die doppelte Materialstärke des Blechteils reduziert ist. Damit sind die Klemmenabmessungen nicht nur in der Breite, sondern auch in der Höhe auf ein absolutes Mindestmaß verringert, wodurch der Anwen­ dungsbereich der Schraubklemme wesentlich vergrößert ist und nunmehr z. B. auch den Einsatz in Miniatursteckverbindern erlaubt, deren Kontaktträger im Querschnitt sehr kleine Kontaktkammern zur Aufnahme einstückiger Kontaktelemente mit Schraubklemmanschluß aufweisen.

Außerdem ist durch die fluchtenden Schraubendurchführungen des inneren und äußeren Endteils der beiden Schenkel, die zweckmäßigerweise dem Außendurchmesser des Gewindeschaftes der Klemm­ schraube entsprechen oder nur geringfügig größer sind, bei eingeführter Klemmschraube ein seitliches Ausweichen der Schenkel zumindest im Bereich der den Endteilen benachbarten Ausnehmungen auf ebenso einfache wie wirksame Weise unterbunden, so daß auch bei sehr großen Klemmkräften die mechanische Stabilität der Schraubklemme dauerhaft sicher gewährleistet ist.

Aus der DE 20 11 081 B2 ist eine Schraubklemme bekannt, die bereits überlappende Schenkelendteile und ein am inneren Schenkelendteil anliegendes Mutternteil aufweist. Die Mutter ist jedoch keine Kreuzmutter, die mit seitlichen Schultern in Ausnehmungen der Schenkel gehalten ist, so daß bei die­ ser Schraubklemme das der Erfindung zugrundeliegende Problem der großen, durch die genannte Mutternhalterung bedingten Klemmenhöhe nicht auftritt. Die Gesamthöhe in Richtung der Schraubenachse ist vielmehr durch ein auf dem äußeren Schenkelendteil angeordnetes weiteres Mutternteil sogar besonders groß. Im übrigen ist die Mutter durch ihren komplizierten Aufbau aus einem äußeren und einem inneren, durch einen Steg miteinander verbundenen Mutternteil besonders teuer in der Herstellung.

Auch bei einer aus dem DE-GM 18 08 756 bekannten Schraubklemme durchsetzt die Mutter keine Aus­ nehmungen der Bügelschenkel und das innere Schenkelendteil ist nicht dazu vorgesehen, daß die Mutter möglichst nahe an dessen Innenfläche angeordnet werden kann, um damit die Klemmenhöhe zu verkleinem. Diese ist im Gegenteil durch den Federring und die Kontaktschiene sogar unnötig groß bemessen.

Vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen des Gegenstandes nach dem Anspruch 1, sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist auf einfache Weise verhindert, daß die Schenkel vor dem Einstecken- und -schrauben der Klemmschraube nach außen auffedern können. Damit ist eine wesentliche Montageerleichterung erzielt. Außerdem bewirken die in die Aussparungen eingebogenen Fortsätze, daß die beiden Endteile der Schenkel quer zur Schraubenachse in Soll-Lage aneinander­ liegen und zusammengehalten werden und dadurch ohne Schwierigkeiten in die der Soll-Querschnitts­ kontur angepaßten Ausnehmungen von Geräteteilen, z. B. in die Kontaktkammern eines Steckver­ binder-Kontaktträgers eingeführt werden können, was ebenfalls zu einer problemlosen Montage bei­ trägt. Eine solche Schraubklemme ist damit besonders gut für die maschinelle Serienfertigung von Massenprodukten wie Steckverbindern geeignet.

Durch das feste Zusammenhalten der Endteile ist weiterhin vermieden, daß bei hohen geforderten Anzugsdrehmomenten das äußere Endteil aufklappt. Dir Fortsätze könnten prinzipiell auch am inneren Endteil angeformt und zum Einbringen in Aussparungen des äußeren Enteils vorgesehen sein, wie das beispielsweise im Prinzip aus der FR 1566270 bekannt ist. Bei einer solchen Ausführung würden allerdings die über das äußere Endteil hinausragenden Nasen die Klemmenhöhe wieder vergrößern. Die anspruchsgemäße Anordnung, bei der die Nasen in den freien Raum zwischen den beiden Schenkeln an deren Längsenden hineinragen, hat demgegenüber den Vorteil, daß die minimale Klemmen­ höhe erhalten bleibt.

Für viele Fälle reicht eine an jedem Fortsatz seitlich abragende Nase bereits aus. Eine besonders hohe Haltekraft und exakt parallele Lage der beiden Endteile zueinander ist mit äußerst geringem Material-Mehraufwand durch sich beidseitig an den Hals anschließende Nasen (Doppelnase) erreicht.

Bei minimaler Breite des u-förmigen Klemmkörpers entspricht - wie ausgeführt - der lichte Abstand der Schenkel dem Außendurchmesser des Gewindeschaftes der Klemmschraube. Nachdem zusätzlich die Kreuzmutter an der Innenfläche des inneren Endteils des zweiten Schenkels anliegt (minimale Klem­ menhöhe), verbleibt an der Biegekante des zweiten Schenkels zwischen der ihr zugewandten Rand­ kante der Ausnehmung und der z. B. kreisförmigen Durchführung nur ein sehr schmaler Biegesteg und am stirnseitigen freien Ende des inneren Endteils, wo die Durchführung tangential zur Stirnkante ver­ läuft, praktisch gar kein Steg. Die Gefahr ist daher groß, daß die Schraubklemme den Belastungen an diesen Stellen bei hohen Anzugsdrehmomenten nicht standhält und die schmalen Stege reißen. Die Stelle am stirnseitigen freien Ende des inneren Endteils ist überdies aus dem genannten Grund ferti­ gungstechnisch nicht sicher zu beherrschen.

Zur Vermeidung dieser Gefahren sind in den Ansprüchen 3 bis 5 vorteilhafte Maßnahmen angegeben. Durch eine Ausbildung der Durchführung des inneren Endteils gemäß Anspruch 3 ist eine wesentliche Verbreiterung des Biegestegs um die Höhe des verbliebenen Kreissegments, welche der Differenz von Außenradius des Gewindeschafts und seinem Kernradius entspricht, erzielt. Auf diese Weise ist die gewonnene Verbreiterung ein Maximum und zusätzlich greift das verbliebene Kreissegment als Schraubenbremse und damit Schraubensicherung in das Schraubengewinde ein.

Eine weitere Verbesserung der Stabilität des Biegestegs durch Verbreite­ rung ist in Anspruch 4 angegeben. Durch die Anordnung und Bemessung der Einbuchtung biegt sich diese flächengleich mit dem inneren Endteil ab und verbreitert somit den Biegesteg um die Materialstärke des Blechteils ohne über den zweiten Schenkel seitlich hinauszuragen, so daß die minimale Breite des u-förmigen Klemmkörpers erhalten bleibt.

Der so auf äußerst einfache und kostengünstige Weise verbreiterte Biegesteg hält auch den bei stärksten Klemmkräften auftretenden mechanischen Bela­ stungen stand.

Durch eine zusätzliche Ausbildung der Durchführung des inneren Endteils gemäß Anspruch 5 ist das Blechteil ohne Mehrkosten zur Serienfertigung z. B. im Stanzverfahren geeignet, weil keine undefinierten dünnen Stege oder Spitzen entstehen können. Die dabei durch geringes Verkürzen des in­ neren Endteils gebildeten, den Schraubenschaft umfassenden sichelförmigen Krallen sind relativ robust und insbesondere bei einer Klemmenausführung nach Anspruch 2 auch sicher gegen ein Öffnen unter Einwirkung hoher Klemmkräfte geschützt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines als Klemmbuchse für einen Kabelsteckverbinder ausgebildeten Ausführungsbeispieles in den Figuren noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Abwicklung des Blechteils der Schraubklemme,

Fig. 2a-c je eine stirnseitige und seitliche Ansicht sowie eine Draufsicht der Klemmbuchse, in Fig. 2c ohne Klemm­ schraube,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die nicht montierte Kreuzmutter,

Fig. 4 eine anschlußseitige Stirnansicht des Steckverbinder- Kontaktträgers mit eingesetzten Klemmbuchsen und

Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene seitliche Ansicht des Kontaktträgers mit eingesetzten Klemmbuchsen.

Die Klemmbuchse 1 besteht aus einer erfindungsgemäßen Schraubklemme 2 und zwei daran einstückig angeformten, einen Steckbuchsenkontakt bildenden Gabelfedern 3. Die Schraubklemme 2 weist ein im Stanz-Biegeverfahren her­ gestelltes u-förmiges Blechteil 4 aus Federblech mit zwei Schenkeln 5, 6 auf, in denen jeweils eine Ausnehmung 7 vorgesehen ist, in die einander gegenüberliegende Schultern 8 einer Kreuzmutter 9 mit zentraler Gewinde­ bohrung 10 zur Aufnahme einer Klemmschraube 11 soweit eingreifen, daß sie mit der Außenwand der Schenkel 5, 6 bündig sind. Dadurch ist nicht nur eine stabile Halterung der Kreuzmutter gewährleistet, sondern auch die Möglichkeit gegeben, den lichten Abstand zwischen den Schenkeln 5, 6 dem Schraubendurchmesser anzupassen und damit die Klemmenbreite zu minimie­ ren.

Ein Endteil 12 des ersten Schenkels 5 ist um 90° um eine erste Biege­ kante 13 zum zweiten Schenkel 6 hin abgebogen, seine Stirnkante 14 ist bündig mit der Außenwand des zweiten Schenkels 6. Ein Endteil 15 des zweiten Schenkels 6 ist zum ersten Schenkel 5 hin um eine zweite Biege­ kante 16 ebenfalls um 90° abgebogen und zwischen dem äußeren Endteil 12 und der Kreuzmutter 9 angeordnet. Das äußere Endteil 12 liegt auf dem in­ neren Endteil 15 und dieses wiederum auf der Kreuzmutter 9 auf, so daß bei hoher Stabilität eine geringe Klemmenhöhe erreicht ist.

Beide Endteile 12, 15 tragen jeweils eine zentrale Durchführung 17, 18 für die Klemmschraube 11. Die Durchführung 17 des äußeren Endteils 12 des ersten Schenkels 15 ist kreisförmig, wobei der Kreisdurchmesser dem Außendurchmesser des Gewindeschafts 19 der Klemmschraube 11 entspricht. Die Durchführung 18 des inneren Endteils 15 des zweiten Schenkels 6 ist in einem zentralen Bereich ebenfalls kreisförmig mit dem genannten Durch­ messer; auf dem der Biegekante 16 zugewandten Bereich ist der Kreis um ein Segment verkleinert, dessen zur Biegekante 16 parallele Sehne 20 vom Kreismittelpunkt M einen dem Kernradius des Gewindeschafts 19 entspre­ chenden Abstand hat. Außerdem weist die der Biegekante 16 zugewandte Randkante 21 der Ausnehmung 7 eine der Materialstärke des Blechteils 4 entsprechende Einbuchtung 22 auf, so daß zwischen der Ausnehmung 7 und der Durchführung 18 ein relativ breiter und damit stabiler Steg 23 gebildet ist, der auch bei hohen Klemmkräften ein Reißen des Blechteils 4 an die­ ser Stelle wirksam verhindert. Außerdem greift der Steg 23 durch die an­ gegebene Bemessung in das Gewinde der Klemmschraube 11 ein und bildet da­ durch zugleich eine Schraubensicherung.

Die mechanische Festigkeit der Schraubklemme 2 ist noch weiter durch ein­ stückig vom äußeren Endteil 12 des Schenkels 5 abragende Fortsätze 24, 25 erhöht, die - um etwa 90° abgebogen - jeweils mit ihrem Halsteil 26 eine korrespondierende Aussparung 27 des inneren Endteils 15 durchsetzen und mit einer quer zum Halsteil 26 verlaufenden Einfachnase 28 bzw. Doppel­ nase 29 die inneren Randbereiche der Aussparungen 27 hintergreifen ohne über die Schraubklemme 2 hinauszuragen.

Der Durchmesser des Schraubenkopfes 30 ist mit einer der Klemmenbreite entsprechenden Größe so bemessen, daß er die Klemmenabmessungen nicht vergrößert und trotzdem das volle Anzugsmoment in Klemmkraft umwandeln kann.

Der Abstand des Mittelpunkts M der Durchführung 18 des inneren Endteils 15 von seiner freien Stirnkante 31 ist kleiner als der Kreisdurchmesser, so daß eine Kreisöffnung von ca. 2/3 des Kreisdurchmessers entsteht, durch die zwei sichelförmige Krallen 32 gebildet sind, welche die Schraube um­ fassen. Diese Ausführung ist überdies fertigungstechnisch sehr viel bes­ ser beherrschbar als eine Durchführung, welche die Stirnkante tangiert, wenn der Durchmesser des Gewindeschafts 19 dem lichten Schenkelabstand gleich ist.

Vier der vorstehend beschriebenen Klemmbuchsen 1 sind in Kontaktkammern 33 eines Kontaktträgers 34 einer Miniatursteckkupplung angeordnet. Die abisolierten Aderenden 35 der zugehörigen Litzen 36 sind jeweils zwischen Kreuzmutter 9 und gewölbtem Bodenteil 37 des u-förmigen Blechteils 4 ein­ geführt und durch die quer zur Steckrichtung eingedrehte Klemmschraube 11 klemmkontaktiert. Der Schraubenkopf 30 liegt dabei in einer angepaßten Bohrung einer an der Außenfläche des Endteils 12 des ersten Schenkels 5 anliegenden Wand 38 des Kontaktträgers 34, wodurch zugleich die Klemm­ buchse 1 in der Kontaktkammer 33 gehalten ist. Zur Einführung der Kon­ taktstifte eines nicht dargestellten Gegensteckverbinders sind in Verlän­ gerung der Kontaktkammern 33 Schlitze 39 vorgesehen, die sich zur Stirn­ seite 40 des Kontaktträgers 34 hin erstrecken. Zur Befestigung des Kon­ taktträgers in einem nicht dargestellten Gehäuse der Miniatursteck­ kupplung mittels einer Zentralschraube weist der Kontaktträger 34 eine zentrale Bohrung 41 auf.

Insgesamt ist durch die beschriebenen Merkmale mit äußerst geringem Auf­ wand eine z. B. bei einer Klemmbuchse angewendete Schraubklemme geschaf­ fen, die trotz minimaler Abmessungen eine hohe Stabilität aufweist.

Claims (5)

1. Schraubklemme zum Klemmkontaktieren elektrischer Leiter, mit einem aus einem u-förmigen Blechteil bestehenden Klemmkörper, zwischen dessen Schenkeln eine quer dazu angeordnete, mit seitlichen Schultern in Ausnehmungen der Schenkel gehaltene Mutter zur Aufnahme und Führung des Gewindeschafts einer Klemmschraube vorgesehen ist, wobei ein Endteil eines ersten Schenkels des u-förmigen Blechteils um 90° zum zweiten Schenkel hin abgebogen ist, als äußeres Endteil auf diesem aufliegt und eine zentrale Bohrung zum Durchführen des Gewinde­ schaftes der Klemmschraube aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil (15) des zweiten Schenkels (6) um 90° zum ersten Schenkel (5) hin um eine Biegekante (16) abgewinkelt ist, als inneres Endteil (15) flächig sowohl am äußeren Endteil (12) als auch an der Mutter (9) anliegt und eine mit der Bohrung (17) des äußeren Endteils (12) fluchtende Durchführung (18) für den Gewindeschaft (19) der Klemmschraube (11) aufweist.

2. Schraubklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Endteil (12) des ersten Schenkels (5) auf den zwischen den Schenkeln (5, 6) verlaufenden Seiten jeweils einen vor­ zugsweise einstückigen Fortsatz (24, 25) mit einem Hals (26) und wenigstens einer davon seitlich abragenden Nase (28, 29) trägt und daß die um 90° abgebogenen Fortsätze (24, 25) korrespondie­ rende Aussparungen (27) des inneren Endteiles (15) mit ihrem Hals (26) durchsetzen und mit den Nasen (28, 29) inneren Randteile der Aussparungen (27) hintergreifen.

3. Schraubklemme nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchfüh­ rung (18) des inneren Endteils (15) im Querschnitt ein Kreisflächensegment ist, dessen Sehne (20) parallel zur Biegekante (16) verläuft und vom Kreismittelpunkt (M) einen etwa dem Kernradius des Gewindeschafts (19) zumindest annähernd entsprechenden Abstand hat.

4. Schraubenklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Biegekante (16) zugewandte Randkante (21) der Ausnehmung (7) des zweiten Schenkels (6) vor dem Biegen eine Einbuchtung (22) aufweist, deren Tiefe dem Abstand zur Biegekante (16) und der Materialstärke des Blechteils (4) entspricht.

5. Schraubklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung (18) des inneren Endteils (15) im Querschnitt ein nicht geschlossener Kreis ist, bei dem der Abstand des Mittelpunkts (M) von der zur Schenkelwand parallelen Stirnkante (31) des inneren Endteils (15) geringer ist als sein dem Außendurchmesser des Gewindeschafts (19) der Klemmschraube (11) entsprechender Radius.