DE4322790C2 - Schraubklemme mit u-förmigem Klemmkörper - Google Patents
Schraubklemme mit u-förmigem KlemmkörperInfo
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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.
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DE19801331C2 (de) * | 1998-01-16 | 2003-09-25 | Hayo Joerg | Modulares Mehrfach-Stern-Schraubklemmen-System |
Also Published As
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